Кабель UTP
UTP кабель получил широкое распространение по всему миру. Преимущественно его используют для передачи цифровых сигналов, например, в случае с Интернетом или промышленной сетью RS-485. Однако допустимо применение и в аналоговых цепях, таких как устаревшие телефонные линии. В обоих случаях UTP демонстрирует удобство монтажа и достойные характеристики.
Основные характеристики UTP кабеля
Если полистать технический словарь и найти кабель utp что это, то можно выяснить что с английского языка эта аббревиатура переводится как «неэкранированная витая пара». Такой кабель подразумевает завивку его отдельных жил между собой и объединение их в пары по две штуки. Делается это с вполне обоснованными техническими целями. Скрученные между собой проводники менее подвержены воздействию внешних помех. Собственно поэтому кабель ЮТП используется для передачи данных.
Чаще всего используются шнуры с 8 проводами, т.е. 4 пары. Их подробное описание можно найти на бухте, в которой они продаются. Такие кабели можно встретить в жилых домах в качестве линии для сети Интернет. Однако этот форм-фактор является далеко не единственным. В одном кабеле может содержаться от 2 до 50 пар витых проводников. Отдельные жилы имеют индивидуальную изоляцию толщиной 0,2 мм. Сами провода сделаны из монолитной медной проволоки диаметром 0,4-0,6 мм. Существует и гибкий ютипи кабель. В нём одна жила состоит из множества более мелких проводников. Такой кабель получается более пластичным, удобным и износостойким, поэтому он может справляться с механической раскачкой от ветра или прочих внешних усилий.
Дополнительная информация. Следует избегать многократных перегибов монолитного кабеля в одном и том же месте. Периодическое воздействие способно надломить жилу. В дальнейшем отыскать обрыв под 2-3 слоями изоляции будет крайне проблематично.
Каждая пара проводников отличается уникальным сочетанием цветов. Т.е. в любом кабеле будет только одна бело-синяя или чёрно-зелёная группа. Сделано это для того, чтобы различать провода между собой, ведь это необходимо для правильного их подключения. Всего в маркировке используется 10 цветов, благодаря которым кабель проще обжать в штекере для подключения к ПК или прочим сетевым устройствам.
Весь массив жил снаружи имеет общую изоляцию серого или белого цвета толщиной 0,5-0,9 мм (для 4-х парных кабелей). Чаще всего она изготовлена из поливинилхлорида, однако в более качественных и дорогих марках может использоваться полиэтилен или полипропилен. Выделяются и кабели с защитным покрытием, препятствующим прониканию влаги или горению. Дополнительно внутри может быть капроновая разрывная нить. Она предназначена для более удобной разделки кабеля. Также, ввиду прочностных свойств капрона, разрывная нить выполняет защитную функцию и препятствует растяжению и разрыву жил.
Виды UTP кабелей
Интернет, связь и развитие цифровых сетей передачи данных с каждым годом становятся всё более востребованными. Производители проводов UTP не отстают от общемировых технических трендов, поэтому постоянно выпускают новые образцы продукции, выделяющиеся улучшенными свойствами. Отсюда широкое разнообразие этих проводниковых изделий.
На практике особо распространены следующие виды UTP кабелей:
- Кат. 1. Используется на частотах от 100 до 400 кГц, поэтому пригоден для работы с устаревшими моделями модемов, в телефонных линиях и для передачи голосового аналогового сигнала. Кабель содержит в себе всего одну витую пару. Данный вид проводников является морально устаревшим и постепенно выводится из эксплуатации. Поэтому можно считать, что такое utp изделие уже не применяется для современного монтажа.
- Кат. 2. Рабочие частоты – от 1 до 4 МГц. Применим для работы в устаревших компьютерных сетях и прочих медленных каналах связи. В этом случае используются уже две витые пары в одном кабеле.
- Кат. 3. Максимальная частота – 16 МГц. Подходит для работы в сетях Ethernet, которые распространены в промышленности. Строение кабеля подразумевает применение четырёх пар проводников.
- Кат. 4. До 20 МГц. Данный вид кабеля является более современным. Под наружной изоляцией скрывается так же 4 пары медных жил. Пропускная способность такого изделия составляет до 16 Мбит/сек для каждой из пар. Категория известна своим применением в линиях передачи данных, работавших по устаревшему протоколу token ring.
- Кат. 5. Диапазон частот – до 100 МГц. Применяется в компьютерных сетях Fast Ethernet. Пропускная способность кабеля составляет до 1000 Мбит/сек при одновременном использовании всех 4 витых пар. Данный вид пригоден для прокладки локальных сетей.
- Кат. 6. Более серьёзный порог частоты – вплоть до 250 МГц. 4 пары. Основное назначение – сети 10 Gigabit Ethernet. Соответственно, порог скорости передачи данных достигает 10 Гбит/сек. (в линии длиной до 55 метров).
- Кат. 7. Данный вид кабеля схож с предыдущим, так же 10 Гбит/сек. Основное различие состоит в применении как индивидуального экрана на каждой жиле, так и общего защищающего всю линию. Такое строение относит 7 тип скорее к FTP проводам.
Отличия ФТП кабеля от ЮТП
Метод скручивания проводов для подавления помех использовался ещё во времена телеграфных линий. Данная технология даёт ощутимую добротность сигнала, вплоть до некоторых частот при определённых дистанциях линий. Однако в современных сетях этих показателей недостаточно, и обычные кабели утп принимают на себя слишком много наведённых помех, особенно вблизи силовых проводников и прочих мощных источников радиопомех. Спастись от этого воздействия помогает кабель FTP.
Важно! Попадание помех на кабель, передающий аналоговый сигнал, на первый взгляд может быть незаметным. Однако в измерительных цепях сторонние наводки приводят к погрешностям. Поэтому лучше использовать экран для дополнительной защиты от помех.
Между кабелями utp ftp разница заключается в строении. Сама аббревиатура FTP расшифровывается как «Foiled Twisted Pair», что означает «фольгированная витая пара». Данный вид кабеля является усовершенствованным UTP и позволяет передавать данные на более высоких частотах и на дальние расстояния. В роли защиты от помех выступает металлическая фольга. Экран располагается под наружной оболочкой кабеля и имеет толщину менее 0,1 мм. Наличие металла в проводнике никак не сказывается на его гибкости и прочих монтажных свойствах. Однако существенно увеличивается помехоустойчивость линии. При этом фольгу необходимо заземлять, чтобы с неё могли стекать наведённые потенциалы и помехи.
Также выделяют S/FTP кабеля. В них, помимо общего наружного металлического экрана, предусмотрена фольга на каждой отдельной витой паре. Такое усиление также заметно сказывается на пропускной способности линии, ведь в этом случае помехам придётся преодолеть ещё один дополнительный слой экранирования. Существует и вариант, в котором фольга имеется только на скрученных проводниках, а общий экран отсутствует. В этом случае кабель будет называться U/STP.
Наличие экранирующей фольги работает и в обратную сторону. Она помогает снизить помехи, испускаемые самой витой парой ftp во внешнюю среду. Тем самым уменьшается общий электромагнитный фон, и создаётся возможность работы вблизи линии более чувствительного к помехам оборудования.
Таким образом, экран не только защищает сам кабель, но и находящееся рядом с ним оборудование. Дополнительно фольга выполняет функцию механической защиты, ведь, в отличие от поливинилхлорида, она не трескается от перепада температур и солнечных лучей. Такое свойство крайне необходимо при уличной прокладке.
Без UTP линий невозможен век цифровых технологий. Благодаря данным кабелям, люди способны непрерывно обмениваться информацией. При этом передача данных происходит на немыслимых 10 лет назад скоростях, а о существовании помех практически можно забыть.
Видео
Источник
Технические характеристики витой пары (тип, длина, скорость)
В этой статье мы с вами рассмотрим технические характеристики витой пары, которые учитывают при создании локальных вычислительных сетей. Витую пару относят к структурированным кабельным система и используют для передачи сигнала в компьютерных и телекоммуникационных сетях Ethernet, Arcnet и Token ring. Подсоединение к сетевым устройствам выполняется через разъем 8P8C именуемый в народе RJ45.
Такое широкое применение витой пары обусловлено совместимостью со многими классами, категориями и типами оборудования, легкостью монтажа и относительно малой стоимостью для создания структурированной кабельной сети. Для опрессовки кабеля LAN и коннектора RJ45 используют кримпер (специальные обжимочные клещи) , но можно обжать витую пару без специального инструмента.
Витая пара представляет из себя структурированный LAN кабель с ПВХ оболочкой, который содержит в себе от одной до нескольких изолированных и скрученных между собой пар определенным количеством витков на единицу длины.
Зачем скручивают между собой провода? Дело в том, что переплетение проводов с собственным шагом скрутки между собой образует пару в следствии чего увеличивается качество связи. Таким образом электромагнитные помехи равномерно влияют на провода образующие пару и уменьшают взаимные наводки при передаче дифференциальных сигналов, а также снижают влияние внешних факторов (электрические, магнитные, электромагнитные поля) во время эксплуатации.
Устройство витой пары.
Сетевой кабель LAN в зависимости от категории имеет разные технические характеристики и состоит из нескольких медных проводников, которые образуют пару и могут иметь изоляцию толщиной в о,2 мм из поливинилхлорида (PVC), а у более качественных категорий (CAT5) из полипропилена (PP), полиэтилена (PE). Кабеля высокого качества имеют изоляцию из ячеистого (вспененного) полиэтилена или тефлона. Такой полиэтилен гарантирует низкие диэлектрические потери, а тефлон защищает проводники в условиях высоких температур. Проводники могут состоять как из монолитной медной жилы (0,4-0,6 мм), так и из нескольких жил собранных в пучок.
Для удобства разделки кабеля внутри наружной оболочки из поливинилхлорида имеется «разрывная нить», изготовленная в большинстве случаев из капрона. Витая пара категории 5 и выше может иметь в своей структуре экран для защиты сигнала от внешних и внутренних электромагнитных наводок. Толщина наружной изоляции в четырех парной витой паре в зависимости от категории составляет о,5-0,9 мм. В производство наружной оболочки применяется поливинилхлорид с примесью мела. Также в изготовлении внешней изоляции применяют стойкие к горению и выделению галогена полимеры (маркировка LSZH).
В России в соответствии с основными требованиями по пожарной безопасности они имеют маркировку: нг(A)-HF; нг(B)-HF; нг(C)-HF; нг(D)-HF. В скобках указывается категория в соответствии с показателями пожарной безопасности. Стойкий к горению и выделению кабель LAN перечисленных выше маркировок используют для прокладки, с учетом объема горючей нагрузки кабелей, во внутренних электроустановках, а также в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, в том числе в многофункциональных высотных зданиях и зданиях-комплексах.
Внешняя оболочка витой пары для наружной прокладки имеет материал из гидрофобного полиэтилена, который обычно наносят вторым слоем поверх поливинилхлоридной оболочки. Кроме этого пустоту в кабеле могут заполнить специальным гидрофобным гелем и применить к нему бронирование из гофрированной ленты или стальной проволоки.
С помощью цветового решения, оболочку кабеля LAN можно легко идентифицировать и узнать его функциональное назначение для монтажа или во время обслуживания. Например, черный цвет сделанный из полиэтилена (PE) указывает на то что кабель хорошо приспособлен для влияния внешних факторов на улице (сырость, воздух…), а оранжевый цвет может говорить о стойкости наружного материала к горению. Светло-серый цвет применяют для внутренней прокладки в жилых домах и офисных зданиях.
Типы витой пары.
Следует сказать, что существует монолитный и многожильный, экранированный и не экранированный кабель LAN. Рассмотрим все по порядку.
Витую пару с одной монолитной жилой (одна медная проволока), как правило, применяют для прокладки линий в стенах, лотках и не используют для прямого соединения внешних устройств (Smart TV, компьютер…), а монтируют к кабелю оконечное оборудование. Например, информационную розетку. Этот процесс называется терминированием. Обусловлено это тем, что кабель имеет относительно толстые жилы и при частых изгибах легко ломается.
Многожильная витая пара используется для изготовления патч-кордов и служит для соединения цифровых устройств (маршрутизатор, принтер…) межу собой и с внутренней или наружной информационной розеткой Ethernet. Этот тип кабеля хорошо зарекомендовал себя в условиях изгибов и скручивания и не подходит для «врезания» в разъем информационной розетки. Медные жилы очень тонкие и запросто ломаются. Кроме этого многожильный кабель LAN имеет большой сигнал затухания в сравнении с монолитным типом. В следствии этого максимальная длина витой пары многожильного типа должна составлять не более 100 метров.
Я уже упоминал, что экранирование витой пары используется для защиты от внешних и внутренних электромагнитных наводок. Стоит сказать, что экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который предназначен для защиты от разрывов и растяжений самого экрана. Существует несколько типов экранирования витой пары, которые определяют технологию и назначение защиты от электромагнитных воздействий. Выделяют такие типы витой пары:
- UTP — (Unshielded twisted pair — неэкранированная витая пара) — кабель не имеет защитного экрана.
- FTP или F/UTP — (Foiled twisted pair — фольгированная витая пара) — кабель имеет один внешний общий защитный слой из фольги.
- STP (Shielded twisted pair — экранированная витая пара) — кабель имеет экран для каждой пары и внешнюю защиту наподобие сетки (есть на рисунке).
- S/FTP или SSTP (Screened Foiled twisted pair — фольгированная экранированная витая пара) — данный кабель имеет фольгированную защиту каждой пары, а также внешний экран.
- U/STP (Unshielded Screened twisted pair — незащищенный кабель с экранированием витой пары) — кабель не имеет общего экрана, но каждая пара имеет фольгированную защиту.
- SF/UTP или SFTP (Screened Foiled Unshielded twisted pair — экранированная витая пара с защитой) — имеет два внешних экрана. Один из медной сетки, а второй из экран-фольги. Между ними дренажный провод.
Категории кабеля витая пара (скорость передачи данных).
В основу определения категории витой пары положен максимально пропускаемый частотный диапазон. Это обусловлено количеством витков на одну единицу длины кабеля. То бишь, чем выше категория, тем больше пропускаемый частотный диапазон в следствии увеличения витков каждой витой пары. Категории витой пары описывается в международных и отечественных стандартах.
Категории (сокращенно CAT) витой пары определяют расчетную скорость передачи данных. Кроме этого кабель LAN еще разделяют на классы и при построении структурированной кабельной системы их тоже учитывают. Следует помнить, что витая пара более высокого класса поддерживает технические возможности низшего класса. А вот витая пара по классу ниже не поддерживает технические приложения высшего класса. Чем выше класс тем лучше передаточные характеристики и выше предельная частота работы кабельной линии.
- CAT1 (частотная полоса — 0,1 МГц). Имеет одну пару и используется для передачи голоса и цифровых данных при участии модема. Это стандартный телефонный кабель, который в свое время использовался в «скрученном» виде в США, а в России применяется и сейчас без скруток. Не подходит для современных систем и имеет большое влияние помех.
- CAT2 (частотная полоса — 1 МГц). Имеет две пары проводников и уже изжил себя. Иногда применяется при построении телефонных сетей. Ранее встречался в сетях Arcnet и Token Ring. Обладает скоростью передачи данных до 4 Мбит/с. Не годится для построения современных сетей.
- CAT3 (частотная полоса — 16 МГц. Класс «С»). Встречается 2-х парный и 4-х парный тип витой пары. Применяется не только для создания телефонных, но и локальных сетей на базе 10BASE-T. Поддерживает скорость передачи данных от 10 до 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 протяженностью не более 100 метров. В отличии от CAT1 и CAT2 поддерживает стандарт IEEE 802.3.
- CAT4 (частотная полоса — 20 МГц). В свое время этот 4-х парный кабель использовался в технологии 10BASE-T и 100BASE-T4. Возможна скорость передачи данных до 16 Мбит/с. В наши дни не используется.
- CAT5 (частотная полоса — 100 МГц. Класс «D»). Кабель применялся для создания телефонных линий и построения локальных сетей 100BASE-TX, а также в Ethernet (LAN). Поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с.
- CAT5e (частотная полоса 125 МГц). Это усовершенствованная витая пара пятой категории. При использовании 2-х пар поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с и до 1000 Мбит/с в 4-х парном кабеле. Как правило, используется 4-х парный кабель для построения локальной компьютерной сети. Это самый распространенный тип витой пары.
- CAT6 (частотная полоса 250 МГц. Класс «E»). Это распространенный тип кабеля, который применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. В структуре кабеля четыре пары проводников. Поддерживает высокую скорость передачи данных до 10 Гбит/с протяженностью не более 55 метров.
- CAT6a (частотная полоса 500 МГц. Класс «EA»). Структура кабеля состоит из четырех пар проводников. Он используется в сетях Gigabit Ethernet и поддерживает скорость до 10 Гбит/с на расстоянии до 100 метров.
- CAT7 (частотная полоса 600 — 700 МГц. Класс «F»). Поддерживает скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Структура кабеля имеет общий внешний экран и фольгированную защиту каждой пары. По типу относиться к S/FTP (ScreenedFullyShieldedTwistedPair).
- CAT7a (частотная полоса 1000 -1200 МГц. Класс «FA»). Скорость витой пары доходит до 40 Гбит/с на расстоянии до 50 метров и до 100 Гбит/с протяженностью до 15 метров.
На просторах интернет мне попалось хорошее видео по теме, предлагаю вам его посмотреть.
Для того чтобы сетевой кабель служил долго следует соблюдать правила монтажа. Например, при прокладке нужно следить за целостностью кабеля по всей его длине и не допускать растяжений и изгибов потому, что это может нарушить структуру экрана, что приведет к низкой устойчивости кабеля к электромагнитным помехам. Дренажный провод кабеля должен быть соединен с экраном разъема.
Кроме этого при монтаже нельзя допускать изгибов более восьми внешних диаметров кабеля. Слишком сильный изгиб может повредить фольгированный экран, что заметно ухудшит свойства кабеля и снизит скорость связи внутри сети. Пока!
Источник
