Понимание скорости передачи данных в локальной сети

Основы локальных сетей

• затухание сигнала не зависит от категории кабеля
• (Правильный ответ) кабель категории 3
• кабель категории 6
• кабель категории 5
• кабель категории 4

• она должна быть больше
• (Правильный ответ) она должна быть такой же
• она должна быть меньше
• все зависит от типа кабеля
• эти две величины никак не связаны

Скорость передачи данных в локальной сети

Во-первых, давайте выясним цифры. Существует стандартная сеть Ethernet 100 Мбит / с, которая есть у большинства людей дома. 100 Мбит / с — это 100 мегабит в секунду. Это переводится в 12,5 мегабайт в секунду (МБ / с или МБ / с). Гораздо проще конвертировать в мегабайты, так как это то, с чем мы все знакомы, а не биты.

Это означает, что если у вас нет гигабитного маршрутизатора или коммутатора и гигабитной сетевой карты на ваших компьютерах или NAS, максимальная скорость, с которой вы сможете передавать файл по домашней сети, составляет 12,5 Мбит / с.

Кроме того, в реальном мире невозможно получить теоретический максимум. Вы, вероятно, в конечном итоге где-то около 4-8 Мбит / с. Если вы получаете что-то действительно низкое, например, 1 Мбит / с или менее, есть причины для этого, которые я упомяну ниже.

Обратите внимание, что даже если на вашем компьютере установлена ​​гигабитная сетевая карта, вы не получите эти более высокие скорости передачи, если все устройства, данные которых передаются через гигабитную поддержку.

Если на вашем компьютере установлена ​​гигабитная сетевая карта, ваш маршрутизатор или коммутатор гигабитный, а на принимающем устройстве также есть гигабитная сетевая карта, ваша максимальная скорость передачи данных значительно возрастает до 1000 Мбит / с или 125 Мбит / с (125 мегабайт в секунду).

Опять же, вы не получите такую ​​теоретическую скорость, но вы должны получать от 70 до 115 Мбит / с в зависимости от типа передаваемых файлов и настроек вашей сети.

Наконец, новейшие устройства могут быть обновлены с помощью сетевых карт 10 ГБ. Вам, конечно, понадобится коммутатор, который также может обрабатывать 10 ГБ, но, как видно из таблицы, скорость передачи в 10 раз выше, чем та, которую большинство людей использует сейчас.

Если вы работаете с тонной видеофайлов, которые необходимо передать по сети, обновление вашего оборудования значительно улучшит ваш рабочий процесс. К счастью, кабель Cat5e может обрабатывать 10 ГБ на коротких расстояниях. Если вам необходимо проложить новый кабель, это должен быть Cat 6a или Cat 7.

Прямой или перекрестный кабель

Один из основных вопросов подключения ПК с помощью Ethernet-кабеля – это какой тип кабеля, прямой (straight) или перекрестный (кросс, crossover), необходимо использовать.

Чтобы выяснить это, нужно определить, какие устройства кабель будет соединять:

Устройства одного типа, например, два персональных компьютера.

Соединение кабелем двух персональных компьютеров

Соединение кабелем устройств разного типа

В прямом кабеле соединения (распиновка) контактов на обоих его концах одинаковы (1-1 2-2 и т.д.). Такой тип кабеля используется для передачи, но не для обмена данными между устройствами.

Нажимаем правой клавишей мышки на утилите, щелкаем по строке «Запуск от имени администратора»

В кроссовом кабеле передающая пара на одном его конце соединена с принимающей парой на другом (распиновка 1-3, 2-6), т.е. соединения контактов в кабеле «перекреснуты», что обеспечивает обмен данными между двумя устройствами.

Кроссовый кабель используется «перекрестное» соединение контактов

Примечание! Цвет контактов в примерах указывает на цвет изолирующей оболочки проводников кабеля.

Многие устройства сегодня поддерживают интерфейс портов Auto-MDI(X), где передача данных настраивается автоматически.

Справка! Если в подключении хотя бы одно из устройств поддерживает Auto-MDI(X), это исключает обязательное применение определенного типа кабеля – перекрестного или прямого.

Что такое витая пара?

Витая пара – это кабель, информация по которому передается по металлическим проводникам, изготовленным из меди и изолированным друг от друга. Провода скручиваются особым способом, создавая разницу потенциалов, чтобы уменьшить воздействия внешних электромагнитных полей от других устройств. Витая пара передает электрический сигнал.

Количество пар проводов и увеличение шага скрутки определяет пропускную способность и скорость передачи данных, обеспечивает отсутствие помех. В основном, используют две категории кабеля:

• 5 (скорость 100 Мб/с);
• 5е и 6 (скорость 1Гб/с).

Используют оборудование до 100 м длиной. Основное предназначение витого кабеля – это создание локальных пользовательских сетей.

Витая пара – это технология, предшествующая оптоволокну. Медный кабель отличается следующими достоинствами:

• низкая цена оборудования;
• доступная стоимость монтажных работ;
• надежность.

Витая пара подходит для использования на небольших расстояниях: для дома, офиса, в пределах города. Основная причина использования – дешевизна и надежность. От помех и перебоев передачи защищают экранированием кабеля и специальными громоотводами, для защиты от внешнего электричества.

Зачем нужно оптоволокно?

Оптическое волокно – это кабели нового поколения. Принцип передачи данных отличается от витой пары. Кабель изготавливается из кварцевых световодов и переносит свет (фотоны). Работает технология благодаря отражению электромагнитных волн. Если сравнивать качество передачи данных, отличие оптоволокна от витой пары состоит в более высокой скорости.

Наглядное сравнение оптоволокна и витой пары с характеристиками витой пары демонстрирует преимущества оптоволокна:

• кабельный сегмент многомодового волокна составляет 550 м;
• одномодовое волокно можно проложить до 100 км;
• информацию можно передавать со скоростью 10 Гб/с;
• оптоволокно хорошо защищено от помех и внешнего электромагнитного влияния, поэтому увеличивается качество передачи данных;
• проложить сеть можно от 150 км.

Использование оптоволокна гарантирует высокую безопасность передаваемой информации. Технические характеристики: большая длина, небольшой вес, высокая скорость. Однако и у этого типа кабеля есть недостатки:

• высокая цена оборудования и монтажа;
• сложность установки;
• хрупкость;
• низкая гибкость.

Последние два пункта требуют при монтаже кабеля избегать ошибок: перегиб, установка в шахтах лифта, неполная защита линии пластиковым протектором. Все внешние недочеты и технические несовершенства способны ухудшить сигнал и привести к выводу оборудования из строя.

До оптоволокна: DSL и кабель

Цифровая абонентская линия (DSL) использовала существующие телефонные линии для передачи данных, которые обычно делались из меди. DSL медленный, старый, и по большей части был поэтапно отменен в пользу кабеля, но он остается в некоторых сельских районах. Средняя скорость для DSL составляет около 2 Мбит/с.

Кабельный интернет использует коаксиальный кабель, также изготовленный из меди, и, как правило, поставляется с такими же кабелями, которые используются для управления телевизионной сетью. Вот почему многие интернет-провайдеры предлагают в комплекте планы с подпиской на телевидение и доступом в Интернет. Средняя скорость для кабеля варьируется, но колеблется от 20 Мбит/с до 100 Мбит/с.

Какой кабель лучше

Чтобы решить, лучше оптоволокно или обычная витая пара, нужно определить, в каких условиях они будут использоваться. Если нужно просто соединить несколько компьютеров в сеть, конечно, лучше всего подойдёт витая пара. Такую сеть можно создать очень быстро и дёшево, а скорость передачи будет вполне приличной. Кроме того, витая пара очень удобна в доме или в офисе по причине её непритязательности. Провод можно свободно изгибать, протягивать в самых неудобных местах. Даже если он случайно повредится, цена ему – копейки.

Оптоволокно в офисном варианте – довольно дорогая штука. Требуется оборудование, да и сам кабель не так уж и дёшев. Поэтому для устройства локальных сетей его использование просто финансово неоправданно. Единственное преимущество – высокая скорость передачи, не проявит себя, так как вряд ли даже десяток компьютеров смогут создать такой непрерывный трафик, на который рассчитано оптоволокно. Однако у оптоволокна есть немалый плюс – расстояние прокладки и независимость от помех. Поэтому его и используют для прокладки интернета к населённым пунктам или многоэтажкам. А вот дальше уже идет разводка по абонентам с помощью витой пары. Так используются преимущества обоих типов кабелей.

Кроме того, вот уже несколько лет провайдеры для одного абонента предоставляют скорость не более 100 Мбит/с, а на практике гораздо меньше. С такой нагрузкой вполне справляется витая пара. Но много абонентов из одного дома способны нагрузить и оптоволоконный кабель, поэтому его и удобнее проводить не от каждой квартиры к провайдеру, а от целого многоквартирного дома. Поэтому, если вы делаете выбор между обычным проводом типа витая пара и оптико-волоконным кабелем, учитывайте их плюсы и минусы. Там, где расстояния небольшие, нет особых помех, и скорости около 100 Мбит/с достаточно, можно обойтись витой парой. Там, где нужна помехоустойчивость, соединение на километры, и ожидается высокая нагрузка, лучше подойдёт оптоволокно.

Преимущества витой пары

Кабели такого типа — сейчас одни из самых распространённых. Они бывают разного типа, но в целом имеют следующие плюсы:

• Недорогие.
• Легко заменяются, так как имеют стандартные коннекторы. Поменять неисправный провод зачастую может и неспециалист.
• Обеспечивают довольно большую скорость передачи – 100 Мбит/с и даже больше.
• Позволяют соединять устройства на довольно больших расстояниях – до 300 метров, что для городских условий вполне неплохо.

Но имеются и некоторые важные недостатки:

• Так как в кабеле используются металлические провода, то на передачу информации влияют разные электрические помехи.
• Нельзя протянуть на большие расстояния, скажется сопротивление провода.

Теперь мы можем сравнить и посмотреть, что лучше: оптоволоконный кабель или витая пара, и почему их применяют в разных случаях.

Оптоволокно

Волоконно-оптические кабели используют небольшие стеклянные волокна для передачи данных с использованием импульсов света. Свет распространяется так же, как и электричество через медный провод, но преимущество заключается в том, что волоконные кабели могут одновременно передавать сразу несколько сигналов. Они невероятно малы, поэтому их часто объединяют в более крупные кабели под названием «волоконно-оптические магистральные кабели», каждая из которых содержит несколько волоконных линий. Волоконные кабели содержат огромное количество данных, а средняя скорость, которую Вы увидите у себя дома, составляет около 1 Гбит/с (часто называемый «гигабитный интернет»).

Волоконные магистральные кабели образуют основную часть современного Интернета, и Вы увидите их преимущества, даже если у Вас нет «волоконного интернета». Это связано с тем, что точки обмена через Интернет (IXP) — коммутационные и маршрутизационные станции которые соединяют Ваш дом с остальной частью мира — используют волоконно-оптические магистральные линии для подключения к другим IXP.

Но когда придет время соединить все дома в городе с Вашим местным IXP (термин, который обычно называют «последней милей»), Ваш провайдер обычно будет использовать традиционный коаксиальный кабель для Вашего дома. Этот вариант становится узким местом для Вашей интернет-скорости. Когда кто-то говорит, что у них есть «оптоволоконный интернет», они имеют в виду, что подключение из их дома к IXP также использует волокно, исключая ограничение скорости медного кабеля.

Что поставить дома?

Оба вида кабеля имеют свои преимущества. В различных условиях эксплуатации технические особенности каждого вида раскрываются лучшим образом. Есть компромиссное решение – установка и эксплуатация двух видов кабелей. Обе технологии долговечны и могут прослужить более двадцати лет. Наиболее популярная схема: протяженное оптоволокно кладут до объекта, а на месте создают сеть при помощи витой пары.

Также кабели объединяют для одновременной эксплуатации, для чего используют медиаконвертер. Это сетевое оборудование для перехода с оптоволокна на витую пару, которое преобразует сигнал – с фотонного в электрический и наоборот. Конвертер не понижает скорость передачи данных, которая так и остается на пределе 1000 Мб/с при использовании оптимального оборудования.

• расширить сеть;
• повысить пропускную способность;
• подключить к существующей сети больше пользователей.

Конвертер позволяет значительно сэкономить, если нужно модернизировать сеть, ведь можно просто преобразовать сигнал, вместо полной замены оборудования.

При выборе нужно определиться с бюджетом и задачами. Если интернет нужен для обычных домашних дел либо для офиса, где требуется экономия – подойдет сетевой медный кабель. Он недорогой и надежный. Если есть потребность в высокой скорости либо нужно передавать данные на большие расстояния, в отдаленные населенные пункты, а также есть мастер для установки и средства на покупку кабеля – то предпочтительнее оптика. Основная разница – это скорость и цена.

Схемы обжимки

Прямая схема используется для соединения сетевых устройств разного типа (например компьютера и роутера), а также для объединения двух хабов или роутеров в одну локальную сеть. Данная схема обжима является наиболее часто используемой в локальных сетях.

Порядок обжима кабеля на восемь жил, используемого в гигабитных локальных сетях, следующий:

В витой паре, применяемой в локальных сетях, работающих на скорости в 100 мбит/с, используется следующий порядок прямого обжима:

Перекрёстная (обратная) схема нужна для подключения двух компьютеров напрямую, без использования хабов или коммутаторов. Гигабитная витая пара перекрёстного типа обжимается следующим образом:

Обратная схема провода для локальной сети, работающей на скорости 100 Мбит/с.

Для подключения иных устройств, такие как сетевые принтеры, ip-камеры и другие подобные девайсы, схема обжимки обычно пишется в инструкции к подсоединяемой технике.

Другие характеристики

С категорией витой пары определиться несложно, потому что в компьютерных магазинах пользователю вряд ли предложат что-то, кроме проводов Cat. 5e или Cat. 6. Гораздо важнее выбрать провод по другим параметрам.

Во-первых, учитываем материал, из которого сделаны жилы витой пары. Самый дешевый и доступный вариант — это алюминий. Проводит электричество в 1,7 раза хуже меди, любит окисляться при контакте с кислородом и не любит изгибы. Как основа для качественной сигнальной трассы сразу отметается, даже если это домашняя сеть со скоростью до 100 Мбит/с. Единственный плюс такого провода — дешевое производство.

Чуть лучше — омедненный алюминий. Все то же самое, только алюминий покрыт нанослоем меди для защиты от окисления. Проходим мимо.

Единственно верный путь — чистая медь. Это лучшая электропроводность, устойчивость к окислению, стойкость к изгибам и гарантия стабильности в месте соединения провода и клеммы. Разумеется, это самый дорогой провод из витых пар.

Однако наличие проводников из чистой меди составляет только половину дела. Медный провод производить дорого, поэтому и здесь есть нюансы. Следующий важный параметр, который указывает на качество проводника — это толщина медной жилы. Тут тоже есть свои стандарты:

Чем больше диаметр, тем меньше сопротивление линии, а значит, выше скорость передачи информации на большие расстояния. В обычных сетях используют 23-24 AWG, и этого достаточно. Тем более, что фанатично искать провод с «толстыми» парами не стоит хотя бы из-за стандартов ISO. Они говорят, что 22-24 AWG — это разумные пределы для того, чтобы провод без проблем помещался в контактах коннекторов и розеток (до 0,64 мм). Впрочем, если говорить о домашних сетях, то AWG 24 — это разумный предел для любых систем и скоростей.

Витая пара бывает одножильная и многожильная. Провод с цельными жилами подходит для разводки сети по стенам, в кабель-каналах или для организации длинных трасс. Физические и электрические свойства цельного медного провода лучше, чем у многожилки. В основном это прочность и помехоустойчивость. Многожильный провод применяется для сборки заводских патч-кордов. Его свойств достаточно для передачи информации между устройствами на небольшом (до 5 м) расстоянии. Он хорошо принимает форму и устойчив к изломам.

Несмотря на стандарты в Cat. 5e, производители могут выпускать провода с двумя парами вместо четырех. Количество пар играет роль в сетях со скоростью выше 100 Мбит/с. Учитываем этот момент и берем полноценный кабель со всеми парами, чтобы потом спокойно переключиться на высокоскоростной тариф, подключить видеонаблюдение и смотреть фильмы в 4К без проблем с пропускной способностью.

Хорошему проводу — хорошая изоляция. Качественная витая пара должна защищаться толстой, но мягкой оболочкой. Тогда провод будет легче свернуть, направить в кабель-канале, а еще он не перетрется и будет уверенно держаться в клипсе сетевого разъема. Хорошая изоляция — это также защита от потери сигнала на больших расстояниях, где полимерное покрытие проводника работает как электромагнитный диэлектрик.

Оглавление

• Виды сетевого кабеля
• Схемы обжима и типы сетевого кабеля (витой пары)
• Обжим сетевого кабеля (витой пары)

Практически ни одна локальная сеть, будь она домашней или офисной, не обходится без проводных сегментов, где компьютеры подключаются к сети с помощью кабелей. Это и не удивительно, ведь такое решение для передачи данных между компьютерами до сих пор является одним из самых скоростных и надежных.

Как соединить компьютеры друг с другом

Первое, что необходимо сделать при создании локальной сети — определиться как она будет построена. Домашняя локальная сеть, обычно, состоит из небольшого числа компьютеров/ноутбуков (2-3 шт.). Поэтому чаще всего применяют 2 варианта: либо компьютеры соединяют на прямую с помощью специального кабеля; либо используют специальное устройство — роутер. Рассмотрим особенности каждого варианта.

Соединение компьютеров «на прямую»

Этот вариант самый простой и дешевый (в плане затрат на оборудование). Соединить таким образом можно 2-3 компьютера (ноутбука) друг с другом. При этом, если хоть один ПК подключен к интернету — можно разрешить доступ и всем остальным ПК в такой сети.

Что понадобиться для создания такого соединения?

1. Кабель (его называют еще витая пара), длинной чуть более расстояния между подключаемыми ПК. Еще лучше, если сразу купить в магазине обжатый кабель — т.е. уже с разъемами для подключения к сетевой карте компьютера (если обжимать будете самостоятельно, рекомендую ознакомиться: https://pcpro100.info/kak-obzhat-kabel-interneta/).

Кстати, нужно обратить внимание на то, что кабель нужен именно для подключения компьютера к компьютеру (перекрестное соединение). Если взять кабель для подключения компьютера к роутеру — и использовать его, соединив 2 ПК — работать такая сеть не будет!

2. В каждом компьютере должна быть сетевая карта (во всех современных ПК/ноутбуках она имеется).

3. Собственно и все. Затраты минимальны, например, кабель в магазине для подключения 2-х ПК можно купить за 200-300 р.; сетевые карты же есть в каждом ПК.

Останется только соединить кабелем 2 системных блока и включить оба компьютера для дальнейших настроек. Кстати, если один из ПК подключен к интернету через сетевую карту, то вам понадобиться вторая сетевая карта — чтобы использоваться ее для подключения ПК к локальной сети.

Плюсы данного варианта:

— надежность такой сети;

— высокая скорость при обмене файлами.

Минусы:

— лишние провода по квартире;

— чтобы был доступ в интернет — должен быть включен всегда основной ПК, который подключен к интернету;

— невозможность получения доступа в сеть мобильным устройствам*.

Создание домашней локальной сети с помощью роутера

Роутер — небольшая коробка, которая сильно упрощает создание локальной сети и подключение к интернету для всех устройств в доме.

Достаточно один раз настроить роутер — и все устройства смогут сразу же выходить в локальную сеть и получать доступ к интернету. Сейчас в магазинах можно встретить огромное число роутеров, рекомендую ознакомиться со статьей: https://pcpro100.info/vyibor-routera-kakoy-router-wi-fi-kupit-dlya-doma/

Стационарные компьютеры подключаются к роутеру через кабель (обычно 1 кабель всегда идет в комплекте с роутером), ноутбуки и мобильные устройства — соединяются с роутером по Wi-Fi. О том, как подключить ПК к роутеру, можно посмотреть в этой статье (на примере роутера D-Link).

Более подробно организация такой сети расписана в этой статье: https://pcpro100.info/lokalnaya-set/

Плюсы:

— один раз настроить роутер, и доступ к интернету будет на всех устройствах;

— нет лишних проводов;

— гибкие настройки доступа к интернету для разных устройств.

Минусы:

— дополнительные затраты на приобретение роутера;

— не все роутеры (особенно из низкой ценовой категории) могут обеспечить высокую скорость в локальной сети;

— не опытным пользователям не всегда так просто настроить такое устройство.