Витая пара — вид кабеля связи¶
Витая пара — вид кабеля связи, состоящего из одной или нескольких пар изолированных медных проводников, скрученных между собой («свитых» витками) с постоянным шагом скрутки. Отсюда название. Витая пара является основным физическим носителем сигналов в локальных компьютерных сетях Ethernet и широко применяется в телефонии и системах передачи данных.
¶Принцип конструкции
Каждая пара проводников в кабеле свита вокруг общей оси с шагом, как правило, от 5 до 15 мм. Скрутка компенсирует электромагнитные помехи: наводки от внешних источников и от соседних пар принимаются примерно одинаково на оба проводника пары, а приёмник работает по разностному сигналу (дифференциальная передача), поэтому наводки взаимно компенсируются. Дополнительно снижается взаимное влияние пар друг на друга (кросс-помеха). Шаг скрутки у разных пар в одном кабеле обычно различается, что уменьшает наводки между парами.
Кабель состоит из следующих элементов:
- медные жилы (обычно диаметром 0,5 мм, то есть 24 AWG, или 0,57 мм — 23 AWG);
- изоляция каждой жилы (полиэтилен, полипропилен или фторполимер);
- скрученные пары;
- разделитель (полиэтиленовая перегородка) — в кабелях категории 6 и выше;
- общая оболочка из поливинилхлорида или полэтилена;
- оплётка (фольга, алюминиевая или медная) — в экранированных версиях;
- центральный разрыватель (обычно нейлоновый шнур) для облегчения раскрытия кабеля.
¶Классификация
¶По числу пар
Витая пара выпускается в одно-, двух-, четырёхпарном и многопарном исполнении (до 100 пар в кабелях телефонной распределительной сети). В компьютерных сетях Ethernet используются кабели с четырьмя парами.
¶По наличию экрана
- UTP (Unshielded Twisted Pair) — без экрана, наиболее распространённый вариант.
- FTP / STP — с общим экраном из фольги вокруг всех пар.
- S/UTP — с оплёткой из медной сетки и фольгой.
- S/FTP — каждая пара в собственном экране плюс общая оплётка.
- F/UTP — фольговый экран вокруг пучка пар.
Экранированные кабели применяются в помещениях с высоким уровнем электромагнитных помех (промышленные цеха, рядом с силовым оборудованием). Экран требует заземления, поэтому монтаж сложнее.
¶По категории (по стандарту TIA/EIA-568 и ISO/IEC 11801)
| Категория | Пропускная способность | Применение |
|---|---|---|
| Cat 3 | 16 МГц | Телефония, старые сети 10BASE-T |
| Cat 5 | 100 МГц | 100BASE-TX Ethernet |
| Cat 5e | 100 МГц | Гигабитный Ethernet (1000BASE-T) |
| Cat 6 | 250 МГц | 1000BASE-T, кратковременно 10GBASE-T на 55 м |
| Cat 6a | 500 МГц | 10GBASE-T на 100 м |
| Cat 7 | 600 МГц | 10GBASE-T, экранированный кабель |
| Cat 8 | 2000 МГц | 25/40GBASE-T на 30 м |
Категория 5 (без «e») более не производится и заменена Cat 5e.
¶Соединительные элементы
Для витой пары используются вилки RJ-45 (8P8C) и розетки. Стандартные схемы распиновки — T568A и T568B; различаются они порядком зелёной и оранжевой пар. Прямой кабель (оба конца одной схемы) соединяет оконечные устройства с коммутатором, кроссовый (разные схемы) — однотипные устройства напрямую.
¶Область применения
Витая пара вытеснила коаксиальные кабели и волоконно-оптические линии на участках «последняя миля» внутри зданий благодаря низкой стоимости, простоте монтажа и ремонтопригодности. Основные области:
- локальные сети Ethernet (10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 10GBASE-T);
- телефонные линии (кабель УТП категории 3);
- системы видеонаблюдения (PoE-камеры);
- системы СКС (структурированные кабельные системы) в офисных зданиях;
- подключение абонентов в технологиях xDSL (ADSL, VDSL2) — от узла связи до абонентской розетки.
¶Ограничения
Длина активного участка кабеля Ethernet ограничена 100 метрами (по стандарту TIA/EIA-568). Для большей дальности применяют усилители или переход на оптику. Витая пара чувствительна к электромагнитным помехам от силовых линий и промышленного оборудования, поэтому не используется вне помещений без специальной защиты (марка CMX, гофра, кабель-канал). Механическая прочность ниже, чем у коаксиального кабеля, — минимальный радиус изгиба составляет около 8 диаметров кабеля.
¶История
Авторство идеи скрутки пар приписывают Александру Беллу, который в 1881 году запатентовал способ снижения наводок в телефонных линиях. В 1980-х годах компания AT&T разработала кабельные системы на базе витой пары для внутриздовых сетей. В 1991 году появился стандарт EIA/TIA-568, определивший категории кабелей и схемы распиновки. Появление стандартов 10BASE-T (1990) и 100BASE-TX (1995) сделало витую пару основным носителем в локальных сетях.
¶Источники
- ГОСТ Р 53246-2008. Кабели связи. Кабели для сетей передачи данных
- ISO/IEC 11801 — стандарт структурированных кабельных систем
- TIA/EIA-568 — стандарт коммерческих телекоммуникационных кабельных систем
- Справочник по сетевым технологиям Cisco
- Клюев И. Н. Телекоммуникационные сети