что такое витая пара для интернета в квартире
Выбор кабеля «витая пара» для интернета
При построении локальных сетей различного уровня и масштаба основным соединительным интерфейсом является кабель типа «витая пара». 30 лет назад ему удалось победить в войне технологий коаксиальный аналог, и на сегодня это самый распространённый вид связи между отдельными компьютерами и другими устройствами, предназначенными для передачи цифровых данных. В частности, его используют и провайдеры интернет-сервисов, доставляя конечным потребителям сетевой трафик.
Что собой представляет кабель «витая пара»
Переплетение проводов попарно – изобретение, которому более 150 лет. Первоначально такой способ организации связи использовали для телеграфной связи, затем на длительное время витая пара стала стандартом для аналоговой телефонии. Скручивание жил оказалось эффективной мерой противодействия внешним электромагнитным помехам, одновременно защищая от внутренних наводок.
В настоящее время термин «витая пара» применяется преимущественно в отношении компьютерных сетей, трансформировавшись из двухпарного в четырёхпарный.
Строение кабеля витой пары
Категории витой пары
Основной характеристикой любых коммуникаций является скорость передачи данных. Применительно к витой паре эта характеристика в довольно незначительной степени зависит от таких параметров, как материал изготовления кабеля или его внутренняя топология. Но они влияют на другие характеристики сети – её долговечность, надёжность, максимально допустимое расстояние передачи сигнала и т. д.
Наиболее общей характеристикой принято считать категорию ВП, в настоящее время все производители кабеля витая пара придерживаются этой классификации. Как мы уже отмечали, определяющим параметром компьютерных сетей является скорость передачи информации. Она зависит, прежде всего, от частоты колебаний тока, которая и является аналоговым способом передачи единицы данных. По этой причине при разбиении кабелей на категории одной из главных характеристик является частотный диапазон, в котором способна работать витая пара. Все остальные параметры являются второстепенными, направленными на поддержание заданной частоты колебаний.
Категории витой пары:
Маркировка кабеля витая пара
Общепризнанной является следующая маркировка, указывающая на способ организации экранирования:
Виды экранирования кабеля в зависимости от маркировки
В общем случае экран – это защита кабеля от случайных и систематических наводок, искажающих сигнал, необходим для предотвращения потери информации. Разновидности экранирования говорят о разном уровне защиты данных. Они во многом определяют стоимость готового изделия.
Кроме маркировки, обозначающей наличие и способ организации экрана, существуют и другие обозначения, применяемые производителями для обозначения тех или иных технических особенностей своей продукции:
Внутреннее содержимое витой пары
Отдельно стоит рассказать о маркировке по типу оболочки:
Существуют также модификации кабеля со стальным тросом, которые используются для воздушной прокладки сетей между домами.
Стандарты, сертификация
При выборе типа витой пары нужно понимать, для каких целей должен использоваться кабель. Стандарт Ethernet является наиболее распространённым, витую пару иногда называют этим термином. Стандарт определяет ряд характеристик кабельной сети: скорость передачи данных, максимальное расстояние, возможное без использования усилителей сигнала, способ модуляции и т. д. Впрочем, к этому же стандарту относится и оптоволокно.
Существуют также отдельные стандарты, применимые при прокладке СКС, причём для структурированных кабельных систем требования намного жёстче.
Соединение витой пары с интернет-розеткой
Стандартов Ethernet разработано свыше десятка, большинство из них устарело (например, 10BASE5, или IEEE 802.3, часто называемый «толстым Ethernet»).
Разновидность стандарта IEEE 802.3ba, разработанная в 2009 году, позволяет передавать данные на скорости до 40 Гб/сек, существует и 100-гигабитный стандарт, ожидается появление терабитного.
Коннектор RJ-45 для витой пары
В сфере СКС действует три популярных стандарта:
Мнение эксперта.
Мнение эксперта.Все стандарты, касающиеся построения структурированных кабельных систем на витой паре, гарантируют её работоспособность на протяжении 10 лет и более.
Способы определения качества кабеля витая пара
Чтобы определить, какой кабель витая пара лучше для интернета, специалисты советуют обращать внимание на наименование торговой марки. Из европейских производителей стоит отметить Reichle De-Massari (Швейцария), неплохой кабель у компании Mollex (США). Остальные бренды, встречающиеся в России – в основном родом из Китая (или Тайваня), хотя маркировка может быть иной, если того пожелает заказчик.
Второй критерий, на который обращаем внимание – материал изготовления жил. Медь – стандарт для витой пары, но в последнее время часто можно встретить биметаллические жилы, которые по качеству уступают медным. Они представляют собой стальной (CCS) или алюминиевый (CCA) провод, покрытый методом плакирования тонким слоем меди.
Состав кабеля витая пара
Такие изделия более доступны по стоимости, но обладают рядом недостатков, не характерных для чисто медных жил:
Убедиться в том, что перед вами омеднённая жила, довольно просто. Достаточно ножом попытать соскоблить верхний слой. Если под медью покажется серебристый металл – можете не сомневаться, что это витая пара из биметаллических жил. Кстати, омеднённый кабель запаять обычным паяльником не получится. Тем не менее, большинство провайдеров интернет-услуг при прокладке кабеля от щитка до конечного пользователя использует именно этот, более дешёвый тип изделий.
Наконец, о качестве витой пары можно судить по такой характеристике, как толщина жил. Чем больше диаметр, тем качественнее кабель, у известных производителей он составляет от 0.51 мм. Толщина жилы в промежутке 0.4–0.5 мм говорит о некачественной продукции.
Чаще всего более тонкие жилы можно наблюдать на паре коричневого и синего цветов, поскольку для 100-мегабитных сетей они не используются.
И последний критерий проверки качества – наличие сертификата. Крупные производители сертифицируют свою продукцию, мелкие – нет, поскольку это накладно.
Рейтинг производителей витой пары
Разобраться и запомнить всё разнообразие стандартов и характеристик витой пары довольно сложно, особенно для неподготовленного пользователя. Поэтому вопрос, как и какую витую пару выбрать для дома, многими решается на основании мнений о производителе. Мы составили небольшой рейтинг, который поможет определить качество и его соответствие стоимости кабеля для интернета в зависимости от бренда.
Витая пара премиального уровня
Лучший кабель «витая пара» самый дорогой, стоимость 1 метра находится в пределах 20–25 рублей. Но за эти деньги вы получаете кабель самого высокого качества, который может прослужить десятилетиями. Продукция премиального уровня характерна для брендов Hyperline, SkyNet, Nikolan.
Как правило, для квартирного интернета такая продукция не используется – его прокладывают в правительственные учреждения, банки, другие компании с высокими требованиями к качеству сети.
Кабель среднего уровня
Если сравнивать с топовым уровнем, то витая пара категории 5 стоит намного дешевле, порядка 15 рублей/метр, и характеризуется вполне достойным качеством и скоростью. В России самым популярным производителем кабельной продукции такого качества считается бренд NetLan. Сфера применения витой пары среднего ценового сегмента – крупные предприятия, офисы, но её можно увидеть и в частном секторе.
Бюджетная витая пара
При выборе кабеля UTP для домашней сети большинство пользователей ориентируется на стоимость. В этом нет ничего предосудительного – продукция таких китайских брендов, как CabLAN или Ripo, стоит порядка 5 рублей/метр. Это в подавляющем большинстве случаев кабель с омеднёнными жилами соответствующего качества, вполне пригодного для построения малобюджетных сетей.
Продукция с медными жилами из Поднебесной предлагается по цене порядка 10 рублей/метр, и это наиболее подходящий вариант для прокладки интернета в жилые дома.
Оптоволокно или витая пара — что лучше
Содержание
Содержание
В различных сетях для передачи информации используются специальные кабели — витая пара и оптоволокно. Можно ли выбрать что-то одно, какое у них назначение, в чем их отличия, преимущества и недостатки — разберемся.
Особенности производства витой пары
Витая пара была создана Александром Беллом в 1881 году, а уже в 1900 году повсеместно использовалась в телефонных линиях на территории США. Как можно догадаться по названию, в этом типе кабелей используется несколько витых пар — двух изолированных проводников, скрученных с определенным шагом. Такое конструктивное решение было принято, чтобы уменьшить электромагнитные помехи от внешних источников. В витой паре также могут использоваться и дополнительные слои для защиты от внешних наводок.
Создание витой пары начинается с огромных бобин медной проволоки, которая служит проводником электрического сигнала. Каждая медная нить диаметром в 7,8 мм наматывается на систему из нескольких роликов и вытягивается до 0,4-0,6 мм. Процесс вытягивания позволяет получить из 160 метров медного стержня более 1,5 км провода.
На следующем этапе медь покрывают пластиковым изолятором разных цветов. Его делают из негорючего полипропиленового состава, который поставляется на производства в виде гранул. Затем каждый кабель по цвету наматывают на отдельные катушки. Далее с помощью специального станка из двух проводников создается одна витая пара, а после — четыре или больше витых пары соединяются в один кабель с последующим экранированием.
В конце производства готовые кабели сворачивают в катушки и упаковывают для транспортировки. Согласно исследованию DISCOVERY Research Group на 2019 год объем рынка LAN-кабелей России составлял 570 330 километров. Этого хватит, чтобы 14 раз охватить всю Землю по экватору.
Производство оптического волокна
Патент на передачу данных посредством света в оптоволокне в 1934 году получил Норман Френч — инженер фирмы AT&T, но первые лазер и приемник сигналов появились только
в 1962 году. Коммерческое использование таких кабелей началось только в 80-х годах, когда удалось решить проблему быстрого затухания.
Оптическое волокно представляет собой нить из прозрачного материала — стекла или пластика. Кабель состоит из сердцевины, в которой перемещается свет, и оболочки с другим коэффициентом преломления.
Толщина сердцевины зависит от того, сколько лучей (мод) будет передаваться по кабелю.
Производство оптоволокна — это сложный и высокотехнологичный процесс. В России первый завод появился в 2015 году в Саранске. В восьмиэтажном здании Сарансккабель-Оптика располагается вертикальная производственная линия. Все начинается со специальных преформ (заготовок), которые при помощи мощной печи разогреваются до 2 000 градусов Цельсия. Из печи выходит уже волокно толщиной в 125 микрон.
Далее нити покрывают акрилатом и обрабатывают ультрафиолетовыми лампами для затвердевания. На выходе получается готовый оптоволоконный кабель. Процесс идет практически непрерывно, а нить движется через все восемь этажей со скоростью до 1 700 метров в минуту. На выходе формируются небольшие катушки с оптоволокном, готовые
к доставке.
Витая пара против оптоволокна: преимущества и недостатки
Принципиальное отличие этих двух типов кабелей заключается в способе передачи сигнала:
в витой паре это электрический импульс, а в оптоволокне — световой луч.
Оптоволокно обладает следующими достоинствами:
Несмотря на многочисленные достоинства, оптическое волокно не смогло вытеснить витую пару. Все дело в нескольких важных минусах. Цена на оптоволоконное оборудование даже
с появлением многочисленных производств остается высокой, поскольку оно работает
не с электрическими сигналами, а с оптическими.
Другая проблема — относительная хрупкость и сложность монтажа. Несмотря на то, что оптоволокно можно гнуть, в его основе лежит стекло, поэтому при сильных изгибах такой кабель ломается. Угол изгиба больше 90 градусов дает ослабление сигнала. Для спайки необходим специальный аппарат, без которого соединить два конца оптоволоконного кабеля невозможно. Ремонт таких коммуникаций сложнее и требует особой квалификации.
Помимо этого, большая часть потребительской техники (роутеры, телевизоры, TV-приставки) работают с электрическими сигналами, поэтому подключатся посредством витой пары.
Витая пара по многим параметрам проигрывает оптическому волокну: невысокие скорости передачи (для категории Cat.7 до 10 Гбит/с), длина одного сегмента не может превышать 300 метров, а поскольку медь подвержена окислению, то и срок службы у витой пары при оптимальных условиях влажности и температуры не превышает 15 лет.
Главный минус — подверженность помехам, что вынуждает производителей тратиться на дополнительные меры защиты. В заводских условиях с мощным электромагнитным излучением витую пару использовать невозможно.
Почему не используется что-то одно
Несмотря на очевидные достоинства оптического волокна, витая пара со своими минусами остается неотъемлемой частью интернет-коммуникаций и не только. Главная причина — дешевизна оборудования и легкость обслуживания. Большинству обычных потребителей хватает скорости до 1 Гбит/с, которую без проблем обеспечивают последние категории витой пары. Также в квартирах и частных домах нет сильных электромагнитных наводок, которые могут создать помехи.
Самое главное — витую пару намного проще прокладывать. В квартирах нередко приходится протягивать LAN-кабели в специальных каналах плинтуса. Избежать изгибов в 90 градусов будет практически невозможно. Заменить патчкорды или участок витой пары могут даже обычные пользователи при наличии соответствующего инструмента.
Прокладывать оптоволокно на небольшие расстояния в квартирах и частных домах сложно
и часто нерационально, особенно, если вся техника имеет стандартные порты RJ-45. Противоположные качества оптоволокна и витой пары вынуждают делать комбинированные сети.
На больших расстояниях прокладывают оптоволокно, используя его главные достоинства — высокую скорость передачи, длину сегмента, стойкость к перепадам температур и помехам. Для подключения абонентов на небольших участках применяют витую пару, поскольку ее легко монтировать и нет необходимости ставить для каждой квартиры медиаконверторы.
Учитывая хрупкость оптоволокна и совершенствование витой пары (новейший стандарт Cat.8 обеспечивает скорость до 40 Гбит/с), ни один из типов кабелей не сможет вытеснить второй
и стать повсеместным в ближайшие годы.
Как выбрать витую пару
Что такое витая пара.
В этом гайде рассматриваются витопарные кабеля, предназначенные для передачи цифровой информации в сетях Ethernet. Существует множество кабелей иного назначения, содержащих витые пары – к ним информация из этого гайда может быть неприменима.
В данном гайде под витой парой подразумевается кабель связи, содержащий две или четыре пары изолированных проводников, скрученных между собой. Каждая пара предназначена для передачи одного сигнала: либо передаваемых данных, либо принимаемых.
При этом по одному из проводников пары сигнал передается в противофазе к другому – это позволяет избавиться от большинства электромагнитных помех: приемник, получив два сигнала по паре проводов, вычитает один сигнал из другого. При этом полезный сигнал (т.к. он идет в противофазе) усиливается, а помеха (идущая по обеим проводам в одной фазе) устраняется. Каждая пара проводов маркирована одним цветом, при этом один из проводов пары маркируется сплошным цветом, а второй – тем же цветом, но прерывисто или полосой.
С той же целью (защиты от помех) производится и скручивание пар – это обеспечивает одинаковое воздействие помехи на оба провода независимо от направления на её источник.
Применяется витая пара для прокладки аналоговых или цифровых телефонных сетей и для прокладки локальных вычислительных сетей, использующих, в основном, протокол Ethernet.
Характеристики витой пары.
Категория.
Как правило, категория кабеля обозначена в маркировке, нанесенной на оболочку кабеля через равные промежутки.
Категории 1, 2, 4 в данный момент практически не встречаются, 4-х парный кабель категории 3 изредка используется для прокладки телефонных линий. Категория 5 от 5е отличается крайне незначительно, поэтому найти в продаже кабель именно категории 5 практически невозможно. С 2000 года, после утверждения категории 5е, все производители, практически ничего не меняя в кабеле, начали наносить на него маркировку именно 5е. Эта категория и остается наиболее популярной по сегодняшний день.
Категория 5е подразумевает 4-х или 2-х парный кабель, который может быть использован в сетях 10BASE-T Ethernet, 100BASE-TХ Fast Ethernet (10 и 100 Мбит/с соответственно). 4-х парный кабель может применяться для прокладки сетей 1000BASE-T Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с). Максимальная длина кабеля без усилителей сигнала составляет 100м.
Кабель категории 6 содержит 4 пары проводников и может использоваться в сетях 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet (10 Гбит/с). При использовании в сетях со скоростью до 1000 Мбит/с максимальная длина кабеля этой категории – те же 100 м, при использовании в сетях со скоростью 10 Гбит/с – 55 м.
Категории 6а, 7 и 7а подразумевают экранированные кабеля для сетей со скоростью до 10 Гбит/с и протяженностью отдельной линии до 100 м. Использование экранированных кабелей накладывает определенные требования как к оборудованию, так и к условиям прокладки кабеля (наличие качественного заземления), что часто делает более привлекательным прокладку оптоволоконного кабеля. Удешевление же оптоволоконного оборудования и упрощение технологий прокладки оптоволоконного кабеля могут в скором будущем сделать вообще бессмысленным дальнейшее развитие витопарных кабелей.
При выборе категории кабеля следует иметь в виду, что она говорит только о качестве изготовления кабеля. Часто встречающееся в сети утверждение, что «кабель категории 5е работает на частоте 125 мГц, а категории 6 – на частоте 250 мГц» некорректно. Кабель работает на той частоте, на которой работает сетевое оборудование. Замена в сети 100BASE-TX кабеля категории 5е на кабель категории 6 не позволит перейти на 1 Гбит/с без замены сетевого оборудования (роутеров, свитчей, сетевых карт). Более того, если старый кабель 5е был качественным, замена его на Cat 6 нисколько не улучшит ни качество связи, ни её скорость.
И наоборот, на небольших расстояниях (до 10 м) в сетях 10GBASE-T можно использовать качественный 4-х парный кабель категории 5e – на качество и скорость связи это не повлияет.
Число пар.
Большинство кабелей содержит 4 пары проводов. Но в сетях 10BASE-T и 100BASE-TХ используется только 2 пары, поэтому большое распространение получил кабель категории 5е с двумя парами проводников – он легче, тоньше и дешевле 4-х парного. Но для сети со скоростью 10 Гбит/с он уже не годится.
4-х парные кабеля категории 5е иногда применяются для скрытой прокладки. При этом «лишние» две пары остаются в резерве и могут быть использованы в случае повреждения основных пар. Кроме того, существует сетевое оборудование, использующее «свободные» пары, например, для передачи аудиосигнала или служебной информации – в таких сетях тоже может быть использован 4-х парный кабель категории 5е.
Для частных ЛВС в квартире или частном доме можно порекомендовать скрытую прокладку провести 4-х парным кабелем категории 6, даже если предполагается устройство сети со скоростью 100 Мбит/с (вполне достаточной сегодня для большинства личных нужд). Это даст резерв для перехода на более быстрые сети без перепрокладки кабеля. А открытые участки и патч-корды можно сделать из кабеля, который наиболее оптимальным образом подходит для текущей сети. Для сетей со скоростью до 100 Мбит/с это будет 2-х парный кабель категории 5е, для скорости 1 Гбит/с – 4-парный 5е.
Тип витой пары чаще всего говорит о наличии/отсутствии экранирования и виде экрана.
Самым распространенным типом является UTP(Unshielded Twisted Pair – «неэкранированная витая пара»). Как следует из маркировки, экранирование на этом кабеле отсутствует. Часто можно услышать мнение, что кабель UTP не защищен от помех. Это не так. В кабелях UTP используется балансная защита от помех, достаточно эффективная в большинстве случаев.
FTP(Foiled Twisted Pair – «фольгированная витая пара») имеет общий экран из фольги, защищающий провода от мощных электромагнитных помех.
SFTP(Screened Foiled Twisted Pair – «экранированная фольгированная витая пара») поверх экрана из фольги имеет также сетчатый проволочный экран. Сетчатый экран усиливает экранирование кабеля и защищает тонкую фольгу внутреннего экрана от повреждений.
В то же время, простая прокладка кабеля FTP или SFTР вместо неэкранированного не решит проблемы с действительно серьезными помехами – для эффективной работы кабеля, оба его конца должны быть заземлены, как и использующееся сетевое оборудование. Кроме того, заземление должно быть качественным, что, например, в условиях многоквартирного дома может быть неосуществимо. Длинный тонкий провод заземления может сам работать как антенна, ловя дополнительные помехи. А если заземляющая шина (или провод PE в розетках) к земле фактически не подсоединен (что порой встречается), то заземленный на эту шину экран образует вместе с ней замкнутый контур, обеспечивающий прекрасный прием всех помех в округе.
Во-вторых, экран образует приличного номинала емкость, приложенную к рабочим проводам и глушащую (демпфирующую) сигнал – затухание амплитуды сигнала на экранированных проводах выражено сильнее.
В-третьих, разделка и обжимка экранированных проводов сложнее, чем для обычного неэкранированного кабеля. Нарушение же контакта между экраном и щечками разъема для экранированного кабеля нарушит заземление экрана и превратит его в антенну для ловли помех.
В-четвертых, повреждение экрана, приводящее к разрыву контакта (особенно легко возникающее на фольгированном кабеле при чрезмерном изгибе) также сведет на ноль защиту кабеля.
С учетом вышеизложенного, в условиях жилого помещения использование экранированных кабелей представляется неоправданным.
В качестве материала проводника используется либо медь, либо омедненный алюминий, изредка омедненная сталь. Омедненный алюминий обеспечивает худшие условия передачи сигнала, чем чистая медь, зато он намного дешевле. В то же время при выборе кабеля следует рассматривать информацию о материале жил, как дополнительную к его категории. Материал жил может иметь решающее значение, например, при длине линии, немного превышающей стандарт. В этом случае использование кабелей с медными жилами с большей вероятностью позволит установить связь. В нормальных же условиях эксплуатации все кабеля одной категории должны обеспечивать одинаковые условия связи независимо от материала жил.
Проводники в кабеле могут быть многожильные и одножильные. На качество связи это особого влияния не оказывает, выбирать жильность проводников следует из условий прокладки кабеля и его эксплуатации. Многожильные проводники более устойчивы к частыми изгибам, поэтому из таких кабелей можно делать патч-корды для ноутбуков или использовать их в линиях, которые периодически приходится перемещать с места на место.
Обычный кабель витой пары имеет ПВХ-оболочку (обычно серого, иногда синего или белого цвета), разрушающуюся под действием УФ-излучения и «дубеющую» на морозе. Поэтому для прокладки вне помещения следует использовать кабель со специальной полиэтиленовой оболочкой. Чаще всего она имеет черный цвет. Если предполагается часть линии прокладывать по воздуху, в кабеле должен быть несущий трос.
Варианты выбора.
Для прокладки домовой или квартирной сети скоростью до 100 Мбит/с по минимальной цене можно использовать 2-х парный неэкранированный кабель категории 5е. Он стоит от 500 до 1200 рублей за 100м.
Для прокладки домовой или квартирной высокоскоростной сети (или сети с запасом для развития) следует использовать кабель категории 6. Такой стоит от 1300 до 3300 рублей за 100 м.
Если требуется кабель для прокладки линии связи в условиях сильных помех от производственного оборудования, обратите внимание на экранированные кабеля и озаботьтесь наличием качественного заземления в местах прокладки кабеля и установки сетевого оборудования. Экранированный кабель будет стоить от 1300 до 3500 рублей за 100 м.
Для прокладки линии связи ЛВС на открытом воздухе потребуется соответствующий кабель по цене 1500-3500 рублей за 100 м.
Если же кабель еще предполагается натягивать между опорами, то следует обратить внимание на наличие несущего троса. Стоит такой будет 2800-3500 рублей за 100 м.