Что такое технология Ethernet – история сетевого кабеля

Виды интернет кабелей

По мере развития IT-технологий, усовершенствуется и устройство сетевого кабеля. Нынешнее поколение проводов позволяет передавать большой массив данных на большие расстояния за считанные секунды. На данный момент в мире используется три основных типа кабеля: витая пара, оптоволоконный, и коаксиальный. Они отличаются между собой не только конструкцией и характеристиками, но и принципом передачи данных. При выборе кабеля для сети руководствуются:

• типом сети, в которой будет использоваться кабель (интернет, локальная сеть, телефонная линия, система видеонаблюдения, пожарная сигнализация и т.д.);
• протяженностью сети (от пары метров, до тысяч и тысяч километров);
• необходимой скоростью передачи данных.

Существует огромное количество разновидностей проводов для интернета. Лидирующую позицию пока занимает витая пара, но в последнее время начало набирать популярность оптоволокно. Эра коаксиального шнура уходит в прошлое.

Подробно разберем каждый вид провода.

Что такое Ethernet

С технической точки зрения, Ethernet – это набор протоколов и сетевых инструментов, которые позволяют создавать локально разнородные локальные сети (от нескольких узлов до нескольких десятков).

Теоретически длина кабеля Ethernet может достигать 100 метров: устройства, которые повторяют или перенаправляют сигнал, используются для соединения узлов на большем расстоянии. Для этой цели используют Ethernet-мосты и Ethernet-коммутаторы – периферийные устройства, способные соединять различные сегменты одной и той же локальной сети.

Общим элементом любой сети Ethernet является структура пакета, называемая кадром. Кадр, состоящий из 7 различных элементов, отвечает за передачу данных между двумя узлами одной и той же локальной сети.

Основные типы кабелей для сетевого соединения компьютеров

Широкое распространение получили следующие виды сетевых кабелей:

• Коаксиальные;
• С витой парой;
• Оптоволоконные.

Коаксиальный сетевой кабель

К наиболее старому по времени выпуска, среди всех видов сетевых кабелей относится коаксиальный кабель. В нынешнее время его довольно редко используют, однако бывают такие ситуации, когда он просто необходим.

Конструктивно такой тип кабеля представляет собой проводник из металла имеющий изоляцию и оплетку, выполненную из меди или алюминия. В качестве соединительных точек сетевого кабеля используют специальные гнёзда типа BNC и BNC-T.

К главному недостатку данного кабеля относится его низкая устойчивость к влиянию электромагнитного поля. Те времена, когда посредством коаксиального кабеля соединяли вычислительные машины между собой, ушли давно в историю.

Однако сейчас такой кабель используют при подключении спутниковых тарелок. Помимо этого, коаксиальный кабель обладает отличными характеристиками скорости, во – время одновременной передачи аналогового и цифрового сигнала. В связи с этим, его часто используют в кабельном телевидении.

Кабель из витой пары

Следующим в эволюции сетевых кабелей для подключения компьютеров стал кабель, состоящий из витой пары. Почему данный вид кабеля стали так называть? Дело в том, что этот кабель состоит из медных проводников с изоляцией, которые переплетены между собой попарно.

Стандартным считается такой кабель, у которого присутствуют четыре пары жил, то есть всего восемь проводов. Тем не менее на рынке можно встретить кабель с двумя витыми парами, в котором присутствует четыре медных проводника.

Цветовая маркировка изоляции производится в соответствии с регламентом. Для защиты витой пары производители могут использовать медную оплетку или алюминиевую фольгу.

В зависимости от используемой защиты, витая пара кабеля может быть следующих типов:

• UTP. Данная маркировка обозначает, что кабель из витой пары не имеет дополнительной защиты. Проводники в этом кабеле обладают обычной пластиковой защитой;
• F/UTP- представляет собой проводник из витой пары и все вместе они оплетены фольгой;
• STP – защитной фольгой оплетена каждая из пар проводников;
• S/FTP- здесь, помимо оплетки из фольги для каждой пары, используется дополнительный медный экран для защиты проводников;
• SF/UTP- каждый из проводников защищен оплеткой из фольги и медным экраном.

Кабель из витой пары, у которого нет защиты по стоимости дешевле, чем защищённые кабели. Применение кабеля с витой парой, обладающего всеми степенями защиты имеет смысл, при качественной передаче данных на большие расстояния.

Кроме вышеперечисленной маркировки, кабели из витой пары маркируются от CAT1 до CAT7. Чем больше числовой показатель этой маркировки, тем предпочтителен выбор кабеля. Для создания компьютерной локальной сети вполне подойдет кабель с маркировкой CAT5. Однако специалисты рекомендуют применять кабель CAT5e, так как по сравнению с CAT5 он имеет лучшую пропускную способность высокочастотных сигналов.

С помощью кабеля из витой пары соединяются компьютеры и другие электронные устройства на расстоянии не более чем 100 метров, от каждого из устройств.

Оптоволоконный сетевой кабель

Кабель из оптоволокна относится к самому современному виду кабеля, с помощью которого строят компьютерные сети. Главными достоинствами этого кабеля, является неограниченная скорость передачи информации и высокая степень защиты от внешних факторов.

С помощью этого кабеля можно построить сеть, которая будет передавать данные на расстояние до 100 км. Цена кабеля из оптоволокна невысокая. Однако используемые для него коннекторы и другое оборудование стоят достаточно дорого. Кроме этого, при работе с таким оборудованием нужно иметь специальные знания и навыки.

Тем людям, которые только начинает изучать теоретическую часть построения компьютерных сетей и применять эти знания на практике нужно обратить внимание, что периферийные устройства подключаются к компьютеру посредством совершенно других кабелей.

USB кабель используют для подключения мобильных телефонов, принтеров, сканеров и других электронных устройств. С помощью такого кабеля можно обеспечить зарядку некоторых моделей мобильных телефонов и цифровых аудио видео плееров, у которых потерялось зарядное устройство.

Кабели типа HDMI/VGA/DVI используют для соединения компьютерной видеокарты с монитором или телевизором.

Процесс обжимания витой пары

Ну что, пора узнать как правильно можно обжать витую пару. Приступаем к этому этапу прямо сейчас. Делаем замер кабеля, отрезаем с запасом 0.5 метра. Чтобы не повредить внутренние жилы делайте следующим образом: выполните небольшой надрез на защитной оболочке, а потом просто в этом месте сгибайте. На месте надреза оболочка лопнет, провода откусите кусачками.

1. Замеряем от края 20 мм и удаляем изоляцию провода.
2. Все жилы раскручиваем, рассортировываем по схеме (с которой вы определились).
3. Зажимаем плотно пальцами все жилы, выложенные по цветам схемы и кусачками ровно откусываем.
4. Берем штекер RG 45, переворачиваем его, чтобы защелка смотрела вниз и не спеша засовываем все провода в коннектор. Они должны равномерно войти в желобки. Не получается с первого раза? Не беда, пробуем ещё раз.
5. Без фанатизма, продвигаем провода равномерно до конца, пока не почувствуете, что они уперлись. Посмотрите визуально все ли жилы дошли до конца. Защитная оболочка должна также войти в штекер, при обжиме её должно зажать.
6. Придерживая коннектор с вставленной витой парой, не спеша вставляем в клещи для зажима (кримпер). Сжимаем рукой. Все готово, у вас все замечательно получилось.

Выполняем обжимку без инструментов

Процесс отличаться будет, отсутствием специального инструмента, для обжима. Вам не придется делать ненужные затраты, покупать клещи, ради того чтобы пару раз обжать кабель с rj 45. Заключается метод в том, что функцию кримпера у нас выполнит отвертка или обычный нож. После того как все жилы будут вставлены, берем отвертку и прикладываем его к металлическим контактам на коннекторе, слегка придавливаем. Так нужно будет сделать с каждым контактом.

Обжимаем безынструментальный коннектор

Существуют коннекторы для которых клещи не нужны. Здесь необходимо просто пальцами хорошо нажать и все. Правда, цена на такой штекер совсем не маленькая. Поэтому стоим задуматься, стоит ли оно того. Принцип обжатия прост, каждую жилу заводим сверху в пазы, после того как все провода уложите, закройте плотно обе половинки корпуса. Производит такие коннекторы фирма «Nikomax», а в России «СУПР».

Для чего сетевой кабель

Cетевой кабель – специальный проводник, обеспечивающий передачу информации в сетях различных размеров и конфигураций. Используют его как в локальных сетях различных размеров, так и в состоящем из них глобальном сетевом объединении Интернет.

Из всех видов сетевых проводов первыми были изобретены коаксиальный кабель и витая пара. Коаксиальный кабель разработали и почти одновременно запатентовали английский инженер Оливер Хевисайд (1880) и немецкая фирма Siemens&Halske (1884). Современный вид коаксиала был изобретён и запатентован в 1929 году сотрудниками корпорации AT&T Bell Telephone Laboratories, Ллойдом Эспеншидом и Германом Эффелем. Обладающие на то время прекрасными характеристиками коаксиальные кабели широко применялись в теле,- и радиовещании, телефонной связи. Немного позже коаксиального кабеля была изобретена витая пара. Ее использовали поначалу на протяженных телефонных линиях, но со временем, благодаря преимуществам над коаксиалом, стали применять также и в компьютерных сетях.

Самый современный вид сетевого кабеля – оптоволоконный, был изобретен в 1934 году американцем Норман Р. Френчем и планировался для использования в телефонных линиях для передачи голосовой информации. Однако в то время подобные технологии были очень дорогостоящими и мало кого интересовали, поэтому перспективное изобретение было забыто. Только в 1970 году компания «Corning Incorporated» начала коммерческое производство оптоволоконных проводов с затуханием сигнала до 17 Дб/км, спустя некоторое время – до 4дБ/км.

Современные оптоволоконные линии передачи данных постепенно вытесняют из обращения аналоги из витой пары и коаксиального провода. Сдерживает внедрение данного вида линий высокая стоимость применяемого для их работы и ремонта оборудования и инструментов.

В зависимости от внутреннего строения и характеристик, выделяют три вида сетевого провода: коаксиальный (коаксиал), витая пара и оптоволоконный.

Коаксиальный кабель

Сетевой провод данного вида состоит из внутренней монолитной жилы, окружающего ее слоя полиэтиленового изолятора, покрытого плетеной сеткой многопроволочного медного экрана. Защищает экран от механических повреждений внешняя изоляция из стабилизированного устойчивого к разрушению под действием УФ-лучей поливинилхлорида.

В зависимости от толщины, коаксиальный кабель бывает двух разновидностей:

• Тонкий – толщина такого проводника не превышает 5 мм. Обладает относительно хорошей гибкостью и сравнительно небольшим весом. Используют его при монтаже сетей для подключения непосредственно к сетевым адаптерам рабочих станций (персональных компьютеров, серверов). Способен передавать данные без потери их качества на расстоянии не более 185 метров.
• Толстый – имеет диаметр 10 и более мм. Достаточно жесткий и тяжелый, он используется для монтажа линий, способных передавать сигналы без искажения на расстояние до 500 метров.

К преимуществам такого провода относятся:

• Универсальность – благодаря широкой полосе пропускания, такой провод может использоваться для передачи голоса, различных по продолжительности видео.
• Устойчивость к внешним электромагнитным помехам – толстая изоляция и экран.
• Слабое затухание сигнала при небольшой длине – широкополосные разновидности коаксиальных кабелей обеспечивают устойчивую передачу данных в большом диапазоне частот со слабым затуханием сигнала по длине.
• Возможность передачи высокочастотного сигнала на расстояние до километра.
• Простота монтажа – установка коаксиала требует минимального набора инструментов и навыков;
• Небольшая стоимость установки – цена линий из коаксиального кабеля в 2-3 раза ниже, чем у аналогичных из витой пары;
• Невозможность скрытного подключения к линии – наличие плотных изоляционных оболочек делает несанкционированный доступ к информации, передаваемой по коаксиалу, практически невозможным.

Основными минусами данного вида сетевого кабеля являются:

• Низкая гибкость – наличие двух плотных изоляционных оболочек делает коаксиал достаточно жестким, из-за чего он плохо изгибается и при приложении слишком большого усилия может быть значительно повреждён.
• Значительный вес – из-за плотной изоляции, достаточно толстого центрального проводника и монолитного экрана такие кабели обладают, по сравнению с аналогами, значительно большим весом.
• Большая погонная емкость, значительно ухудшающая форму и качество сигнала на больших расстояниях.

Также еще одними недостатками коаксиала являются высокая стоимость некоторых монтажных коннекторов, сложность их установки без наличия специального инструмента и навыков.

На заметку. Наиболее распространенными коннекторами, применяемыми для коаксиала, являются «Тюльпан», вилка типа N-112/8D NGD N(male) 8D-FB, прямые и угловые переходники «папа»-«папа», «папа»-«мама».

Витая пара

Это наиболее распространённый на сегодняшний день вид сетевого кабеля, представляет собой состоящие из 2 или 4 пар сплетенные между собой медные или биметаллические проводники, каждый из которых покрыт изоляцией с цветной маркировкой. Для защиты от механических воздействий скрученные в пары проводники покрыты изоляцией из белого поливинилхлорида (для используемых внутри помещений линий) или черного полиэтилена (для наружного применения).

Помимо проводников и внешней изоляции, витая пара может содержать расположенный между ними экранирующий слой из алюминиевой фольги.

По наличию данного дополнительного слоя витая пара может быть 3 разновидностей:

• Неэкранированная;
• С общим экраном;
• С экранированием каждой отдельной пары.

К основным плюсам подобного кабеля относятся его небольшая стоимость, сравнительно малый вес, высокая гибкость, возможность использования для присоединения к сети различного оборудования (с помощью витой пары можно подключить как простой компьютер, ноутбук, так и роутер, принтер, факс и т.д.). Недостатками витой пары являются ее невысокая прочность, низкая устойчивость к помехам (в неэкранированных разновидностях), необходимость наличия специального инструмента (инвентаря), знаний и навыков для подключения специальных коннекторов и переходников.

На заметку. Патчкорд – коммутационный провод длиной от 0,5 до 20 метров с расположенными на двух концах разъемами типа RJ45.

Оптоволоконные кабели

Такие сетевые кабели, передающие информацию при помощи световых сигналов, состоят из следующих элементов:

• Наружная защитная оболочка (броня);
• Внутренний изолирующий слой;
• Экран из медной фольги;
• Токоведущие жилы из меди;
• Стальная защитная трубка;
• Тонкие оптические полимерные волокна (световоды).

Каждое волокно состоит из сердцевины и защитной стеклянной оболочки, удерживающей сигнал внутри световода.

В зависимости от степени преломления сигнала, оптоволоконные кабели подразделяются на одномодовые (имеют минимальный коэффициент преломления) и многомодовые (обладают большим коэффициентом преломления светового сигнала). Одномодовые обладают большей устойчивостью к затуханию сигнала, чем многомодовые. Однако организация сети на одномодовом волокне более затратна, чем на многомодовом, вследствие применения дорогостоящего лазерного оборудования.

Оптоволоконные кабели, по сравнению с описанными выше аналогами, обладают более высокой скоростью передачи данных, устойчивостью к помехам. Однако на данный момент использование таких линий сдерживается их высокой стоимостью (метр такого кабеля стоит в разы больше, чем коаксиального или витой пары), дороговизной используемого оборудования, хрупкостью материала световода.

На заметку. В тандеме с таким электронным регулятором, как диммер, оптоволоконные кабели используются в освещении, автомобильной светотехнике.

Экранированный (STP) или неэкранированный (UTP) сетевой кабель

По наличию защищающего от помех экрана все сетевые кабеля подразделяются на:

• Экранированные (STP и FTP) – коаксиальный, экранированная витая пара;
• Неэкранированные (UTP) – не имеющая защитного экрана разновидность витой пары.

Неэкранированные линии используются при прокладке кабеля на небольшое расстояние внутри помещения.

Цельный или скрученный сетевой кабель

В зависимости от расположения проводников в кабеле, описанные выше виды можно подразделить на две группы:

• Цельные – к таким сетевым проводам относится коаксиальный и оптоволоконный. Их жилы имеют монолитный вид и не скручены между собой.
• Скрученные – к данной группе относят наиболее распространенную в локальных сетях витую пару, составляющие которую жилы попарно скручены.

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.

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.

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.