Виды современных кабелей для монтажа локальной компьютерной 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.

Что такое интернет-кабель

Сетевой провод, используемый для выстраивания инфраструктуры компьютерных сетей, выпускается в широком спектре разновидностей. В числе самых популярных — коаксиальный, витая пара, а также оптоволокно.

Значение сетевого кабеля

Суть этого кабеля в том, что сигнал в нем передается при помощи одной или нескольких пар изолированных проводников, скрученных между собой с небольшим числом витков на единицу длины.

К сведению! Данный вид изделия благодаря своей конструкции позволяет увеличить степень связи между проводниками каждой пары, а также синхронизации влияния электромагнитных помех на оба проводника каждой пары, чтобы снизить влияние внешних помех на сигнал в целом.

Характеристики сетевого кабеля

Витая пара оснащена 4 либо 8 жилами. Однако их количество может возрасти до 1000. Как правило, провод состоит из набора медных проводников, имеющий изоляционное покрытие, диаметр которого находится в пределах 0,4-0,65 мм. Для изготовления изоляционного покрытия проводников производители используют поливинилхлорид (наличие мела в изделии способствует упрощению обрезки наружной оболочки во время монтажа).

Основные показатели интернет-провода

Покрытие выполнено в разном цвете, благодаря чему при оконечивании происходит их разделение. Но зачастую оно окрашено в серый цвет, на нем сделана маркировка длины и информация о производителе. Толщина наружной оболочки от 0,5 до 0,6 мм.

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:

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 Описание кабеля ВВГнг-LS

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:

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:

Вам это будет интересно Особенности монтажного провода

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 Все об применении кабеля ПУГВ

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:

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».

Какой кабель нужен для подключения Интернета

Обладатели ПК или ноутбука часто задаются вопросом, какой кабель нужно использовать для подключения Интернета. Существуют два типа обжима провода, используя разъем 8P8C. Прямой способствует обеспечению непосредственной связи оборудования и концентратора.

Каким проводом подключают Интернета

Перекрестный соединяет сетевые карты ПК. Кроме соединения сетевых плат, данный способ применяется для подключения старых типов концентраторов. Если у сетевой карты есть соответствующая функция, то она может автоматически подключаться под тип обжима.

Прямой кабель с английского переводится как Straight Through Cable и обозначает:

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.

Как подключать Интернет с помощью сетевого кабеля

Чтобы получить 100-мегабитную скорость, следует воспользоваться 2 парами из 4 — зелёной и оранжевой. Остальные две применяются для подсоединения другого компьютера. Возможно также разделение проводника на 2 части. Таким образом можно получить двойной кабель. Но следует учесть, что параметры такого изделия будут идентичны как у одинарного. При использовании подобного элемента могут значительно ухудшиться качество и скорость передачи данных.

Важно! При осуществлении обжима не соблюдая требования стандартов при подключении к сети, может возникнуть ошибка. Это выразится потерей передаваемых данных или в неработоспособности проводника (данный показатель может напрямую зависеть от длины кабеля).

Чтобы определить правильность и эффективность обжатия изделия, необходимо воспользоваться специальным кабельным тестером. Данное устройство состоит из передатчика и приёмника, которые идут в комплекте. При помощи первого прибора осуществляется подача сигнала на каждую из жил проводника, а также дублируется передача индикацией благодаря наличию светодиодов на самом приёмнике. Если происходит загорание всех 8 индикаторов, тогда это говорит о том, что обжим проводника выполнен верно.

Как происходит соединение при помощи провода

Существуют несколько вариантов выбора схемы перекрёстного соединения жил. Однако они ограничиваются Power over Ethernet по стандарту IEEE 802.3af-2003. Данный вариант функционирует автоматически, если жилы в кабеле подсоединяются один к одному.

На этом все. Главное при монтаже любого провода — не допускать изгибов, составляющих более восьми внешних диаметров. Сильный изгиб может стать причиной увеличения наводок или приведет к разрушению самого кабеля.

«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:

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:

Источник

Компьютерные сети Стандарты кабелей

В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам, что позволяет строить кабельную систему сети из кабелей и соединительных устройств разных производителей. Сегодня наиболее употребительными стандартами в мировой практике являются следующие.

Американский стандарт EIA/TIA-568A, который был разработан совместными усилиями нескольких организаций: ANSI, EIA/TIA и лабораторией Underwriters Labs (UL). Стандарт EIA/TIA-568 разработан на основе предыдущей версии стандарта EIA/TIA-568 и дополнений к этому стандарту TSB-36 и TSB-40A).

Международный стандарт ISO/IEC 11801.

Европейский стандарт EN50173.

Эти стандарты близки между собой и по многим позициям предъявляют к кабелям идентичные требования. Однако есть и различия между этими стандартами, например, в международный стандарт 11801 и европейский EN50173 вошли некоторые типы кабелей, которые отсутствуют в стандарте EIA/TAI-568A.

До появления стандарта EIA/TIA большую роль играл американский стандарт системы категорий кабелей Underwriters Labs, разработанный совместно с компанией Anixter. Позже этот стандарт вошел в стандарт EIA/TIA-568.

В ранних версиях стандартов определялись только характеристики кабелей, без соединителей. В последних версиях стандартов появились требования к соединительным элементам (документы TSB-36 и TSB-40A, вошедшие затем в стандарт 568А), а также к линиям (каналам), представляющим типовую сборку элементов кабельной системы, состоящую из шнура от рабочей станции до розетки, самой розетки, основного кабеля (длиной до 90 м для витой пары), точки перехода (например, еще одной розетки или жесткого кроссового соединения) и шнура до активного оборудования, например концентратора или коммутатора.

Мы остановимся только на основных требованиях к самим кабелям, не рассматривая характеристик соединительных элементов и собранных линий.

В стандартах кабелей оговаривается достаточно много характеристик, из которых наиболее важные перечислены ниже (первые две из них уже были достаточно детально рассмотрены).

Затухание (Attenuation). Затухание измеряется в децибелах на метр для определенной частоты или диапазона частот сигнала.

Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk, NEXT). Измеряются в децибелах для определенной частоты сигнала.

Диаметр или площадь сечения проводника. Для медных проводников достаточно употребительной является американская система AWG (American Wire Gauge), которая вводит некоторые условные типы проводников, например 22 AWG, 24 AWG, 26 AWG. Чем больше номер типа проводника, тем меньше его диаметр. В вычислительных сетях наиболее употребительными являются типы проводников, приведенные выше в качестве примеров. В европейских и международных стандартах диаметр проводника указывается в миллиметрах. Естественно, приведенный перечень характеристик далеко не полон, причем в нем представлены только электромагнитные характеристики и его нужно дополнить механическими и конструктивными характеристиками, определяющими тип изоляции, конструкцию разъема и т. п. Помимо универсальных характеристик, таких, например, как затухание, которые применимы для всех типов кабелей, существуют характеристики, которые применимы только к определенному типу кабеля. Например, параметр шаг скрутки проводов используется только для характеристики витой пары, а параметр NEXT применим только к многопарным кабелям на основе витой пары.

Основное внимание в современных стандартах уделяется кабелям на основе витой пары и волоконно-оптическим кабелям.

Кабели на основе неэкранированной витой пары

Кабели категории 1 применяются там, где требования к скорости передачи минимальны. Обычно это кабель для цифровой и аналоговой передачи голоса и низкоскоростной (до 20 Кбит/с) передачи данных. До 1983 года это был основной тип кабеля для телефонной разводки.

Кабели категории 3 были стандартизованы в 1991 году, когда был разработан Стандарт телекоммуникационных кабельных систем для коммерческих зданий (EIA-568), на основе которого затем был создан действующий стандарт EIA-568A. Стандарт EIA-568 определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частот в диапазоне до 16 МГц, поддерживающих, таким образом, высокоскоростные сетевые приложения. Кабель категории 3 предназначен как для передачи данных, так и для передачи голоса. Шаг скрутки проводов равен примерно 3 витка на 1 фут (30,5 см). Кабели категории 3 сейчас составляют основу многих кабельных систем зданий, в которых они используются для передачи и голоса, и данных.

Кабели категории 4 представляют собой несколько улучшенный вариант кабелей категории 3. Кабели категории 4 обязаны выдерживать тесты на частоте передачи сигнала 20 МГц и обеспечивать повышенную помехоустойчивость и низкие потери сигнала. Кабели категории 4 хорошо подходят для применения в системах с увеличенными расстояниями (до 135 метров) и в сетях Token Ring с пропускной способностью 16 Мбит/с. На практике используются редко.

Наиболее важные электромагнитные характеристики кабеля категории 5 имеют следующие значения:

полное волновое сопротивление в диапазоне частот до 100 МГц равно 100 Ом (стандарт ISO 11801 допускает также кабель с волновым сопротивлением 120 Ом);

величина перекрестных наводок NEXT в зависимости от частоты сигнала должна принимать значения не менее 74 дБ на частоте 150 кГц и не менее 32 дБ на частоте 100 МГц;

затухание имеет предельные значения от 0,8 дБ (на частоте 64 кГц) до 22 дБ (на частоте 100 МГц);

активное сопротивление не должно превышать 9,4 Ом на 100 м;

емкость кабеля не должна превышать 5,6 нф на 100 м.

Для соединения кабелей с оборудованием используются вилки и розетки RJ-45, представляющие 8-контактные разъемы, похожие на обычные телефонные разъемы. RJ-11.

Кабели на основе экранированной витой пары

Экранированная витая пара STP хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех, а также меньше излучает электромагнитных колебаний вовне, что защищает, в свою очередь, пользователей сетей от вредного для здоровья излучения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его прокладку, так как требует выполнения качественного заземления. Экранированный кабель применяется только для передачи данных, а голос по нему не передают.

Основным стандартом, определяющим параметры экранированной витой пары, является фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся не на категории, а на типы: Type I, Type 2. Type 9.

Экранированные витые пары используются также в кабеле IBM Type 2, который представляет кабель Type 1 с добавленными 2 парами неэкранированного провода для передачи голоса.

Для присоединения экранированных кабелей к оборудованию используются разъемы конструкции IBM.

Коаксиальные кабели

Волоконно-оптические кабели

многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления (рис. 2.11, а);

многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления (рис. 2.11,6);

одномодовое волокно (рис. 2.11, в).

Рис. 2.11. Типы оптического кабеля

В многомодовых кабелях во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника под разными углами. Угол отражения луча называется модой луча. В многомодовых кабелях с плавным изменением коэффициента преломления режим распространения каждой моды имеет более сложный характер.

В качестве источников излучения света в волоконно-оптических кабелях применяются:

Для одномодовых кабелей применяются только полупроводниковые лазеры, так как при таком малом диаметре оптического волокна световой поток, создаваемый светодиодом, невозможно без больших потерь направить в волокно. Для многомодовых кабелей используются более дешевые светодиодные излучатели.

Для передачи информации применяется свет с длиной волны 1550 нм (1,55 мкм), 1300 нм (1,3 мкм) и 850 нм (0,85 мкм). Светодиоды могут излучать свет с длиной волны 850 нм и 1300 нм. Излучатели с длиной волны 850 нм существенно дешевле, чем излучатели с длиной волны 1300 нм, но полоса пропускания кабеля для волн 850 нм уже, например 200 МГц/км вместо 500 МГц/км.

Лазерные излучатели работают на длинах волн 1300 и 1550 нм. Быстродействие современных лазеров позволяет модулировать световой поток с частотами 10 ГГц и выше. Лазерные излучатели создают когерентный поток света, за счет чего потери в оптических волокнах становятся меньше, чем при использовании некогерентного потока светодиодов.

Использование только нескольких длин волн для передачи информации в оптических волокнах связанно с особенностью их амплитудно-частотной характеристики. Именно для этих дискретных длин волн наблюдаются ярко выраженные максимумы передачи мощности сигнала, а для других волн затухание в волокнах существенно выше.

Волоконно-оптические кабели присоединяют к оборудованию разъемами MIC, ST и SC.

Сама стоимость волоконно-оптических кабелей ненамного превышает стоимость кабелей на витой паре, однако проведение монтажных работ с оптоволокном обходится намного дороже из-за трудоемкости операций и высокой стоимости применяемого монтажного оборудования. Так, присоединение оптического волокна к разъему требует проведения высокоточной обрезки волокна в плоскости строго перпендикулярной оси волокна, а также выполнения соединения путем сложной операции склеивания, а не обжатия, как это делается для витой пары. Выполнение же некачественных соединений сразу резко сужает полосу пропускания волоконно-оптических кабелей и линий.

Выводы

При построении сетей применяются линии связи, использующие различную физическую среду: телефонные и телеграфные провода, подвешенные в воздухе, медные коаксиальные кабели, медные витые пары, волоконно-оптические кабели, радиоволны.

Линии связи могут использовать, кроме кабеля, промежуточную аппаратуру, прозрачную для пользователей. Промежуточная аппаратура выполняет две основные функции: усиливает сигналы и обеспечивает постоянную коммутацию между парой пользователей линии.

Для характеристики способности линии передавать сигналы произвольной формы без значительных искажений применяется ряд показателей, использующих в качестве тестового сигнала синусоиды различной частоты. К этим показателям относятся: амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание сигнала на определенной частоте.

В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам. Современные стандарты определяет характеристики не отдельного кабеля, а полного набора элементов, необходимого для создания кабельного соединения, например шнура от рабочей станции до розетки, самой розетки, основного кабеля, жесткого кроссового соединения и шнура до концентратора. Сегодня наиболее употребительными стандартами являются: американский стандарт EIA/TIA-568A, международный стандарт ISO/IEC 11801, европейский стандарт EN50173, а также фирменный стандарт компании IBM.

Стандарты определены для четырех типов кабеля: на основе неэкранированной витой пары, на основе экранированной витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабелей.

Коаксиальные кабели существует в большом количестве вариантов: «толстый» коаксиальный кабель, различные разновидности «тонкого» коаксиального кабеля, которые обладают худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем, зато за счет своей гибкости более удобны при монтаже, сюда же относится телевизионный кабель.

Волоконно-оптические кабели обладают отличными электромагнитными и механическими характеристиками, недостаток их состоит в сложности и высокой стоимости монтажных работ.

Источник