Виьве пары почему витые в двух

Главная
Новости
- Обзор GPON OLT’ов
- Обзор ONU 4A NA-1001D
- Обзор ONU EP-1001E1
- Обзор ONU GP-1001E2
- Обзор ZTE C320
- Обзор OLT BDCOM GP3600 Series
- Обзор медиаконвертеров 4A FORA семейства FMC-10X Mini
- Отдел продаж
- Инженерный отдел
- Отдел финансов
- Главная UA.PON
- Цены на активное оборудование EPON
- Цены на активное оборудование GPON
- Цены на пассивное оборудование xPON
Региональные представители:

Глава 22: Витая пара (Twisted Pair)

Как уже не единожды упоминалось, самым распространенным кабелем, используемым при построении компьютерных сетей различного масштаба, является витая пара. Его отличает не высокая цена и широкая область применения в локальных сетях различной сложности. В этой главе, мы попытаемся выяснить, почему этот тип пользуется такой популярностью.

Основные определения и характеристики витой пары

Название «витая пара» этот тип кабеля получил благодаря тому, что состоит из попарно свитых между собой изолированных проводников на строго определенном промежутке. Такая структура способствует сокращению числа перекрестных наводок между проводниками. Характеристика этого кабеля позволяют ему успешно применяться при создании симметричных цепей (информация передается по принципу баланса).

Симметричная цепь

Согласующие трансформаторы рассоединят приемник и передатчик один от другого при помощи гальванического метода. В это же время в сетевые адаптеры попадает разность потенциалов протяженной линии. В связи с этим существует 2 серьезных момента.

Первый: векторы напряженности электромагнитного поля каждого из проводников противоположно направлены, при этом суммарное ЭМИ отсутствует. Связано это с тем, что токи в любой точке идеальной витой пары равны по значению, и противоположны по направлению.

Идеальная витая пара – это линия, в которой проводники бесконечно плотно прилегают друг к другу, имеют бесконечно малый диаметр. Протекающий по ней ток стремиться к «0».

Второй – используя данный метод, становится невозможной передача постоянной составляющей. Такое положение вещей значительно ограничивает протокол передачи, но, при этом, внешние факторы не имеют на него существенного влияния. Этот момент проиллюстрирован рисунком 5.5. Здесь мы видим, что на сетевой адаптер результирующее напряжение наводки не передается (синфазное напряжение).

Разновидности витопарных кабелей

Витая пара не относится к разряду «новых изобретений». На самом деле ее применяли в телефонии уже на протяжении многих десятилетий. На блага Ethernet витая пара заработала только в сентябре 1995 г. Своему появлению в новом качестве она обязана принятому в указанном году стандарту 10baseT. Такая витая пара обладала шагом скрутки проводов в несколько десятков сантиметров, была третьей категории и предоставляла относительно узкую полосу пропускания — не более 20 МГц. Компьютерные кабеля от телефонных отличались количеством пар: компьютерные имели четыре пары.

В 1995 году появляется новый стандарт кабеля — Level 5 и начинает работать Fast Ethernet. Новый стандарт подразумевал меняющийся для каждой из пар шаг скрутки в диапазоне от 2 до 32 миллиметров. Такая технология скрутки применялась для сокращения перекрестных наводок. Про перекрестные наводки мы поговорим ниже. Укажем, что данный вид кабеля позволяет передавать сигнал с частотой до 100 Мбит. Еще через 10 лет появился новый тип кабеля — Категории 5е. Он способен выдавать частоту до 125 МГц. Сейчас идут работы по созданию еще одного стандарта — Категория 7. Предполагается, что его частота будет достигать 600 МГц.

Конструкция витой пары

Все конструктивные особенности данного вида кабеля наглядно представлены на рисунке. Самым распространенным считается тот кабель, который в одной оболочке имеет четыре пары. Бывают кабеля, имеющие две пары, но их использование предполагает отказ от большого числа существующих протоколов.

Для изготовления проводников используется медная проволока, ее толщина составляет от половины до 0.65 миллиметра в диаметре. Наряду с метрической популярностью пользуется и AWG система, с величинами 24 или 22 соответственно. Изоляция имеет толщину 0.2 миллиметра и изготавливается, в основном, из поливинилхлорида (PVC). Если рассматривается образец 5-й категории, то его обмотка обычно изготовляется из полипропилена (PP) или полиэтилена (PE). Для изготовления изоляции кабелей самого высокого качества используют вспененный полиэтилен. Он способен предотвратить диэлектрические потери. Также используют тефлон: уникальные свойства этого металла создают прекрасный диапазон рабочих температур.

Как показано на рисунке, кабель содержит специальную капроновую разрывную нить. Она предназначена для легкой и быстрой разделки оболочки. Благодаря ей мастер получает доступ к сердцевине кабеля не повреждая проводники дополнительными инструментами.

Внешнюю оболочку изготовляют из поливинилхлорида с добавлением мела (свойства мела обеспечивают оболочке хрупкость, которая необходима для точного облома на месте надреза), ее толщина от 0.5 до 0.6 миллиметров. Существует ряд кабелей, оболочка которых изготовлена из «молодых полимеров». Эти новые материалы не горят, а если нагреваются, то не выделяют галогены. К сожалению, кабеля с такой оболочкой стоят на много дороже обычных, поэтому их применение не носит массовый характер.

Чаще всего оболочка имеет серый цвет. Если оболочка оранжевого цвета, то она изготовлена из не подверженного горению материала. Этот вид кабеля применяют в закрытых областях. Не существует постоянного соотношения цвет/особые свойства. Разные цвета используются для отличия одного вида коммуникации от другого, что значительно упрощает работу мастера.

Обратим внимание на маркировку кабелей. В ней заключена информация о типе кабеля и его производителе. На кабеле так де отмечены длины — метры или футы.

Сердечник разных кабелей имеет различную конфигурацию. Качество укладки пар в кабеле зависит от его стоимости. В дешевых — они будут уложены хаотично. В дорогих- они будут скручены попарно или все четыре вместе. Последний тип позволяет значительно сократить ширину сердечника и повысить электрические характеристики. Причиной низкой популярности данного вида кабеля служит его цена — она слишком высока для не дорогих домашних сетей.

Внешняя оболочка может иметь и различную форму: круглую (обычная), плоская (прокладка по полу), овальная (если кабель имеет 2 пары).

Если проложить кабель необходимо с наружной стороны здания, то здесь применяют кабель с другим типом оболочки- она имеет влагостойкое свойство. Так же пустоты в кабеле часто заполнены специальным водоотталкивающим гелем. Такой кабель бронируют гофрированной лентой.

По наличию (или отсутствию) экрана, различают несколько типов кабелей:
1. UTP ( unshielded twisted pair ), что означает незащищенная витая пара (НЗВП), то есть кабель, витые пары которого не имеют индивидуального экранирования;
2. FTP ( Foiled Twisted Pair ) — фольгированная витая пара. Имеет общий экран из фольги, однако у каждой пары нет индивидуальной защиты;
3. STP ( shielded twisted pair ) — защищенная витая пара (ЗВП), каждая пара имеет экран;
4. ScTP ( Screened Twisted Pair ) — экранированный кабель, который может как иметь, так и не иметь защиту отдельных пар;
В этих технологиях экраны изготавливаются из плетеной медной проволоки, которая обеспечивает высокую степень защиты от низкочастотных наводок. Так же применяют токопроводящую пленку. Ее функция — создавать барьер на пути следования электромагнитного излучения. Но в основном мастера применяют экраны, сочетающие в себе обе эти функции.

Результат, который дает использование этих экранов очевиден : с одной стороны снижен уровень электромагнитного излучения, с другой — сокращено число внешних наводок на витые пары.

Экраны отражают 10-20% наводок, это приводит к увеличению количества перекрестных наводок. Из-за этого растет затухание в кабеле. Связано это с добавочной емкостью между витой парой и экраном. Кроме всего этого, установка экранированной системы очень сложна и стоит гораздо больше денег. При монтаже необходимо избегать даже самых не значительных ошибок, т.к. в итоге можно получиться прямо пропорциональный ожидаемому эффект.

Таких ограничений и препятствий вполне достаточно, чтобы производители перестали применять FTP или ScTP . Однако в условиях повышенного уровня внешних помех или если существует вероятность «грозовой наводки», значение использования экрана трудно переоценить. Для кабелей, проложенных «под открытым воздухом» экраны незаменимы.

Как бы там ни было, если целью стоит создание домашней сети, то никаких экранов не создается. Экранирование линии используются только при заземлении. Такой подход к созданию домашней сети можно проиллюстрировать следующей аналогией: в промышленных помещениях витую пару прокладывают в металлических трубах.

Увеличение веса кабеля, довольно высокая стоимость, хорошие электрические показатели — это свойства экранированного сетевого кабеля. В связи с этим, рекомендуется использовать такой тип кабеля только в случаях крайней необходимости.

Если знать все эти перечисленные нюансы экранированных систем, то уже не вызывает удивление тот факт, что самыми популярными на сегодняшний день являются кабеля незащищенной витой пары (UTP).

Кроме рассмотренных двух типов кабельных систем, существует еще два типа кабеля, которые выполняют другие функции.

Первый тип — магистральные кабеля. Это та же витая пара, только здесь один кабель имеет от 10 до 100 пар в одной оболочке. Компаний, производящих такой вид кабеля очень много , ассортимент удовлетворит любого потребителя. Существуют многоэлементные , состоящие из собранных в пучок в одной оболочке витых пар, есть кабеля, объединяющие большое количество 2-х или 4-х парных элементов.

Второй тип — это разнообразные гибкие кабеля. Они служат для подключения коммутации и подключения оборудования абонентов сети. Эта часть сети подвержена самой сильной деформации, поэтому проводник такого кабеля состоит из семи тонких медных проволок. Для этих же целей в кабеле есть толстая, до 0,25 миллиметров, изоляция. Оболочка такого гибкого кабеля так же отличается повышенной износостойкостью.

Этот вид кабеля не используется на дальние дистанции (до пяти метров) из-за высокого уровня затухания.

Параметры, определяющие электрические свойства витой пары

Для определения электрических свойств витой пары, применяют стандартный набор параметров:

R – сопротивление
L – индуктивность проводников
G – проводимость изоляции
С – емкость

Эти же показатели характеризуют обычную направленную систему электромагнитных колебаний.

Упрощенная эквивалентная электрическая схема витой пары

Показатель R характеризуют потери тепла в меди, а G — в диэлектрике. Частотные свойства всей системы описываются показатели L и C.

Величина активного сопротивления (R, сопротивление постоянному току) зависит от размера самого проводника, материала из которого он изготовлен и от его температуры. Предельная величина такого сопротивления установлена стандартом EIA/TIA-568A. Его величина должна быть в пределах 19,2 Ом при условии короткозамкнутого шлейфа (длиной в 100 м.) при температуре 20°С. Для определения сопротивления используют обычный омметр.

Активное сопротивление увеличивается с ростом частоты сигнала. Это объясняется эффектом близости, который возникает вследствие прохождения тока по той части кабеля, которая обращена к другому проводнику. Если проводник уже 0,8 мм, то скин-эффект (вытеснение тока ближе к поверхности) будет почти не заметен. Однако оно все равно окажет влияние на эффективное сечение, но его величина будет не большой.

Величина G (проводимость изоляции) служит показателем качества материала, нанесенного на поверхность проводника. Сегодня принято не учитывать утечки связанное с несовершенством диэлектрика. Такие утечки могут составлять нескольких единиц гигаом. Таким образом, можно сделать вывод о том, что на проводимость изоляции оказывают влияние только расходы на поляризацию диполей материала диэлектрика.

Таких диполей очень много в поливинилхлориде, из которого изготавливается изоляция для кабелей витой пары низкой категории. Гораздо меньшее их количество в полиэтилене или тефлоне (как следствие, рассеяние энергии в них на порядок ниже), которые применяются в кабелях более высокого качества. Самый низкий показатель рассеивания характерен для вспененных материалов. Этот материал используется только для кабелей самого высокого качества.

Что касается показателя L (индуктивность), то она бывает внешней и внутренней. Внешняя индуктивность — ее величина зависит от геометрической формы и магнитных свойств материала, из которого изготовлен проводник. Внутренняя — возникает при протекании электрического тока, создающим магнитное поле. С ростом частоты ее величина может немного сократиться.

С — емкость конденсатора, созданного двумя проводниками. Эта величина не зависит от частоты. Ее значение изменяется только в зависимости от материала проводников, их размеров, формы и расстояния между ними. Емкость не должна превышать 5,6 нФ (согласно общепринятого стандарта).

Обратим Ваше внимание на тот факт, что при применении экрана увеличивается величина емкости примерно на 30 процентов. В результате падают эксплуатационные показатели таких кабелей.

Частотная зависимость электрических свойств витой пары

Используя данные электрические параметры можно рассчитать волновое сопротивление.

Формула для расчета: Z = v(R+jwL)/(G+jwC)

Для нужд Ethernet (высокие частоты) упрощают до: Z = vL/C. Допустимая ее величина 100 ± 15% Ом.

С помощью волнового сопротивления можно охарактеризовать тракт передачи электромагнитной энергии. Если тракт не однороден, то часть сигнала начинает отражаться и снижается уровень качества линии. Из этого можно сделать вывод: все составные части сети (в том числе сетевые адаптеры) обязательно должны быть согласованы (у них всех должно быть равное волновое сопротивление).

Низкий уровень качества монтажа кабелей — это основная причина неоднородности волнового сопротивления (все возможные типы деформации: перекручивание, изгиб и т.п.).Гораздо более углубленно этот вопрос мы рассмотрим в главе, посвященной рефлектоскопии.

Теория «Витой пары».

«Витая пара» (twisted pair) — это кабель на медной основе, объединяющий в оболочке одну или более пар проводников. Каждая пара представляет собой два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Кабели данного типа зачастую сильно отличаются по качеству и возможностям передачи информации. Соответствия характеристик кабелей определенному классу или категории определяют общепризнанные стандарты (ISO 11801 и TIA-568). Сами характеристики напрямую зависят от структуры кабеля и применяемых в нем материалов, которые и определяют физические процессы, проходящие в кабеле при передачи сигнала.

Сбалансированность пары

Сбалансированность пары является фактически определяющей характеристикой качества кабеля, поскольку влияет на большинство других его свойств. Дело в том, что электромагнитное (Electro Magnetic — EM) поле наводит электрический ток в проводниках и образуется вокруг проводника при протекании по нему электрического тока. Взаимодействие между EM-полями и токонесущими проводниками может оказывать отрицательное воздействие на качество передачи сигнала. В обоих же проводниках сбалансированной пары электромагнитные помехи (em1 и em2) наводят одинаковые по амплитуде сигналы, (S1 и S2) находящихся в противофазе. За счет этого суммарное излучение «идеальной пары» стремится к нулю.

Если в кабеле присутствует более одной пары, то для исключения взаимных наводок пар, которые могли бы нарушить электромагнитный баланс, пары скручивают с различным шагом.

Impedance (Характеристический импеданс)

Как всякий проводник, «Витая пара» имеет сопротивление переменному электрическому току. Однако это сопротивление может быть различным для различных частот. «Витая паря имеет импеданс обычно 100 или 120 Ом. В частности для кабеля Категории 5 импеданс измеряется в диапазоне частот до 100 МГц и должен составлять 100 Ом ±15%.

Для идеальной пары импеданс должен быть одинаковым по всей длине кабеля, поскольку в местах неоднородности возникает эффект отражения сигнала, что в свою очередь может ухудшить качество передачи информации. Чаще всего однородность импеданса нарушается при изменении в рамках одной пары шага скрутки, перегиба кабеля при прокладке или иного механического дефекта.

Скорость/задержка распространения сигнала

NVP (Nominal Velocity of Propagation) — скорость распространения сигнала. Выражается как отношение скорости распространения сигнала к скорости света. Однако часто применяется производная от NVP и длины кабеля характеристика «delay» (задержка), выражающаяся в наносекундах на 100 метров пары. Если в кабеле присутствует более более одной пары, то вводят понятие «delay skew» или разность задержки. Дело в том, что пары не могут быть идеально одинаковы, что порождает разные задержки распространения сигнала в разных парах. Идеальные системы подразумевают, что подобные разницы будут минимальны.

Attenuation

Помимо импеданса и скорости распространения сигнала выделяют и другие важные характеристики кабеля типа «Витая пара». Одной из таких является погонное затухание (attenuation), характеризующей величину потери мощности сигнала при передачи. Характеристика вычисляется как отношение мощности полученного на конце линии сигнала к мощности сигнала, поданного в линию. Поскольку величина затухания изменяется с ростом частоты, она должна измеряться для всего диапазона используемых частот. Сама величина выражается в децибелах на единицу длины.

На представленном графике показаны потери мощности сигнала при передаче в зависимости как от длины кабеля, так и от используемой частоты.

NEXT (Near End Crosstalk)

Другим важным параметром является NEXT (Near End Crosstalk), или переходное затухание между парами в многопарном кабеле, измеренное на ближнем конце — то есть со стороны передатчика сигнала, которое характеризует перекрестные наводки между парами. NEXT численно равен отношению подаваемого сигнала на одну пару к полученному наведенному в другой паре и выражается в децибелах. NEXT имеет тем большее значение, чем лучше сбалансирована пара. Измерения необходимо проводить с обоих сторон, поскольку эта характеристика зависит от взаимного расположения измерительных приборов и мест возможных дефектов в кабеле. Как и погонное затухание, NEXT необходимо измерять для полного ряда частот.

В многопарном кабеле измерения производятся для всех комбинаций пар. Однако в настоящее время все чаще применяют и более глубокие тесты, основанные на выявлении групповых наводок на ближнем конце между всеми парами (Power Sum Crosstalk), присутствующими в кабеле.

Power Sum Crosstalk

Другое название данной характеристики — Power Sum NEXT или PS-NEXT. Как и NEXT, Power Sum CrossTalk выражает переходное затухание между парами в многопарном кабеле, измеренное на ближнем конце — то есть со стороны передатчика сигнала. Однако учитываются одновременные наводки со всех пар, присутствующих в кабеле. Подобно NEXT, PS-NEXT измеряется с обоих концов линии для всего диапазона применяемых частот.

Кроме оценки взаимных наводок пар на ближнем конце кабеля, переходное затухание измеряют и со стороны приемника сигнала. Данный тест получил название FEXT (Far End Crosstalk).

FEXT (Far End Crosstalk)

Far End Crosstalk или переходное затухание на дальнем конце характеризует влияние сигнала в одной паре на другую пару. В отличие от NEXT FEXT измеряется посредством подачи тестового сигнала на пару в кабеле с одной пары и замера наведенного сигнала в другой паре со стороны приемника. Характеристика численно равна отношению тестового сигнала к наведенному посредством созданного электрического поля. FEXT как и все семейство характеристик переходного затухания, измеряется на всем диапазоне используемых частот и выражается в децибелах.

ACR (Attenuation Crosstalk Ratio)

Одной из самых важных характеристик, отражающих качество кабеля является разность между погонным и переходным затуханиями, выражающуюся в децибелах. Чем меньше погонное затухание, тем большую амплитуду имеет полезный сигнал на конце линии. С другой стороны чем больше переходное затухание, тем меньше взаимные наводки пар. Таким образом разность этих двух величин отображает реальную возможность выделения полезного сигнала принимающим устройством на фоне помех. Для уверенного приема сигнала необходимо чтобы Attenuation Crosstalk Ratio был не меньше заданного значения, определяемого стандартами для соответствующей категории кабеля. При равенстве погонного и переходного затухания выделить полезный сигнал становится теоретически невозможно.

Так как характеристика не измеряется, а является результатом вычислений на основе измерений затуханий, которые в свою очередь зависят от используемой частоты, ACR должен вычисляться для всего диапазона применяемых частот.

ELFEXT (Equal Far End Crosstalk)

ELFEXT — приведенное переходное затухание. Эта характеристика вычисляется на основании измерений переходного затухания на дальнем конце (FEXT) и погонного затухания (Attenuation) наводимой пары. Фактически ELFEXT — это ACR на дальнем конце кабельного линка, т.е. разница между параметрами FEXT первой пары и Attenuation второй. ELFEXT как и все семейство характеристик переходного затухания, вычисляется для всего диапазона используемых частот и выражается в децибелах.

PS-ELFEXT (Power Sum Equal Far End Crosstalk)

PS-ELFEXT — суммарное приведенное переходное затухание. Эта характеристика вычисляется для каждой отдельной пары простым суммированием значений ее параметров elfext относительно всех остальных пар. Return Loss (RL)

При передачи сигнала, возникает так называемый эффект отражения сигнала в обратном направлении. Величина отражения сигнала Return Loss или «обратное затухание» пропорциональна затуханию отраженного сигнала. Характеристика особенно важна при построении сетей с поддержкой протокола Gigabit Ethernet, использующего передачу сигналов по витой паре в обе стороны (полнодуплексная передача). Достаточно большой по амплитуде отраженный сигнал может искажать передачу информации в обратном направлении. Return Loss выражается в виде отношения мощности прямого сигнала к мощности отраженного.

Е сли у Вас возникли вопросы по статье или Вы хотите получить консультацию — обращайтесь:

по телефону: (495) 919-55-57 по Skype

по электронной почте Заказать расчет АТС

Виьве пары почему витые в двух

Рассмотрим проблему выбора 2-х и 4-х парного кабеля витая пара. Сейчас эти типы кабеля все чаще применяются для прокладки локальных офисных сетей, подключения домов и квартир к интернету. Любое проводное подключение конечного пользователя делается одним из этих двух типов кабеля.

2 пары — это всего 4 проводника
сначала делается свивка двух проводников, получая пары кабеля. Затем эти 2 пары кабеля свиваются между собой.

4 пары — это 8 проводников
соответственно, вьются два проводника получая пары кабеля. Затем 4 пары свиваются между собой. Каждая пара кабеля маркируется своим цветом, чтобы можно было идентифицировать кабель на концах.

Витье очень важный процесс для получения качественного кабеля, так как от него сильно зависят характеристики передачи сигнала. Неравномерно или плохо свитый кабель не сможет передавать сигнал на заданное расстояние из-за больших наводок. Чем больше пар, тем сложнее процесс витья и тем качественнее нужен процесс для получения нужного результата.

Старый добрый стандарт Ethernet диктует использовать в проводных сетях связи конкретно 4-х парный кабель. В стандартах Структурированных Кабельных Систем (СКС) по которым строятся все корпоративные сети также говорится только о 4-х парном кабеле для компьютерных сетей.

Ага! Так ответ уже есть? Кабель должен быть только 4-х парным?
Самый простой ответ в этом случае да, но жизнь диктует и другие варианты.

Так откуда взялся двухпарный кабель в компьютерных сетях? Тут надо поговорить о скоростях передачи данных. Стандарт Ethernet предлагает сейчас скорости: 10Мбит, 100Мбит, 1Гбит и 10Гбит.

10Мбит мы уже почти забыли, как стандарт подключения к активности оборудованию. Сейчас самое простое устройство стоимостью меньше 10$ имеет порты 100Мбит. В случае когда мы говорим о подключении к интернет, редкий провайдер может обеспечить реальную скорость подключения к интернет на скорости 100Мбит. Часто эта скорость не превышает и 10Мбит. При этом подключение к внутренней сети провайдера происходит именно на скорости 100Мбит.

Дело в том, что и 10 и 100Мбит стандарты Ethernet из 4-х пар используют всего 2! Таким образом 2 пары оказываются неиспользуемыми. Зачем же их предусмотрели? Для развития стандарта и для того, чтобы после прокладки кабеля его не нужно было перекладывать если нужно будет перейти на большую скорость.

Например, въехав в новую квартиру или только что отремонтиров старую, вы делаете разводку внутренней сети или подключаетесь к провайдеру интернет. Вам надо установить точки подключения внутри квартиры причем на постоянной основе, чтобы все было красиво. Вы закладываете кабель в стену или пускаете его под плинтусом или аккуратного его прокладываете по нему. Ставите розетки. Все красиво. Какой кабель для этого вы выберете?

Я бы взял точно 4-х парный кабель. Даже если сейчас мне провели интернет и там 100Мбит, то так как я планирую жить в этой квартире не 1-3 года а вероятно не менее 5-10, то будьте уверены, что Гбит хотя бы внутри квартиры к вам уже придет точно. И желания вскрывать стены или даже плинтус, чтобы переложить кабель у меня точно не будет. Это будут большие затраты, намного больше чем разница в цене кабеля. Не говоря о трудозатратах и потери эстетики. Оно мне надо?

Сколько я выиграю если возьму 2-х парный кабель? Метр 2-х парки стоит примерно 5руб., а метр 4-х парки 8,5руб. Допустим я на квартиру потратил 100м кабеля 3,5 на 100 это 350руб. Даже если больше кабеля или вы его дороже купили, ну 1000рублей. Сколько будет стоить переложить? Да и покупать его все равно нужно будет.

Другое дело, когда провайдер тянет кабель вам до квартиры или этажа. Если он действительно не планирует предоставлять услугу на большей скорости, то это может быть оправданной экономией, тем более, что кабель нужно прокладывать в узких стояках и проходах и его воруют.

Также, может иметь смысл экономия, если вы делаете временную прокладку в арендованном помещении на небольшой срок и со скоростью 100Мбит. Тогда после окончания, кабель часто выбрасывают так как использовать его заново бывает не всегда возможно. Цена кабеля реально дешевле, чем стоимость работы с ним.

Если вы современный человек и вы сразу планируете использовать Гбитные технологии, то 2-х парный кабель вы даже не рассматриваете. Он не будет работать, так как Гбит использует все 4 пары. На 2-х парном кабеле оборудование работать не будет или перейдет автоматически на скорость 100Мбит. Это режим чаще всего также поддерживается из соображений совместимости.

Выводы и рекомендации:

Если это ваш дом, квартира или ваш офис, то всегда используйте 4-х парный кабель. Если к вам тянет кабель провайдер, то внутри квартиры или офиса лучше сделать так, чтобы кабель шел именно 4-х парный. Менять кабель будет намного дороже, чем сразу положить его правильно. Когда вы договариваетесь на монтаж, то проверьте какой кабель заявлен. Вы покупаете услугу, но жить потом с этим кабелем и с этой системой вам.

Если вы провайдер и хотите экономии используя 2-х парный кабель, то нужно подумать о сроках перехода на технологию Гбит хотя бы внутри сети. Если этот срок в течении до 5 лет, то серьезно подумайте используя 2-х парный кабель. Даже делая свою сеть а продажу, скорее всего инфраструктура кабельная, которая требует более дорогой и сложной перекладки, сразу построенная под Гбит, будет легче и дороже продаваться. Лучше рассмотреть вариант прокладки 4-х парного кабеля и использования их пополам на двух пользователей. Это по крайней мере не будет требовать перекладки половины кабельной системы.

2-х парный кабель можно рекомендовать применять во временных системах, где после использования кабель предполагается утилизировать. При этом скорость передачи данных не будет превышать 100Мбит.

Почему витая пара скручена: объяснение для «гуманитариев»

Один профессор в институте, объяснял студентам, как работает витая пара и почему она скручена, двумя способами. Во-первых, он погрузился в математику, стоящую за этой идеей, заполняя доску уравнениями и показывая, как они все связаны друг с другом. Он отметил это «для инженеров». Затем объяснял эту физику снова, но на этот раз без математики. Это, по его словам, было «для гуманитариев».

Почему витая пара скручена

Так почему кабели передачи данных скручены, а кабели питания — нет? Все дело в пропускной способности. Сигналы питания имеют такие низкие частоты, что позволяет им «не беспокоиться» о пропускной способности.

Высокочастотный сигнал, который используется для передачи данных, генерирует магнитное поле, которое может вызвать сигнал на соседнем проводе. Эти индуцированные сигналы называются «перекрестными помехами». К примеру, на старых аналоговых телефонных линиях часто можно слышать другие разговоры на фоне вашего вызова. Эти сигналы и возникают в результате этих индуцированных сигналов.

Представим, что компьютер передает в линию какой-то сигнал. Электромагнитное поле, которое образуется вокруг проводников (Tx), приводит к возникновению паразитных сигналов в соседних парах, в том числе и на паре (Rx), по которой компьютер осуществляет прием сигналов.

Исходя из правил, по которым функционирует Ethernet, передача и прием осуществляется последовательно, а не одновременно. Соответственно, как только компьютер начинает передачу сигнала, он «слышит» сигнал на паре приема и останавливается. Таким образом, передача информации невозможна.

На самом деле, индуцированный в паре приема сигнал во много раз слабее, чем оригинал, что делает это меньшей проблемой. Однако приемная электроника должна быть очень чувствительной. Это связано с тем, что высокочастотные сигналы сильно ослабляют по всей длине кабеля. Например, спецификация IEEE 802.3 для 1000BASE-T допускает максимальные потери 24 дБ, что приводит к уменьшению сигнала до (я выполню математику для вас, гуманитариев) 6% от его первоначальной силы при его отправлении от передатчика с дальнего конца к порту Ethernet вашего компьютера. Таким образом, для успешной передачи информации, наведенный сигнал должен быть намного слабее оригинала. По мере удаления от интерфейса передающего компьютера сигнал затухает, что приводит и к уменьшению наводок на соседние пары. В результате делаем вывод, что наибольшие наводки возникают на передающей стороне. Параметр, который описывает это влияние называется перекрестные помехи на ближнем конце (Near End Crosstalk) или NEXT.

У инженеров есть ряд хитростей, чтобы справиться с NEXT. Во-первых, сигналы данных кодируются перед передачей по кабелю таким образом, что каждому положительному импульсу на проводнике соответствует соответствующий отрицательный импульс на другом проводнике в паре. Это означает, что провода генерируют равные, но противоположные магнитные поля, которые компенсируют друг друга и не должны создавать перекрестных помех. Однако, если провода в кабеле просто идут параллельно друг другу (если бы витая пары была не витая), то каждый из проводников будет находиться на разном расстоянии от проводников, по которым идет передача сигналов. В результате, магнитное поле будет чуть больше для одного провода, чем для другого и в каждом из них будет наводиться сигнал разного уровня. Чтобы компенсировать такое влияние придумали второй трюк — скручивание пар кабеля (именнно почему витая пара и называется витой). Таким образом, расстояние между проводами разных пар изменяется вдоль длины трассы, иногда ближе к положительному проводу, а иногда ближе к отрицательному. Это имеет тенденцию сводить на нет эффект, уменьшающий перекрестные помехи еще больше. Но если все пары скручиваются с одинаковым шагом, возможно, что они сохранят одинаковое расстояние на протяжении всего цикла, что приведет к увеличению перекрестных помех. Вот тут-то и возникает третий трюк — пары скручиваются с разным шагом, поэтому они не останутся одинаково разнесенными к одному и тому же проводнику на протяжении всего цикла.

Разный шаг скручивания витой пары является причиной того, что мы видим разные длины для каждой пары при измерении длины каждой из них с помощью кабельного тестера. Если бы мы раскрутили их и растянули их плоско, то те, у которых шаг скрутки меньше, были бы немного длиннее. Длина может отличаться на 5% и более — предел TIA для длины кабеля основан на самой короткой паре.

Несмотря на то, что в модульном (RJ-45) соединителе проводники расположены параллельно только на коротком расстоянии, в этом месте наблюдаются наибольшие помехи. И чем больше длина раскрученных проводников, тем сильнее переходные помехи в этом месте. В ряде случаев, нарушение технологии монтажа соединителя приводит к тому, что вся линия не проходит сертификацию.

Кабели витой пары более продвинутой конструкции имеют лучшие характеристики NEXT благодаря использованию экранов в кабеле, более тщательному контролю скорости скручивания и соединению пар вместе. А новые технологии, такие как 10GBASE-T и PoE, требуют сведения к минимуму перекрестных помех. Вместе с тем перекрестные помехи все еще являются одним из наиболее важных проблем с точки зрения влияния на скорость передачи информации.

В ходе монтажа и эксплуатации витой пары, монтажниками часто допускаются ошибки, приводящие к повышению уровня переходных наводок и шумов. К счастью, современные измерительные приборы способны диагностировать такие повреждения, а также проводить сертификацию СКС.

Некоторые приборы позволяют не только проанализировать уровень переходных помех и наведенных шумов, но и локализовать повреждение витой пары мостовым или рефлектометрическим способом.

Выводы

Надеемся, теперь вам стало понятнее, как работает витая пара, зачем у нее скручены проводники друг с другом и пары проводников также скручены. Вся эта физика витой пары направлена на то, чтобы снизить уровень помех и повысить скорость передачи данных.
Похожие публикации: