Home » Misc » Составляющие части витой пары

Составляющие части витой пары


Витая пара. Устройство и типы. Категории. Раскладка и обжатие

Витая пара относится к кабельным системам со своей структурой, применяется для передачи информации в сетях телекоммуникаций. Подключение к устройствам сети производится разъемом 8Р8С. Рассмотрим технические данные витой пары, учитываемые при образовании вычислительных сетей.

Большая популярность использования витой пары вызвана тем, что она совмещается с разными типами оборудования, проста в установке, имеет низкую стоимость для образования сети. Опрессовка производится специальными клещами для обжима.

Скручивание проводов производят с определенной целью. Переплетение проводов с определенным шагом плетения образует пару проводов, с помощью которых качество связи улучшается. Помехи от электромагнитных волн оказывают равномерное влияние на провода в паре, снижают взаимные наводки во время передачи сигналов, внешних факторов во время работы.

Витая пара имеет различные технические данные. Это зависит от категории.

Он состоит из множества медных проводников, образующих пару. Проводники могут быть в изоляции из поливинилхлорида, либо полипропилена. Кабели повышенного качества оснащены тефлоновой изоляцией, либо полиэтилена. Такая изоляция дает гарантию малых диэлектрических потерь, защищает проводники от повышенного нагрева. Проводники могут быть из одной или нескольких жил, составляющих пучок.

Чтобы было удобно разделывать кабель, в оболочке предусмотрена капроновая нить для разрыва. Наружная оболочка изготавливается из поливинилхлорида, а также огнестойких полимеров.

У нас в стране витая пара маркируется:

нг(A) — HF;  нг(B) — HF;  нг(C) — HF;  нг(D) — HF;

В скобках обозначена категория пожарной безопасности. Кабель LAN применяют во внутренних установках, зданиях, общественных местах, многофункциональных зданиях.

Наружная оболочка изготовлена из гидрофобного полиэтилена. Его наносят поверх ПВХ оболочки. Пустую область в кабеле заполняют гидрофобным гелием, а также могут оснастить бронированием специальной лентой.

Применением разных цветов выполняют идентификацию и назначение оболочки кабеля. Черный цвет показывает, что кабель защищен от сырости, стойкость к горению имеет оранжевый кабель. Сетевой кабель светло-серый используют внутри офисов, жилых домов.

Типы

Кабели связи бывают многожильными и одножильными, а также, с экранированной оболочкой и без экрана.

Витая пара с одинарной жилой используется для проведения линии в стене, не подключается непосредственно к устройствам. К кабелю подключают оборудование оконечного вида, например, розетку (терминирование). Такой кабель имеет легко переламывающиеся жилы.

Витая пара с несколькими жилами применяется для коммутации цифровых устройств. Такой кабель подходит для изгибов, у него тонкие жилы. Многожильный кабель обладает значительным сигналом затухания, поэтому его наибольшая длина не должна быть больше 100 м.

Типы экранирования:
  • UТР – без экрана.
  • FТР – экран из фольги.
  • SТР – экран каждой пары и общая сетка.
  • S/FТР – экран из фольги для пар и наружный экран.
  • U/SТР – общего экрана нет, каждая пара с экраном.
  • SF/UТР – два наружных экрана.
Категории по скорости передачи

Категории витых пар делятся на категории по принципу интервала частоты пропускания сигнала. Это достигается числом витков. Чем выше частота пропускания и число витков, тем выше категория.

Одна из оптимальных категорий — Cat.5e. Зачастую применяется для 4-х парного UTP-кабеля. Идеальное соотношение цена/качество/широта применения сделали эту витую пару популярнейшим кабелем среди IT-инженеров. Выпускают все крупнейшие производители. Имеются варианты: для внешней и внутренней прокладки, одножильные и многожильные, как правило, AWG24-AWG25, в бухте (катушке) 305 метров.

Особенности использования витой пары

За последнее время в науке произошел большой прогресс, но многие изобретения были сделаны еще в 19 веке.

Сегодня витая пара используется широко:
  • Передача данных видеосигнала.
  • Локальные сети.
  • Телефонные линии.
  • Передача электронных сигналов.
Достоинства соединения с помощью витой пары

Если сравнивать коаксиальный шнур и витую пару, то лучшей защитой потока данных от помех обладает витая пара, ввиду ее структурных особенностей. Это особенно заметно на расстоянии около 2 километров. Сигнал получается четким и чистым, особенно, если использован заземленный провод с экраном. Такой провод актуален в местах с большим электромагнитным излучением.

Линия может одновременно передавать несколько сигналов: звук, видео, телеметрические данные. Есть одно ограничение: число пар в кабеле. Чтобы не было влияния этих пар друг на друга в кабеле, шаги скрутки делают разными. Чем точнее будет балансировка, тем негативное воздействие пар друг на друга будет ниже.

Расходы на установку и подключение локальной сети компьютеров или видеонаблюдения с разными мониторами и камерами снижаются, так как требуется меньшая длина кабеля. Если витая пара прокладывается на расстояние более двух километров, то частота сигнала заметно затухает. Поэтому сетевой кабель чаще применяется в коротких сетях. Лучше выбирать кабель из медных жил, а не из омедненной стали.

Обжатие витой пары

Разберемся, как обжимать витую пару, необходимую для соединения компьютеров между собой в локальной сети, либо подключение телевизора к хабу, либо другого медиа устройства.

У нас есть кабель, коннекторы и обжимные клещи, необходимые для обжатия самой витой пары. Рассмотрим, как обжимаются два разных коннектора. Один двухкомпонентный, другой однокомпонентный. Двухкомпонентный коннектор состоит из двух частей, имеет дополнительную вставку, которая якобы позволяет облегчить сборку проводов в коннекторе. Однокомпонентный коннектор не имеет никаких вставок.

Витая пара имеет четыре витые пары из восьми проводников. Это означает, что имеется восемь проводов, разделенных по цветам. Из них каждые два провода скручены между собой, тем самым они образуют витую пару.

Для домашней сети подойдет кабель категории 5Е. Он предназначен для прокладки внутри помещений. Существует более дешевый вариант кабеля, где вместо восьми проводников всего четыре провода. То есть, в кабеле имеется всего две витые пары.

Существует много схем обжатия коннекторов локальной сети. Один стандарт — прямого соединения, второй – кросс соединение.

Прямое соединение используется для соединения компьютер – хаб, и подключения других устройств к хабу. Второе используется для соединения двух компьютеров, либо для подключения компьютера к хабу. Рекомендуется обжимать кабель по второму варианту. Если соедините компьютер с хабом, то этим же кабелем можете соединить и два компьютера. Вам не придется пережимать кабель, который был обжат первым вариантом.

На рисунке видно, что некоторые провода перекрещиваются. Это означает, что на одном коннекторе идет нумерация одна, на втором коннекторе будет нумерация этих же проводов совсем другая.

Существуют стандарты обжатия проводов по цветам. Для передачи данных используется всего лишь четыре провода. Это 1, 2, 3, и 6 проводники. Они и есть самые главные провода. Они перекрещиваются следующим образом: первый – третий, второй – шестой. Остальные провода идут параллельно.

Рассмотрим, как коннектор по второй схеме. Для начала мы должны обрезать конец провода с помощью клещей. Для этого в них есть специальный нож.

Срезаем и получаем ровный край кабеля. Далее вставляем в специальную прорезь кабель и снимаем по кругу изоляцию. В кабеле есть специальная капроновая нить, предназначенная для его прочности при растяжении.

Расправляем провода, и раскручиваем пары, выпрямляем проводники. Распределяем их по цветам, как было показано на рисунке. Разравниваем их, чтобы они плотно прилегали друг к другу.

Еще раз проверяем расположение по цветам. Теперь берем обжимные клещи и ножом, который в них имеется, отрезаем проводники длиной 1,5 см от края внешней изоляции.

После обрезки имеется ровный аккуратный край. Теперь берем коннектор. Если коннектор повернуть к себе, то первый контакт будет располагаться справа, а восьмой слева. Теперь вставляем проводники в коннектор. Одновременно прижимаем их к плоскости гребенки и к нижней стенке коннектора.

Там имеются специальные направляющие, для каждого провода свой направляющий канал. Вставляем до конца. Каждый проводок должен блестеть. Это говорит о том, что он уперся в пластиковый корпус и вставлен до конца.

Теперь нужно зажать коннектор при помощи клещей. Вставляем коннектор в специальный паз клещей и зажимаем.

Тем самым зажимается гребенка контактов на проводах, а с другой стороны происходит зажатие изоляции. Это правильно обжатый коннектор RJ-45, все сделано правильно. Теперь снять его практически невозможно.

Обжим двухсоставного коннектора

Теперь рассмотрим, как обжимается двухсоставной коннектор. Также чистим изоляцию, расправляем провода, выпрямляем их. Если капроновая нить, находящаяся в изоляции, мешает, то ее можно обрезать.

Первый провод должен быть не бело-оранжевый, а бело-зеленый. Все цвета проводов набираются по вышеприведенной схеме. Все операции те же, только другие цвета. Еще разница состоит в том, чтобы облегчить обжатие контактов, имеется пластиковая вставка. У нее есть небольшой уступчик, который мы располагаем вверх. Обрезаем ровно провода, вставляем провода в эту вставку.

Особенность этого коннектора в том, что возникают сложности со вставлением проводов во вставку. Но удобно тем, что она держит провод, сохраняет порядок и нумерацию проводов. Теперь еще раз обрезаем провода, делаем ровный край на расстоянии 5 мм от вставки.

Теперь также одеваем коннектор, только уже прижимать пластик не нужно.

Вставляем провода со вставкой до конца. Теперь вставляем коннектор с проводами в обжимные клещи и также зажимаем.

Наш коннектор обжат. Мы получили небольшой патч-корд для соединения двух компьютеров, либо подключения компьютера к хабу.

Похожие темы:
  • Коаксиальный кабель. Типы и маркировка. Как выбрать и подключение
  • Слаботочные кабели. Виды и маркировка. Устройство и особенности
  • Акустический кабель. Виды и устройство. Как выбрать и применение
  • RJ-45 RJ-11 розетки и коннекторы. Устройство и применение. Работа
  • Как обжать кабель витая пара. Обжим инструментом и без него

Глава 22 : Витая пара (Twisted Pair)

Наиболее популярным материалом для построения современных компьютерных сетей является витая пара. На сегодня это недорогой и универсальный кабель для создания локальных коммуникаций практически любого уровня сложности. Постараемся объяснить, почему она получила такое широкое распространение.

Общее понятие о витой паре

Витая пара - это изолированные проводники, попарно свитые между собой некоторое число раз на определенном отрезке длины, что требуется для уменьшения перекрестных наводок между проводниками. Такие линии как нельзя лучше подходят для создания симметричных цепей, в которых используется балансный принцип передачи информации.

Рис. 7.4. Симметричная цепь 

Приемник и передатчик гальванически развязаны друг от друга согласующими трансформаторами. При этом во вторичные обмотки (сетевые адаптеры) подается только разность потенциалов первичной обмотки (непосредственно протяженной линии). Из-за этого необходимо отметить два важных момента.

  • Токи в любой точке идеальной витой пары равны по значению, и противоположны по направлению. Следовательно, векторы напряженности электромагнитного поля каждого из проводников противоположно направлены, и суммарное ЭМИ отсутствует. Под идеальной витой парой понимается линия, в которой проводники бесконечно плотно прилегают друг к другу, имеют бесконечно малый диаметр, и ток, протекающий через них, стремится к нулю.
  • Метод накладывает некоторые ограничения на протокол передачи (невозможность передачи постоянной составляющей), но значительно более устойчиво к внешним влияниям (по сравнению, например, с несимметричным RS-232). Из рисунка 5.5. видно, что результирующее напряжение наводки на вторичной обмотке будет синфазным, соответственно не передастся на вторичную обмотку (сетевой адаптер).

Разновидности витопарных кабелей

Витая пара не была новым изобретением. До этого она уже многие десятки лет успешно использовалась в телефонии, и остается только удивляться, почему ее перенос на почву Ethernet прошел только сентябре 1990 года, когда был официально принят стандарт 10baseT. Вполне естественно, что это была витая пара 3 категории, с очень большим, в десятки сантиметров, шагом скрутки проводов в паре, и небольшой, до 20 МГц, полосой пропускания (т.е. были взяты прямо из телефонной проводки). Компьютерные кабеля отличало только оформление - 4 пары под одной оболочкой.

Немного позже, одновременно с появлением Fast Ethernet в 1995 году, был введен новый стандарт на кабель Категории 5 (Level 5), с шагом скрутки, меняющемся для разных пар от 12 до 32 мм (например, ряд от Lucent - 15, 13, 20, 24 мм). Делается это для уменьшения перекрестных наводок, о которых будет рассказано ниже. Такой кабель обеспечивает передачу сигналов с частотой до 100 Мбит. Далее, несколько лет назад, появилась Категория 5е (до 125 МГц), в разработке Категоря 6 (до 200 МГц) и Категория 7 (до 600 МГц).

Рис. 7.5. Конструкция витой пары 

Предполагаю, что подробно пояснять конструкцию витопарного кабеля нет необходимости - все понятно из рисунка. Как правило, кабель имеет 4 пары в одной оболочке. Немного реже встречаются 2-х парные варианты, которые можно применять с ограниченным числом сетевых протоколов.

Проводники изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,5 - 0,65 мм. Кроме метрической, применяется система AWG, в которой эти величины составляют 24 или 22 соответственно. Толщина изоляции - около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории - полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококлассные кабеля имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, которые обеспечивают низкие диэлектрические потери, или тефлона, который обеспечивающий уникальный рабочий диапазон температур.

Разрывная нить (обычно капрон) используется для облегчения разделки внешней оболочки - при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, которы открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников.

Внешняя оболочка имеет толщину 0,5-0,6 мм, и обычно изготавливается из привычного поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, начинают применяться так называемые "молодые полимеры", которые не поддерживают горения, и не выделяют при нагреве галогенов. Их широкому внедрению пока мешает только более высокая (на 20-30%) цена.

Самый распространенный цвет оболочки - серый. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки, который позволяет прокладывать линии в закрытых областях. В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании.

Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки

Конструкция кабельного сердечника достаточно разнообразна. В недорогих кабелях пары уложены в оболочке "как попало". Более качественные варианты предусматривают парную (по две пары между собой) или четверочную скрутку (все четыре пары вместе). Последний вариант позволяет уменьшить толщину сердечника и достигнуть лучших электрических характеристик. Но относительно высокая стоимость не позволила этим типам кабеля получить широкое распространение в России (и тем более, в недорогих домашних сетях).

Форма внешней оболочки так же может быть различна. Чаще других применяется самая простая - круглая, а для 2-х парных кабелей - овальная. Только для прокладки под половым покрытием, по очевидной причине, используется плоский кабель.

Отдельно стоят кабеля для наружной прокладки. Они обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем, и бронирование с помощью гофрированной ленты.

По наличию (или отсутствию) экрана, различают несколько типов кабелей:

  • UTP (unshielded twisted pair), что означает незащищенная витая пара (НЗВП), то есть кабель, витые пары которого не имеют индивидуального экранирования;
  • FTP (Foiled Twisted Pair) - фольгированная витая пара. Имеет общий экран из фольги, однако у каждой пары нет индивидуальной защиты;
  • STP (shielded twisted pair) - защищенная витая пара (ЗВП), каждая пара имеет экран;
  • ScTP (Screened Twisted Pair) - экранированный кабель, который может как иметь, так и не иметь защиту отдельных пар;

Экран выполняется либо плетеным из медной проволоки (хорошая защищает от низкочастотных наводок), либо из токопроводящей фольги (пленки), которая блокирует высокочастотное электромагнитное излучение. Так же на практике часто используют двойные экраны (HIGHT Screen), в которых используются оба способа.

Эффект от применения экрана на первый взгляд достаточно прост - уменьшение внешних наводок на экранированную пару (или несколько пар), и снижение уровня их электромагнитного излучения "наружу".

Но общий экран вызывает рост NEXT (перекрестных наводок, подробно рассмотренных ниже) из-за отражения от экрана, на 10-20%. Далее, экранирование увеличивает затухание в кабеле вследствие добавочной емкости между экраном и витыми парами. Но и это не все. Монтаж экранированной системы значительно более сложен (дорог), требует хорошего подбора всех элементов. А самые незначительные ошибки способны ухудшить, а не улучшить параметры линии.

Это достаточно, что бы большинство производителей СКС отказалось от применения FTP или ScTP. Но это не снижает значение экрана в условиях очень высокого уровня внешних помех, или при большой вероятности "грозовой" наводки. Последнее существенно практически для всех внешних прокладок.

Однако, нужно подчеркнуть - в домашних сетях (с использованием любого типа кабеля) не создается экранированной кабельной системы. При заземлении экрана появляются лишь отдельные экранированные линии. Наиболее хорошей аналогией будет прокладка обычной витой пары в металлической трубе (этот способ часто применяют в условиях монтажа сетей в промышленных помещениях).

Экран, индивидуальный для каждой пары, действительно позволяет улучшить электрические показатели кабеля, но вызывает значительный рост стоимости, а так же веса и объема. Поэтому, такой вариант имеет смысл использовать в самых крайних случаях.

По вышеизложенным причинам, а именно, благодаря низкой цене, удобному и легкому монтажу, широкое распространение получила только незащищенная витая пара (UTP). Именно она является основой всех современных компьютерных сетей.

Параллельно с уже рассмотренными, используется еще два основных типа кабелей, имеющих несколько другое функциональное применение.

Для магистральных прокладок часто используют кабеля с 10, 25, 50, 100 и более, парами в одной оболочке. Тут ассортимент производителя достаточно широк, что бы удовлетворить любые требования. Есть многоэлементные кабеля, объединяющие одной оболочкой множество 2-х или 4-х парных элементов. Есть многопарные, в которых все витые пары находятся под одной оболочной, и для удобства монтажа разделены на пучки полиэтиленовыми ленточками.

Для подключения абонентского оборудования, и коммутации используются гибкие кабеля (шнуры, патч-корды). Из-за необходимости устойчивости к постоянным изгибам, проводник у них выполнен не из одной, а из семи более тонких медных проволок толщиной около 0,2 мм каждая (многопроволочная конструкция). Той же цели служит более толстая (до 0,25 мм) изоляция, и внешняя оболочка повышенной гибкости.

Из-за большего, в сравнении с обычным, затухания использовать кабель для шнуров оправдано только на небольшие расстояния, как правило, не более 5 метров с каждой стороны линии.

Параметры, определяющие электрические свойства витой пары

Электрические свойства витой пары, как обычной направляющей системы электромагнитных колебаний характеризуются сопротивлением R, индуктивностью проводников L, емкостью C, и проводимостью изоляции G.

Рис. 7.6. Упрощенная эквивалентная электрическая схема витой пары 

Величины R и G обуславливают тепловые потери в меди и диэлектрике соответственно. L и C определяют реактивность системы, или, иначе говоря, ее частотные свойства.

Активное сопротивление R постоянному току зависит от материала проводника, его геометрических размеров, и его температуры. По распространенному стандарту EIA/TIA-568A это значение не должно превышать 19,2 Ом на короткозамкнутом шлейфе длиной в 100 метров при температуре 20° С. Эту величину можно легко измерить простым омметром.

С увеличением частоты сигнала, активное сопротивление растет. Это обусловлено прохождением тока в основном по части, обращенной к другому проводнику (эффект близости). Вытеснение тока к поверхности проводника (скин-эффект) для проводов тоньше 0,8 мм мало заметен, но какое-то минимальное влияние на уменьшение эффективного сечения то же оказывает.

Проводимость изоляции G является мерой качества материала и его нанесения на поверхность отдельного проводника. Сопротивление току утечки связанное с несовершенством диэлектрика, может достигать нескольких единиц гигаом, и на сегодня его можно не учитывать. Поэтому, в основном на проводимость изоляции влияют затраты на поляризацию диполей материала диэлектрика.

Особенно много их содержится в поливинилхлориде, часто используемом для витой пары низкой категории. В более качественных кабелях обычно используются полиэтилен или тефлон, рассеяние энергии в которых гораздо ниже. Еще ниже этот показатель для вспененных материалов, применяемых для кабелей высшего класса.

Индуктивность L можно разделить на внешнюю (определяемую геометрией и магнитными свойствами проводника), и внутреннюю (создаваемую магнитным полем протекающего тока). Внутренняя индуктивность имеет слабую тенденцию к уменьшению с ростом частоты.

Два проводника, составляющих пару, можно рассматривать как конденсатор, емкость которого, C, не зависит от частоты. Она определяется материалом изоляции, геометрическими размерами проводников, и расстоянием между ними. По стандарту, для современных кабелей, величина емкости составляет не более 5,6 нФ.

Особо нужно отметить, что применение экрана вызывает рост емкости примерно на 30%, что существенно снижает его эксплуатационные свойства такого кабеля.

Рис. 7.7. Частотная зависимость электрических свойств витой пары 

На основании перечисленных электрических параметров, может быть рассчитано волновое сопротивление. Сделать это можно по формуле Z = v(R+jwL)/(G+jwC), которую для высоких частот Ethernet можно упростить до Z = vL/C. В рабочем диапазоне кабеля эта величина должна составлять 100 ± 15% Ом.

Волновое сопротивление хорошо характеризует однородность тракта передачи электромагнитной энергии. Его неоднородности неизбежно вызывают отражения части сигнала, и ухудшение качества линии. Поэтом, достаточно очевидно, что все составляющие, включая сетевые адаптеры, должны иметь одинаковое волновое сопротивление. Иначе, можно сказать, должны быть согласованы.

Как правило, неоднородности волнового сопротивления на реальных коммуникациях являются следствием некачественного монтажа (изгиб, давление, растяжение, перекручивание). Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном рефлектоскопии. 

 

Предыдущая глава     Содержание

404: Страница не найдена

Дата центр

Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы приносим свои извинения за доставленные неудобства.

Что я могу сделать сейчас?

Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:

Поиск
  • Узнайте последние новости.
  • Наша домашняя страница содержит самую свежую информацию о Центре обработки данных.
  • Наша страница о нас содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, Data Center.
  • Если вам нужно, свяжитесь с нами, мы будем рады услышать от вас.

Просмотр по категории

SearchWindowsServer

  • Microsoft решит проблему нулевого дня Windows во вторник январского патча

    Компания также выпускает пять исправлений, все из которых имеют рейтинг важности, для устранения уязвимостей в локальной среде Exchange ...

  • Как использовать Microsoft Sentinel с Office 365 для поиска рисков

    Продукт безопасности пытается выявить угрозы, исходящие от приложений и служб, а затем помогает предприятию с ...

  • Как исправить блокировку учетной записи Active Directory с помощью PowerShell

    Имея больше приложений и учетных данных, пользователи могут быть заблокированы в своих учетных записях после слишком большого количества попыток входа в систему. Научитесь пользоваться...

Облачные вычисления

  • Последний Google Cloud AI проливает свет на автоматизацию розничной торговли

    Автоматизированные системы отслеживания запасов на базе искусственного интеллекта не идеальны. Однако ритейлеры с высокими показателями упущенных продаж из-за отсутствия ...

  • Как настроить автомасштабирование в службе Azure Kubernetes

    Изучите параметры масштабирования в AKS, такие как горизонтальный модуль и средство автомасштабирования кластера. Затем следуйте пошаговому руководству по ...

  • Варианты IaaS и PaaS на AWS, Azure и Google Cloud Platform

    Хотите перенести рабочие нагрузки вашей организации в облако? Узнайте о преимуществах и недостатках вариантов IaaS и PaaS...

Хранение

  • Fibre Channel и iSCSI: в чем разница?

    Узнайте, как Fibre Channel и iSCSI сравниваются, когда речь идет о производительности SAN, простоте использования, управляемости, полном пакете . ..

  • HPE расширяет Alletra специализированными серверами хранения

    Компания HPE выпустила новые серверы хранения для контейнеров и программно-определяемых хранилищ Alletra 4000. Новые серверы приносят ...

  • Лучшие корпоративные системы хранения данных 2022 года

    Поставщики систем резервного копирования, облачных вычислений, дисков и систем хранения боролись за высшие награды в конкурсе TechTarget Storage Products of the Year. ...

Get it Twisted: витая пара и кабели без витой пары

Как мне обратиться к тебе, читатель? Должен ли я быть очень техническим и отраслевым и сделать эту статью ориентированной на «инженеров», или мне следует обратить эту статью на «философов». В зависимости от темы, один может быть более подходящим, чем другой. Вместо этого я решил написать этот блог для «художника», которого так можно считать.

Витые пары: «Для художника»

Кабели являются важным компонентом систем связи. Они являются жизненно важной формой средств передачи, используемых во всем мире. Одним из типов кабелей, используемых во многих отраслях промышленности, является многожильный кабель. Это кабель, который имеет как минимум 2 изолированные медные жилы, общая конструкция которых может варьироваться в зависимости от интересующего применения. Другой вид многожильного кабеля называется многопарным. Хотя оба они могут считаться многожильными кабелями, основное различие между ними заключается в конструкции проводника. В то время как многожильный кабель состоит из нескольких жил, проводники многопарного кабеля (также известного как кабели с витой парой) скручены в пары. Оба кабеля иногда называют «кабелями данных» или «электронными кабелями». Эти названия связаны с приложениями, для которых обычно используются эти кабели. Некоторые из этих приложений включают системы передачи данных, системы связи, аудиосистемы, силовые передачи и многие другие.

Некоторые могут спросить, а какой смысл скручивать проводники? Ну, я скажу вам, что касается функциональности. Витая пара, среди прочего, используется в большинстве современных сетей Ethernet. Пара проводов скручена и образует цепь, по которой передаются данные. Когда дело доходит до передачи данных, пропускная способность является основным фактором, как мы все знаем.

Существуют различные факторы, которые могут повлиять на характеристики кабелей, такие как шум и другие помехи сигнала (EMI, RFI, ESI). Одним из таких факторов является магнетизм. Все мы знаем, что электричество создает магнетизм. Когда высокочастотный сигнал передается по проводу, он создает магнитное поле, которое может индуцировать сигнал на соседнем проводе внутри кабеля. Этот индуцированный сигнал называется «перекрёстной помехой», формой электромагнитных помех. Только представьте, если бы вы разговаривали по мобильному телефону и могли бы услышать другой разговор, происходящий ни с того ни с сего. Вам было бы трудно вести этот разговор настолько, чтобы вы могли его закончить. Представьте себе сегодняшние передачи, делающие это. Много данных не будет отправлено.

С сегодняшней растущей сложностью систем управления и связи в сочетании с увеличением расстояний, на которые должны передаваться сигналы, также увеличилась частота отказов, связанных с электрическими помехами. Чтобы свести к минимуму электромагнитные помехи и противостоять внешним помехам, необходима скрутка проводов. При скручивании проводов часть шумовых сигналов идет в одном направлении (отправка), а другая часть идет в противоположном направлении (прием). Это скручивание помогает ослабить магнитное воздействие на провода, и, таким образом, внешние волны компенсируются из-за различных скручиваний. Это также помогает уменьшить помехи от соседних витых пар (перекрестные помехи). Степень закрутки также соответствует уровню категории. Кабель категории 6, предназначенный для гигабитных сетей, имеет более тугие витки, чем кабель Ethernet категории 3 (10 Мбит/с).

Существует два типа кабелей с витой парой: неэкранированная витая пара (UTP) и экранированная витая пара (STP).

Кабели UTP

В кабеле UTP каждый из отдельных медных проводов покрыт изоляционным материалом, а затем провода в каждой паре скручены друг вокруг друга. Этот кабель основан исключительно на эффекте подавления, создаваемом витыми парами проводов, для уменьшения ухудшения сигнала, вызванного радиопомехами (радиочастотными помехами) и электромагнитными помехами (электромагнитными помехами). Количество витков также помогает уменьшить перекрестные помехи между парами. Чем больше витков, тем больше уменьшение электромагнитных помех между парами. Это основной тип проводки, используемый для телефонов и очень распространенный в компьютерных сетях, особенно в качестве соединительных кабелей из-за его высокой гибкости. Есть некоторые преимущества использования кабеля UTP. Одним из них является его небольшой размер, что является преимуществом при монтаже, так как благодаря небольшому внешнему диаметру этот кабель не заполняет кабельные каналы так быстро, как более объемные кабели. Этот кабель не только проще в установке, но и дешевле, чем другие типы сетевых носителей. Кабель UTP популярен благодаря своей способности использоваться в большинстве основных сетевых структур.

Использование кабеля UTP также имеет некоторые недостатки. Кабель UTP более восприимчив к электрическим помехам и помехам, чем некоторые другие типы сред, а расстояние усиления сигнала меньше, чем для коаксиальных или оптоволоконных кабелей.

Кабели STP

В кабелях STP каждая пара жил обернута металлической фольгой, обычно алюминиевой. В этом кабеле сочетаются методы подавления и скручивания проводов с экранированием. После обматывания пар габаритные провода снова обматываются металлической оплёткой или фольгой. В частности, в сетевых установках Ethernet кабели STP используются для уменьшения электрических помех внутри кабеля (перекрестных помех) и от внешних помех, таких как электромагнитные и радиочастотные помехи. Кабель STP также может помочь обеспечить заземление.

Learn more