Кабели Ethernet. Витая пара. Кабель Ethernet 5e самонесущий для воздушной прокладки

Основой любой компьютерной сети, ее артериями и венами всегда являлся сетевой кабель. Семимильными шагами идет развитие компьютерной техники, но так ли стремительно развивается ее кровеносная система?

Немного истории

Пока компьютер был один, вопрос об обмене информацией практический не возникал: в “черный ящик” (сейчас уже не важно, каким способом) закладывали данные и получали результаты. Но как только электронные вычислительные машины перестали быть уникальным изделием, тут же остро встал вопрос обмена информацией или данными, как говорят специалисты. Компьютеры стали общаться между собой, объединяясь в компьютерные сети. Методов соединения компьютеров в сеть даже на физическом уровне существует несколько.

Наиболее распространенным и прижившимся во всем мире оказалась решение по технологии Ethernet. Основой компьютерной сети (сетевым соединением на физическом уровне) для этой технологии, впрочем как и для подавляющего большинства других методов, являются сетевые кабели, т. е. кабели Ethernet.

Новое - это хорошо забытое старое

В конце прошлого века для соединения нескольких компьютеров по этой технологии использовали коаксиальный носитель, внешне он очень похож на телевизионный. Это решение имело ограничения на общую длину соединения (специалисты говорят - на длину сегмента сети) именно в силу затухания высокочастотного сигнала в кабеле, а также ограничивало скорость передачи данных.

По мере совершенствования компьютеров возрастали требования к количеству передаваемых данных, а следовательно, и к скорости их прохождения по кабелю.

И тут вспомнили о решении, снижавшем помехи от шумов сторонних электрических сетей, придуманные еще в эпоху первых телеграфов. Для этого использовалась витая пара, иначе - метод транспозиции, изобретенный в 1881 году Александром Беллом. Телеграфные провода через 4 опоры (4 раза на километр) перекрещивались, что компенсировало возникающие в линии помехи молний и шумов, наводимых трамвайными проводами. Этот же метод - скрученные провода типа "витая пара" - сейчас является основным при построении компьютерных сетей.

Конструктивно это 4 витые пары одножильных (реже многожильных) проводников, диаметром около 0,5 мм, причем шаг свивки у различных пар различен.

Номенклатура выпускаемых проводов очень разнообразна и зависит от качества и материала изолирующего покрытия каждой жилы, а также от качества и материала общего - защитного покрытия.

Категорирование

В соответствии с международным стандартом ISO 11801 различают следующие категории:

• категория 1 - используется в телефонии;
• категория 2 - не подходит для современных сетей и стандартизирует кабели для сетей Arcnet или Token ring;
• категория 3 - используется в основном в современной (цифровой) телефонии;
• категория 4 - использовалась для стандарта 10BASE-T, обеспечивала передачу данных до 10 Мбит в секунду при частоте до 20 МГц;
• категория 5 - наиболее распространенная в настоящее время, обеспечивает передачу данных на скорости до 100 Мбит/сек (на 2 витых парах) и до 1000 Мбит/сек (на 4 витых парах);
• категория 6 неэкранированных носителей, позволяющих передавать данные на скоростях до 10 Гбит сек, но существуют ограничения в длине сегмента - 55 метров;
• категория 7 - аналогична категории 6, но длина сегмента увеличена до 100 метров

Стандартом также предусмотрены категории 8 и 9, используемые в высокоскоростной передаче больших объемов информации, там, где, как правило, применяются волоконно-оптические кабели, такие как кабель Ethernet 5e.

Развитие категории 5

Отдельно следует отметить именно эту категорию как самую распространенную в силу оптимального соотношения пропускной способности (скорости обмена информацией) и себестоимости, а как следствие - продажной цены.

Это развитие группы Fast Ethernet/ Gigabit Ethernet категории 5е, но в отличие от нее позволяет обеспечить скорость передачи данных на 2 парах - 100 Мбит секунду, а при использовании 4 пар - 1 ГБит секунду. Применение этого кабеля позволяет строить сети с перспективой перехода на более скоростной обмен.

Универсальное решение

Отдельным ответвлением этого стандарта явилось объединение технологии передачи аудио- и видеоконтента. Для этого служат кабель HDMI Ethernet и сетевой стандарт Ethernet. Начиная с версии 1.4. стандарта HDMI комбинированные проводники HDMI Ethernet позволяют передавать по одному кабелю весь спектр сигналов между домашними мультимедийными устройствами.

Пока это решение рассчитано, скорей, на перспективу, но промышленность уже выпускает такой сетевой кабель Ethernet в различном исполнении, отличающемся длиной, стандартом разъемов (мини, микро) а также качеством исполнения самих разъемов.

Условия монтажа

Изначально проводник поставляется в картонной или пластиковой коробке смотанным в бухту длиной 450 метров, при этом свободный конец выглядывает наружу. Такое решение позволяет оперативно отматывать необходимый кусок. Наружная оболочка кабеля, кроме маркировки модели и категории, проградуирована в метрах или (и) в футах.

Такое решение позволяет отрезать необходимые куски кабеля для последующей разделки и монтажа. С помощью специальных инструментов производится разделка кабеля и обжимка его стандартным 8-контактным разъемом RG-45.

Маркировка внутренних жил кабеля Ethernet стандартизирована с помощью цветов, каждая пара использует сочетания основного цвета и его комбинации с белым. Существует 2 наиболее распространенных варианта распиновки (чередования проводов), используемых при монтаже и построении компьютерных сетей.

• Прямой (соединения выполняются в соответствии с цветом) - это соединение описывает стандарт TIA/EIA -568 (вариант А и вариант B).
• Перекрестный - ранее использовался для связи однотипного оборудования, но сейчас уже утратил актуальность, так как все современное сетевое оборудование самостоятельно распознает используемую схему коммутации.

По требованиям стандарта минимальный радиус изгиба должен соответствовать 4 наружным диаметрам кабеля.

В соответствии с тем же стандартом длина кабеля Ethernet (или, как говорят специалисты, длина сегмента) не должна превышать 100 метров. Если по каким-то причинам необходимо увеличить это расстояние, используют соответствующее сетевое оборудование (коммутаторы, репитеры и т. д.).

Кабели Ethernet выполнены из одножильного провода, поэтому не предусматривают многократного изгиба при перемещении, хотя и допускают его. В случае необходимости многократного изгиба применяются специальные отрезки из многожильного кабеля patch cord.

Не только в доме (самонесущий кабель)

Самонесущие кабели Ethernet использовались в полевой телефонии, когда необходимо было соединить в одно слабо соединяемые вещи: обеспечить низкое сопротивление линии передачи для снижения затухания сигнала и гарантировать механическую прочность, столь необходимую в полевых условиях. Решение было вполне простым. Внутрь медного провода добавлялась стальная жила, которая, собственно, и обеспечивала механическую прочность. И хотя первоначально кабели Ethernet предназначались исключительно для укладки внутри помещений и, как правило, в специальных коробах, с развитием интернета, особенно в условиях малого офиса/домашнего офиса (SOHO), возникла необходимость в таких специфических свойствах.

Промышленность выпускает отдельную категорию таких носителей, в которых есть специальная стальная жила, существенно увеличивающая прочностные свойства кабеля в целом, допускающие открытую проводку с опорой на столбах. И хотя его цена несколько превышает стоимость аналогов, такие затраты целиком оправданы, когда необходимо соединить несколько удаленных объектов.

Коммерческая сторона вопроса

Отвечая на вопрос, от чего на Ethernet кабель цена зависит, нужно отметить, что при прочих равных условиях стоимость кабеля, предназначенного для открытой проводки, всегда будет выше, чем цена аналогичного кабеля для укладки внутри помещения.

Самонесущий носитель подразумевает также прокладку на открытом пространстве, а следовательно, требования по морозоустойчивости и невосприимчивости к солнечным лучам также более высокие, а значит, и цена выше.

Недобросовестные производители заменяют внутреннюю медную жилу стальной, но омедненной, стараясь таким образом снизить себестоимость. Проводимость меди и стали отличается существенно – этот фактор также необходимо учитывать.

В любом случае проектирование и монтаж локальной сети – задача непростая и требует системного подхода. Стоимость самого кабеля на фоне затрат на оснащение компьютерной сети предприятия, особенно с системами двойного резервирования и бесперебойного энергоснабжения, вентиляции и кондиционирования стремится к нулю. Предпочтительней приобретать кабели у известных поставщиков, желательно из одной партии и с двух-трехкратным запасом от расчетной. На уровне проектирования за основу можно взять эквивалент цены в 1 USD за метр сетевого соединения.