Витая пара: назначение, устройство и типы
Содержание
Витая пара: виды, назначение и устройство
Это разновидность кабеля для передачи данных и сигналов. Состоит из двух или более попарно скрученных между собой изолированных проводников. Скрученный пучок заключен в защитную оболочку. Такая конструкция снижает воздействие электромагнитных помех и минимизирует искажения сигнала. В статье рассмотрим основные виды витых пар, какой вариант лучше выбрать для дома и офиса.
Витая пара: назначение жил и маркировка
Изначально витую пару использовали для телеграфной связи и в телефонных сетях. Со временем конструкцию совершенствовали и стали применять для передачи данных в локальных сетях Ethernet, системах видеонаблюдения, домашнего и промышленного интернета, подключения «умных» устройств.
Основная задача — передача информации в виде слаботочных сигналов. Сейчас чаще используют четырехпарные кабели. Каждая пара предназначена для передачи одного сигнала, который проходит по проводникам в противофазе. Полезная информация усиливается, а наведенные помехи взаимно компенсируются.
Для удобства монтажа каждый проводник в паре окрашивают в определенный цвет: один полностью, на второй делают цветную полосу. Чтобы отличать кабели между собой, на внешнюю оболочку наносят маркировку. Она помогает подобрать именно тот вариант, который соответствует конкретной задаче.
Маркировка витой пары содержит ключевые параметры и свойства изделия:
- количество скрученных пар: обычно 2 или 4;
- материал проводников: медь или омедненный алюминий;
- категорию передачи данных: Cat5e, Cat6 и выше — определяет скорость передачи данных и ширину полосы пропускания;
- тип прокладки: наружный (Outdoor) или внутренний (Indoor);
- наличие/отсутствие экрана, тип экранирования: UTP, FTP, STP;
- наличие защитных покровов (брони).
- Производитель
- DKC
- Производитель
- DKC
- Производитель
- DKC
- Производитель
- DKC
- Производитель
- DKC
- Производитель
- DKC
- Производитель
- DKC
- Производитель
- ITK
- Производитель
- ITK
Дополнительные параметры
На маркировке также можно встретить:
- AWG — американская система калибровки жил. Например, 24 AWG соответствует диаметру 0,51 мм. Чем меньше число, тем толще жила;
- Solid — монолитная конструкция жилы, которую применяют для стационарной прокладки;
- Patch — гибкие многопроволочные, которые используют для патч-кордов — соединительных шнуров;
- FR (Fire Resistance) — огнестойкость;
- LS (Low Smoke) — пониженное выделение газа и дыма при горении;
- ХЛ — холодостойкость;
- устойчивость к ультрафиолету и различным внешним условиям;
- климатическое исполнение.
Сферы использования: от офисов до умных домов
Витую пару используют для передачи информации в структурированных кабельных системах (СКС): телекоммуникация, компьютерные сети, средства охраны и оповещения. В офисах и промышленных зданиях этими кабелями подключают компьютеры, принтеры, IP-телефонию, серверы, маршрутизаторы и другое сетевое оборудование.
В жилых помещениях с помощью витой пары подключают интернет, телевидение, домофон, управляют системой «умный дом»: освещение, климат-контроль, видеонаблюдение. Это универсальный способ передачи сигнала благодаря доступности, удобству монтажа, сравнительно низкой цене.
Как устроен кабель витая пара
Стандартный кабель состоит из следующих элементов:
- проводник из меди или омедненного алюминия;
- цветная изоляция каждой жилы для удобства монтажа;
- парная скрутка проводов с определенным шагом для подавления помех и перекрестных наводок;
- индивидуальный или общий экран для защиты от электромагнитных воздействий;
- внешняя оболочка для дополнительной защиты изолированных жил от повреждений, влияния факторов окружающей среды.
Материал изоляции и оболочки, виды исполнения
- поливинилхлорид (PVC, ПВХ) — универсальный вариант для помещений;
- полипропилен (PP) — подходит для монтажа на улице, стойкий к перепадам температуры;
- полиэтилен (PE) — подходит для прокладки на открытом воздухе и во влажных местах;
- LS (Low Smoke) — выделяет минимальное количество дыма;
- ZH (Zero Halogen) — не выделяет токсичных веществ, галогенов;
- огнестойкий барьер (FR) — сохраняет работоспособность в открытом пламени от 30 до 180 минут;
- С-трос — для протягивания кабеля по воздуху между зданиями.
Материал жил
Медь (Cu) — оптимальный вариант. Гарантирует долговечность, низкое сопротивление, высокую надежность. Омедненный алюминий (CCA) — компромиссный вариант, дешевле медного, но менее надежный.
Полностью алюминиевой витой пары не существует. Алюминий обладает высоким сопротивлением, подвержен окислению, поэтому не способен качественно передавать сигнал. Это хрупкий материал, который плохо подходит для монтажа. Для качественной сети рекомендуем использовать именно медные кабели.
Для телефонии и сигнализации чаще применяют двухпарные кабели, в локальных сетях — четырехпарные. В магистральных кабелях количество пар может достигать несколько сотен. Диаметр жилы — от 0,4 до 0,64 мм. Для категорий Cat5e и Cat6 стандартный диаметр как правило 0,51 мм.
Почему именно скрученные пары
Электромагнитные помехи влияют на проводники внутри кабеля и искажают сигнал. Скрутка необходима для подавления помех и перекрестных наводок между проводниками. Она обеспечивает равномерное расстояние между жилами пары относительно источников помех, что оставляет только полезный сигнал и подавляет посторонние.
Чем выше категория витой пары, тем лучше ее устойчивость к внешним воздействиям и стабильнее передача данных. В кабелях категории Cat5 и выше дополнительно изменяют шаг скрутки для разных пар, чтобы еще более снизить уровень перекрестных помех. Скрутка также уменьшает излучение электромагнитного поля самим кабелем.
Основные типы витых пар
Неэкранированные UTP используют дома, в офисе, на объектах с минимальным уровнем электромагнитных помех.
Экранированные общим экраном (FTP) и индивидуальным на каждую пару (STP) применяют на участках с сильными помехами. Экран выполняют из алюминиевой фольги или медной оплетки. Он снижает влияние помех, но требует более внимательного монтажа. Контуром заземления служит дренажный провод.
UTP, FTP, STP — различия по экранированию
UTP (Unshielded Twisted Pair) — неэкранированная витая пара. Самый дешевый и массовый вариант. Подходит для дома и офиса с невысоким уровнем электромагнитных помех.
FTP (Foiled Twisted Pair) — с общим экраном из фольги. Улучшенная защита от помех. Используют в местах с повышенной электромагнитной нагрузкой, вблизи силовых кабелей.
STP (Shielded Twisted Pair) — каждая пара отдельно экранирована. Устойчив к сильным наводкам, подходит для объектов с большим количеством оборудования. Это исполнение требует правильного заземления.
S/FTP, SSTP — каждая пара с индивидуальным экраном, дополнительно общий экран на все проводники.
SF/UTP — двойная защита: металлическая оплетка и фольга.
В быту чаще используют UTP или FTP, в дата-центрах и промышленности применяют STP и S/FTP. Для высокоскоростных сетей использование экранированного кабеля обязательно.
Категории кабеля: от Cat5e до Cat8
На сегодняшний день существует восемь категорий, часть из которых давно устарела. Для монтажа применяют кабели от Cat5e до Cat8.
Cat1 — первые телефонные линии, которые применяли для аналоговой связи.
Cat2 — устаревшие терминалы со скоростью до 4 Мбит/с.
Cat3 — телефония с частотой 16 МГц и скоростью до 10 Мбит/с (Ethernet 10BASE-T), больше не выпускают.
Cat4 — передача данных в локальных сетях, частота 20 МГц, до 16 Мбит/с, снята с производства.
Cat5 — устаревшая категория, до 100 МГц, скорость до 100 Мбит/с.
Cat5e — витая пара для интернета, бюджетный вариант массового применения для дома и офиса, скорость до 1 Гбит/с.
Cat6 — поддерживает частоту 250 МГц, до 10 Гбит/с на расстояние до 55 метров.
Cat6a — улучшенный вариант с более стабильной работой на длину до 100 метров, частота 500 МГц, скорость 10 Гбит/с.
Cat7 — профессиональное решение для дата-центров с частотой 600 МГц и скоростью до 10 Гбит/с на 100 м.
Cat7a — до 1200 МГц, скорость 40–100 Гбит/с на коротких дистанциях.
Cat8 — новейший стандарт для серверных и центров обработки данных, скорость до 40 Гбит/с.
Cat8 / 8.1 / 8.2 — используют в дата-центрах, частота 1600–2000 МГц, скорость до 40 Гбит/с, на коротких участках — до 100 Гбит/с).
Преимущества и ограничения витой пары
Плюсы:
- низкая стоимость и доступность;
- простота прокладки и монтажа;
- совместимость с большим количеством оборудования;
- высокая помехоустойчивость;
- универсальность применения: установка в квартире и промышленных объектах. Передача данных, звука, видео, телеметрии.
Минусы:
- потеря сигнала на больших расстояниях. Ограничение по длине линии без усилителей до 100 метров;
- UTP-кабели особенно чувствительны к помехам;
- для скоростей от 10 Гбит/с и выше нужны более продвинутые категории кабеля и дорогостоящее оборудование;
- меньшая пропускная способность по сравнению с волоконно-оптическими линиями.
Как выбрать подходящую витую пару
Выбор исполнения зависит от условий и задач. Для домашнего интернета достаточно простой модели UTP Cat5e, это сравнительно недорого и доступно. Для крупных корпоративных сетей лучше выбрать Cat6a; для серверных и дата-центров — сверхскоростные Cat7 и Cat8. Кабели с полиэтиленовой оболочкой или бронированные прокладывают на улице, они более устойчивы к внешним воздействиям и лучше защищают изделие.
Витая пара: схема подключения
Существуют две распространенные схемы обжима: прямая и кросс. В прямой оба конца изделия обжимают идентично. Применяют для соединения компьютера с роутером или модемом, подключения коммутатора к роутеру. Кросс-обжим используют для соединения разных компьютеров или роутеров между собой. При подключении первая и вторая пары меняются местами. В продвинутых устройствах вторую схему почти не применяют, потому что они сами умеют перенастраивать контакты на программном уровне. Чтобы обжать кабель качественно, нужен специальный инструмент.
Советы по монтажу и эксплуатации
- Соблюдайте радиус изгиба, не перегибайте кабель под острым углом и не перекручивайте;
- сильно не натягивайте провода, чтобы не повредить жилы;
- используйте подходящие для подключения коннекторы, разъемы, обжимные инструменты;
- не прокладывайте или ограничьте прокладку рядом с силовыми кабелями;
- экранированные модели обязательно заземлите.
Для работы используйте специализированные инструменты и комплектующие:
- пресс-клещи (кримпер) — обжим коннекторов RJ-45;
- стриппер — снятие изоляции;
- патч-панели и розетки — разводка сетей;
- тестер — проверка подключения витой пары.
Актуальность технологии в эпоху оптики и Wi-Fi
Некоторые категории витой пары устарели и не используются, однако технология скрутки жил и передачи сигнала остается востребованной по настоящее время. Эти кабели оптимальны по соотношению цены и качества. В ряде случаев не уступают по качеству передачи данных оптоволоконной линии. Производители постоянно совершенствуют конструкцию кабеля и улучшают его характеристики. Новые категории способны передавать десятки гигабит в секунду.
Витая пара остается востребованным и надежным вариантом, несмотря на развитие оптоволокна и беспроводных технологий. В большинстве случаев ее дешевле и проще установить дома и в офисе. В нашем каталоге вы найдете кабельно-проводниковую продукцию и инструменты на все случаи жизни. Если у вас возникли вопросы, обращайтесь за консультацией к специалистам компании.
Может быть интересно
Сегодня на рынке электротехники имеется довольно внушительный ассортимент кабельных муфт. Все они, исходя от назначения и вариантов крепления, делятся на соединительные, стопорные, концевые и ответвительные. Использование соединительных применяют для монтажа кабельной продукции, а концевыми муфтами осуществляется подводка кабеля к разным электроприборам.
Присоединение приборов и создание систем электроснабжения самой разной сложности не может быть реализовано без применения гибкого монтажного кабеля. Такая кабельная продукция, специализирована для передачи электросигналов в схемах управления и контроля, а также для монтажа электроустановок, функционирующих при переменных параметрах по напряжению до 500 В, а в сетях постоянного тока до 750 В. Допускается эксплуатация таких кабелей в обстановке высокого наружного электромагнитного воздействия, например, на промышленных объектах.
Чем качественнее и надёжнее будет выполнен электроконтакт, тем меньше будет проблем с соединением и подачей тока. Это известно всем: при установке электрической проводки без соединения линий обойтись практически невозможно. Надёжная схема соединения электрической проводки – это гарантия беспроблемной подачи тока.
Выберите город
- Москва
- Пермь
- Санкт-Петербург
- Астрахань
- Барнаул
- Белгород
- Волгоград
- Вологда
- Воронеж
- Екатеринбург
- Ижевск
- Казань
- Кемерово
- Киров
- Краснодар
- Красноярск
- Липецк
- Магнитогорск
- Набережные Челны
- Нижний Новгород
- Новокузнецк
- Новосибирск
- Новый Уренгой
- Омск
- Оренбург
- Пенза
- Ростов-на-Дону
- Рязань
- Самара
- Саратов
- Севастополь
- Смоленск
- Ставрополь
- Сургут
- Томск
- Тюмень
- Ульяновск
- Уфа
- Челябинск
- Чита