Что такое технология Ethernet – история сетевого кабеля

Сетевой кабель.

Не каждый сетевой Ethernet-кабель одинаково важен. В чём же заключаются различия между ними? Как выбрать кабель подходящей категории именно вам? Для ответа на эти и другие вопросы нам следует рассмотреть различия категорий (технического и физического характера) этих кабелей.

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.

Кабели Ethernet-типа состоят в группах определённых категорий, которые имеют последовательную нумерацию (cat). Они же основаны на различных спецификациях. В некоторых случаях понятие той или иной категории следует уточнить или дополнить стандартами тестирования (например, 5е, 6а). В зависимости от категории, к которой принадлежит конкретный кабель, можно определить, в каких именно условиях его допустимо применять. Все компании-производители кабелей должны помнить о том, что существуют единые стандарты, которые они все обязаны соблюдать. Тогда нам, пользователям, становится проще их использовать.

В чём отличия между этими категориями и как нам разобраться в том, когда надо использовать тот или иной тип кабеля. Кстати, они бывают экранированными, неэкранированными, скрученными и цельными.

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.

Как выглядит витая пара, и для чего нужна

Для начала подумаем, а почему же этот шнур имеет такое интересное название – «витая пара». Давайте взглянем на картинку ниже.

Под общей оплеткой можно увидеть пары скрученных проводком. То есть по два провода скручены в одну жилу, а далее идёт общая скрутка 4 пар. Всего 8 проводков. Как вы неверное могли заметить внутри у обычной витой пары нет общей оплётки.

Это сильно удешевляет сам кабель. А проводки так свиты для того, чтобы была возможность передавать данные без металлической оплётки, которая защищает от электромагнитного воздействия.

На одну пару, то есть на два проводка подается один и тот же сигнал. Каждый раз, когда сигнал проходит по паре, он сначала находится внутри, а потом снаружи кабеля. То есть один проводок принимает удар электромагнитного воздействия, а второй защищается от него, а потом они меняются местами.

Х1 это сигнал от одного проводка, а Х2 — это сигнал от второго. В конце на сетевом устройстве они складываются или вычитаются. В итоге программно, помехи убираются и компьютер получает чистый сигнал.

Вот именно этот кабель чаще всего используют для сетевого подключения и чаще всего его называют сетевым. Витая пара имеет разные категории от Cat. 1 до Cat. 8.1. Все они отличаются видом и типом использования. Чаще всего используют Cat5 — это та витая пара, которую вы видели, без оплетки.

При этом скорость передачи варьируется от 100 до 1000 Мбит в секунду. 100 – при использовании 2 пар, и 1000 при использовании всех 4. Более высокие категории имеют дополнительную оплётку или специальный плотный материал, который позволяет прокладывать «Витуху» даже на улице.

Как вы, наверное, догадались, при использовании каждого проводка по отдельности, а не парой, то можно передать информации куда больше. Именно так и используют витую пару более высокой категории с дополнительной фальгированной и сетчатой оплеткой.

Для подключения подобного вида кабеля используют специальные коннекторы – RJ-45 (8P8C). С помощью специального устройства их соединяют между собой. Далее для подключения используют сетевой порт. Подобные входы вы можете увидеть на своем домашнем роутере, компьютере, ноутбуке или даже телевизоре, если он был куплен недавно.

Единственным минусом подобного шнура является – небольшое расстояние передачи данных, которая варьируется от 50 до 100 метров, в зависимости от категории кабеля. Поэтому чаще всего его используют для близкого подключения. Вся же глобальная сеть строится на основе оптоволоконных линий. Но если вам интересно узнать больше о витой паре, то можете прочесть мою подробную статью по этой ссылке.

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:

• обжим производится по стандарту EIA/TIA-568A;
• обжим с использованием стандарта EIA/TIA-568B (чаще находит применение);
• обжим, чтобы достигнуть максимальной скорости 100 Мб/сек.

Как работает кабельная технология CAT 6

Категория 6 — это стандарт Ethernet-кабеля, определенный Ассоциацией электронной промышленности (EIA) и Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIA). Cat 6 — это шестое поколение кабелей Ethernet по витой паре, которое используется в домашних и деловых сетях. Кабели Cat 6 обратно совместимы с предшествующими им стандартами Cat 5 и Cat 5e.

Кабели категории 6 поддерживают скорость передачи данных Gigabit Ethernet 1 гигабит в секунду. Они могут вмещать 10 гигабитных Ethernet-соединений на ограниченном расстоянии – 50 метров для одного кабеля. Кабель Cat 6 содержит четыре пары медных проводов и использует все пары для передачи сигналов, чтобы добиться высокого уровня производительности.

О проводных и беспроводных технологиях

Современные производители компьютерной техники и периферии к ней, а также мобильных телефонов постепенно заменяют кабельную передачу данных и электроэнергии на беспроводную.

Яркими примерами такой тенденции могут служить беспроводные наушники и зарядные устройства. Получили широкое распространение беспроводные протоколы передачи данных wi-fi и bluetooth.

Вполне возможно, что вскоре наступит такой момент времени, когда компьютеры и другие электронные устройства, находящиеся на большом расстоянии друг от друга, будут связываться между собой с помощью беспроводных протоколов передачи данных.

Однако сейчас, для локальной компьютерной сети и периферийных устройств к компьютерам, используют обычные кабели. Ниже мы расскажем вам об их видах и особенностях.

Для соединения между собой компьютеров в локальной сети или для их соединения с глобальной сетью, применяют сетевой кабель.

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.

Категории кабеля

В маркировках кабель для интернета подразделяется на категории с нумерацией 5-7, отражающей характеристики метода изготовления (шаг скручивания, вид разделительного материала, диаметр жилы).

CAT5 содержит 4 пары; пропускающие характеристики при активизации 2 пар достигают 100 Мбит/сек; полоса проводимости достигает 100 МГц. Продукция пятой категории предназначена для подсоединения компьютерных линий.

CAT5e — объединяет 4 пары. Подключение 2 пар позволяет достичь 100 Мбит/с; при использовании 4 пар скорость увеличивается до 1000 Мбит/с. По техническим параметрам изделия превышают характеристики кабеля CAT5. Прокладывать сети можно для передачи данных на больших расстояниях.

В проводах категории CAT6 содержится 4 пары жил, при подключении которых скорость перевода сведений составляет 10 Гбит/с на территорию, ограниченную 50 м. Пропускная полоса — 250 МГц. Типы изделий оптимальны для проведения сложных сетевых компьютерных соединений.

В категории кабеля CAT6a содержатся 4 пары. Скоростные характеристики сетей составляют 10 Гбит/с, протяженность линий — 100 м, пропускающая полоса — 500 МГц. Усовершенствованная продукция снабжается общим экраном либо защитой для каждой витой пары. Изделия долговечны, предназначены для проведения сетевых соединений в жилых и общественных зданиях.

Продукция категории CAT7 имеет 4 пары проводов. Соединение скоростное, с высокоскоростным широкополосным интернетом (10 Гбит/с); пропускающая способность составляет 700 МГц. Кабель 7 категории снабжен внешним экраном и дополнительными защитными элементами.