Кабель для локальной сети

Беспроводные технологии безусловно начинают лидировать при организации домашних и офисных сетей, но они никогда не заменят проводные, а если это и случится, то не в скором будущем. Основная масса провайдеров монтируют свои провода непосредственно к клиенту, а уж только потом начинается работа WiFi маршрутизаторов. Существует несколько типов кабелей для локальной сети, они отличаются пропускной способностью канала, способом подключения к компьютеру, методом укладки и другими. Рассмотрим по порядку как менялись стандарты, какими они были, и что используется на сегодняшний момент.

Какой бывает кабель для локальной сети

Выбор проводника изначально всегда обусловлен топологией ЛВС, и самыми распространенными являются коаксиальные провода и витая пара. Сейчас широкое распространение находят оптоволоконные технологии, но это пока еще развивающийся стандарт, используемый в основном для прокладывания магистралей на дальние расстояния. Для подключения конечного пользователя применяется не очень широко. Итак, провод для локальной сети Ethernet бывает двух видов:

• Коаксиальный — представляющий собой одножильный провод с экраном, отделенные друг от друга изоляционным материалом или воздушной прослойкой. Очень сильно напоминает телевизионный провод сопротивлением 70 Ом.
• «Витая пара» — состоит из восьми жил, переплетенных между собой попарно. Каждая жила маркируется отдельным цветом для упрощения монтажа. Цвета закреплены и описаны спецификацией и все производители продукции придерживаются этих правил.
• Оптоволоконный или волоконно-оптический — имеет очень сложную конструкцию и довольно дорогой для монтажа. Сигнал в нем передается в виде световых импульсов через специальные световоды.

В 90-х годах прошлого века для построения локальных сетей применялся исключительно коаксиальный провод, и на его основе были разработаны такие известные топологии, как «шина» и «кольцо». Немногим позже появилась топология «звезда» на основе витой пары, которая до настоящего времени является наиболее востребованной и популярной архитектурой для локальной и глобальной сетей. Теперь время остановиться и описать каждый используемый кабель для локальной сети отдельно.

Сетевой кабель витая пара

Современный и наиболее часто используемый при проведении локальных компьютерных сетей — кабель с витыми парами. Применяется как в домашних, так и в административных локальных сетях с топологией «звезда» и имеет отличное соотношение цена/качество. То есть, сетевой кабель для локальной сети этого вида имеет сравнительно высокую скорость передачи данных по отношению к коаксиальному кабелю, при этом стоимость их не велика.

Состоит сетевой кабель витая пара для локальных сетей из четырех пар проводниковых монолитных медных жил сечением каждой в 0,4-0,6 мм. Толщина жилы такого кабеля составляет 0,51 мм с учетом толщины изоляции проводника – 0,2 мм. Материалом для изоляции служит в бюджетных вариантах кабеля поливинилхлорид (обозначение – PVX), в более дорогих кабелях применяется полипропилен и полиэтилен (обозначения – PP и PE) и самые высококачественные кабеля витой пары выполняются с изоляцией из вспененного полиэтилена или тефлона.

По степени защиты от помех бывает неэкранированный кабель и кабель с витой парой экранированный. Экранирование может быть выполнено из проволочных плетений, из алюминиевой фольги/алюминизированной пленки как отдельных пар, так и всего пучка вместе.

Существуют кабеля с такими типами экранирования:

• незащищенный вообще никаким экраном кабель витой пары (UTP);
• незащищенный общим экраном с экранированием пар фольгой (U/STP);
• с фольгированным общим экраном без экранирования отдельных пар (FTP);
• с проволочным экраном каждой пары и общим проволочным экраном (STP);
• с фольгированным экраном каждой пары и общим плетеным экраном (S/FTP);
• с двойным общим экраном из проволочного оплетения и фольги (SF/UTP).

При этом во всех обозначениях присутствует «TP» — это указывает на вид кабеля – twisted pair (с англ. — витая пара). Те буквы, которые идут впереди, собственно и указывают на наличие/отсутствие экранирования, тип экранирования, а также и материал, из которого выполнено экранирование. Так, буква U (Unshielded) указывает на отсутствие экранной защиты, F (Foiled) – обозначает наличие общей фольгированной общей экранной изоляции всего пучка пар, S (Shielded) – экран в виде проволочного оплетения каждой отдельной пары и (Screening) — экран в виде оплеток всего пучка витых пар.

В зависимости от длины и скорости передачи сигнала существуют различные категории витой пары (всего их 7), при этом предназначенный кабель для локальных компьютерных сетей начинается со второй категории, но на сегодняшний день применяют кабель с 5E категории начиная.

Основным отличием категорий кабелей витых пар ранее являлось количеством жил, но начиная с третей категории и до седьмой включительно, все кабеля имеют по четыре пары (8 жил). Так, основным отличием стало количество витков на единицу длины сечение жилы и сопротивление, что является решающим фактором на длину и скорость передачи данных.

Современные кабеля витой пары применяются в следующих стандартах технологий передачи пакетных данных:

• 100BASE-TX Ethernet ;
• 1000BASE-T Ethernet ;
• 10GBASE-T Ethernet;
• 40GbE, 100GbE.

Стандарт 100BASE-TX реализовывался с применением кабеля CAT. 5 (витая пара 5 категории), который был способен передать 100 Мбит/сек по двум парам и 1 Гбит – по четырем.

Стандарт 1000BASE-T на сегодняшний день самый распространенный, применяется во многих локальных компьютерных сетях. Для таких сетей применяется самой ходовой категории кабель — CAT. 5e, отличием которой от предыдущей является чуть большая пропускная способность высокочастотных сигналов и наличие модификаций с двумя (100 Мбит/сек) и четырьмя (1 Гбит) парами.

Стандарт 10GBASE-T, на котором построены сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, реализован с применением кабеля CAT. 6, который способен передать данные на скорости 10Гбит/сек с расстоянием 55 м. Gigabit Ethernet также могут быть реализованы на кабеле CAT. 6a и CAT. 7, что увеличивает длину передачи данных до 100м. При этом седьмая категория всегда имеет полное экранирование.

Стандарт 40GbE и 100GbE – самые современные и высокоскоростные технологии пакетной передачи данных, которые предназначены для сети Gigabit Ethernet с кабелем CAT. 7a. При скорости передачи данных 40 Гбит/сек длина передачи – 50 м, при 100 Гбит/сек – 15 м.

Коаксиальный кабель и используемые разъемы

Этот тип провода является наиболее старым из проводников. Этот шнур имеет одну несущую медную или алюминиевую жилу, которая покрыта толстым слоем изоляционного материала. Далее идет экран, выполненный в виде ленты, опоясывающей центральную жилу ил алюминия или меди. Верхним внешним слоем идет оболочка, защищающая жилы от повреждений, изготавливаемая из полиэтилена или поливинилхлорида. Существует несколько разновидностей такого кабеля, применяемого для ЛВС:

• 10Base 5 — толстая разновидность проводника, с сечением 12 мм и общим сопротивлением 50 Ом для 8-й категории и 75 Ом для 11-й. Скорость передачи данных не превышает 10 Мбит/с на расстояния между конечными узлами до 500 метров.
• 10Base 2 — тонкий, около 6 мм в диаметре, наиболее распространен для организации домашних или небольших офисных сетей. Его сопротивление 50 Ом, но максимальная длина составляет 185 метров при скорости 10 Мбит/с.

Благодаря хорошей изоляции сигнал в проводнике практически не гасится, т.е. пакеты не теряются, и не нужны дополнительные алгоритмы проверки, переданной или принятой информации. Единственным недостатком является довольно высокая стоимость производства и низкая скорость, поэтому впоследствии он был вытеснен «витой парой».

«Витая пара» — разновидности и способы обжима

Кабель для локальной сети «витая пара» получил свое название из-за того, что он состоит из восьми жил, попарно переплетенных между собой. Каждая жила имеет изоляцию строго закрепленного в спецификации цвета. В качестве внешнего изолирующего материала, защищающего сигнал от электромагнитных помех, используется поливинилхлорид или полиэтилен. Существует несколько разновидностей такого кабеля:

• UTP (Unshelded Twisted Pair) — не экранированная модификация, наиболее часто используемая для прокладки домашних или офисных сетей, когда не оказываются сильные помехи на передаваемый сигнал.
• FTP (Foiled Twisted Pair) — кабель с дополнительным экраном из алюминиевой фольги под внешней изоляцией.
• STP (Shelded Twisted Pair) — помимо общего экрана имеет дополнительный, для каждой пары по отдельности.

Витая пара имеет 7 категорий, и, чем больше номер категории, тем провод более защищен от электромагнитного излучения. Для сетей Ethernet применяется кабель 5-й категории (CAT5), который имеет полосу пропускания 100 МГц. Рекомендуется при монтаже новых объектов использовать более совершенную модификацию CAT5e для более высокочастотных сигналов с полосой в 125 МГц.

Витая пара используется для создания соединения на скоростях от 100 Мбит/с до 40 Гбит/с в зависимости от категории и качества самого кабеля и от его длины между конечными устройствами. Обычно длина сегмента не должна превышать 100 м.

Провод должен иметь разъем для подключения в сетевые устройства. Для витой пары используется разъем RJ-45 (8P8C — 8 position and 8 contacts). Внутри коннектора есть специальные канавки с контактами для каждой жилы. Есть несколько вариантов обжима сетевых кабелей: прямой и обратный (кроссовер). Прямой патч-корд применяется для соединения компьютера с маршрутизатором или коммутатором или для соединения активного сетевого оборудования между собой. Кросовый используется довольно редко и служит для соединения двух компьютеров между собой. В настоящее время практически все производители устанавливают «умные» сетевые карты, которым не важно расположение проводков в разъеме, но желательно придерживаться стандартов, и располагать жилы так, как написано в спецификации. Это поможет избежать коллизий в работе всей сети. Чтобы изготовить прямой провод для локальной сети жилы располагаются в следующем порядке на обоих концах:

• бело-оранжевый;
• оранжевый;
• бело-зеленый;
• синий;
• бело-синий;
• зеленый;
• бело-коричневый;
• коричневый.

Чтобы изготовить патч-корд для простоты работы используются специальные клещи — кримпер (или «обжимка» в простонародье). Кримпер позволяет не только равномерно зажать провод в коннекторе, но и правильно обрезать и зачистить изоляцию. В исключительных случаях можно использовать плоскую отвертку или нож, но тогда качество не будет удовлетворительным. Существуют разъемы, которые зажимаются без кримпера, но они предназначены для многожильных мягких проводов и для стандартной витой пары могут не подойти.

Виды сетевого кабеля

С целью увеличения скорости передачи данных в локальных сетях требования стандартов к передающим кабелям все время усложняются.

Какие виды интернет-кабеля существуют на практике

Отличается проводник один от другого разными характеристиками. На практике часто используются следующие виды сетевых проводов:

• витая пара;
• оптоволоконный;
• коаксиальный.

Коаксиальный кабель

Особенность данного вида проводника в волновом сопротивлении. Исходя из этого показателя, определяют качество кабеля. Кроме этого, при выборе изделия нужно обратить внимание на материал, его технические показатели, а также расстояние передачи, которое влияет на силу сигнала.

Вам это будет интересно Особенности провода СИП-3

Вид коаксиального провода

Проводники делятся на две категории: тонкие и толстые. Первый вариант должен иметь диаметр не более 0,5 см. Данная вариация отличается повышенной гибкостью, а также быстрым затуханием сигнала. Передача сигнала на незначительном расстоянии осуществляется со скоростью до 10 Мб/сек. Тонкий кабель относится к категории RG-58/U. Его волновое сопротивление составляет 50 Ом.

Обратите внимание! Способность проводника к накоплению заряда характеризуют индуктивность и погонная ёмкость.

С помощью коаксиального кабеля можно прокладывать трассы под аналоговые системы видеонаблюдения.

Витая пара

Для возможности после определения каждого обозначения получить необходимые сведения о витой паре была придумана международная классификация проводников.

Особенности кабеля витая пара

В основу классификации заложили значение АА/ВСС. Если встречается «АА», то это говорит о наличии общего экрана. Буква «В» представляет собой индивидуальную защиту каждой пары. Два последних символа относятся к типу скрутки. Обозначение «ТР» — это провода, которые скручены попарно. В случае «TQ» присутствует скрутка четвёрками.

Важно! Наличие защиты является особенной характеристикой витой пары.

Маркировка позволит расшифровать каждое значение:

• незащищенная пара относится к типу кабеля, не имеющего защитного экрана;
• фольгированная пара. Кабель обладает всего лишь одним экраном для всех пар. Его маркировка F/UTP;
• незащищенные пары. Единый экран, представляющий собой оплётку. Маркируют кабель сочетанием символов S/UTP;
• фольгированная защита для пар. Обладает общим медным экраном. Маркировка — S/FTP;
• экран из фольги защищает пары. Отсутствует общий экран. Обозначение U/ FTP;
• общий экран из фольги плюс оплетка. Пары без экрана. Маркировка — SF/UTP;
• фольгированный экран для пар. В качестве общего экрана — фольга и оплетка. Распознают по маркировке SF/ FTP.

Обратите внимание! Таким видом провода для Интернета, как витая пара, можно соединить в единую сеть устройства. При этом нужно соблюдать их расстояние. Оно не должно превышать 100 м.

Оптоволоконные кабели

Сегодня разработана технология, которая передаёт интернет-данные на большой скорости. Речь идет про оптоволокно. Многие задаются вопросом, что это означает. На самом деле через оптоволоконные провода, протянутые по дну океана, происходит передача высокоскоростного Интернета не только через города, но и материки.

Определение оптоволоконных проводов

Достоинства оптоволоконного кабеля:

• хорошие пропускные данные;
• обнаружение несанкционированного доступ максимально эффективным способом для повышения безопасности сети;
• подавление шума, достаточная степень защиты от помех;
• быстрая передача информации;
• дополнительные опции.

Вам это будет интересно Особенности кабеля ВВГ

Оптоволоконные кабели делят на две категории: одномодовые и многомодовые. Их отличительной особенностью является режим продвижения лучей света в проводнике.

Обратите внимание! Оконцовку проводника выполняют при помощи дорогого устройства. Монтаж, а также ремонт сети — довольно сложные процессы. Для выполнения работ требуется помощь высококвалифицированных специалистов. По этой причине оптоволоконный провод применяют в крупных сетях.

Экранированный (STP) или неэкранированный (UTP) сетевой кабель

Сетевые кабели с витой парой широко используются для передачи информации, особенно на большие расстояния. Перекручивание провода устраняет любые магнитные помехи, которые могут возникнуть в проводке. Существует два распространенных типа проводов витой пары: STP и UTP.

К сведению! S обозначает экранированный, U — неэкранированный, а TP — витую пару для обоих.

Экранированная витая пара (STP) тяжелее и сложнее в изготовлении. Скручивание обеспечивает подавление магнитно-индуцированных полей и токов в паре проводников. Доступны различные типы медных проводов, причем 5-й класс является лучшим и самым дорогим.

Экранированные или неэкранированные сетевые провода

С точки зрения использования, UTP является наиболее распространенной и популярной кабельной системой, которая действует в большинстве домов, офисов из-за ее более низкой стоимости. STP обычно применяется крупными компаниями в высокопроизводительных сетях, которым требуется максимальная пропускная способность.

Кабели STP также прокладывают в уличных условиях, где они подвергаются воздействию атмосферных осадкой, конструкций и оборудования, которые могут создавать дополнительные помехи. Хорошим примером этого могут служить телефонные/интернет-провода, которые идут от дома к распределительной коробке, вплоть до провайдера.

Цельный или скрученный сетевой кабель

Понятие цельного или скрученного проводника относится к собственно медным проводникам внутри кабеля. Цельный может выглядеть как внутренний проводник, представленный в виде единого куска меди. А скрученный состоит из нескольких тонких медных проводников, скрученных вместе.

Понятие цельного/скрученного сетевого провода

Обратите внимание! Скрученные сетевые провода (Stranded) являются более гибкими. Их следует использовать там, где кабель будет часто двигаться, например, вблизи рабочих мест.

Цельный сетевой проводник (Solid, на картинке внизу) не так гибок, зато более долговечен. Его можно использовать, чтобы подключить постоянную сеть, например, как на улице, так и внутри помещения.

Вам это будет интересно Металлический рукав

Оптоволоконный кабель

Оптоволокно — наиболее прогрессивная технология для передачи сигнала на большие расстояния на огромной скорости. Отличием в передаче сигнала является то, что в качестве импульса используется не электричество, а свет. Свет передается по жилам из стекольного волокна отражаясь от внутренних стенок проводника. Можно одновременно передавать несколько сигналов: они не будут пересекаться или гасить друг друга. Скорость передачи информации по такому кабелю ограничена возможностями только самих сетевых карт или адаптеров. Кабель не подвержен помехам, и выполняется из негорючих материалов.

Стоимость такого кабеля относительно низкая, по сравнению с другими проводниками, но его монтаж может проводиться только квалифицированными сотрудниками с применением высокоточного и дорогого оборудования, поэтому в домашних условиях его использовать практически невозможно. Зато такой проводник нашел широкое применение для прокладки магистралей, ведь расстояния между усилителями сигнала могут достигать сотен километров. Некоторые провайдеры уже предоставляют услугу по подключению оптики в дом, но конечные устройства все равно подключаются по витой паре, поэтому именно она и является основополагающим стандартом для организации сети.