Витая пара: что это? Схемы и способы обжима витой пары
Так как сайт у нас о Wi-Fi роутерах, и прочему сетевому оборудованию, то я просто должен был подготовить статью о витой паре – кабеле, которым соединяется сетевое оборудование между собой. С помощью которого подключаются компьютеры и другие устройства к маршрутизаторам и модемам. А еще, кабелем который называется витая пара, скорее всего у вас подключен интернет от оборудования провайдера до вашего маршрутизатора, или напрямую к компьютеру. Так же, практически все производители роутеров, кладут в комплект со своими устройствами сетевой кабель небольшой длины. Он нужен для подключения к маршрутизатору разных устройств (ПК, ноутбук, телевизор, игровая приставка и т. д.) .
В современном мире развитие технологий передачи данных происходит по-настоящему высочайшими темпами. Вполне можно сказать «со скоростью света», ведь никого уже не удивишь передачей информационных потоков при помощи оптического волокна. Но при всех положительных функциональных характеристиках подобных кабелей связи у них есть несколько серьезных недостатков. Ключевыми из них являются дороговизна и хрупкость.
На данный момент необходимо очень сильно постараться, чтобы найти человека, который абсолютно не представляет, что такое Интернет или никогда им не пользовался. У огромного количества людей стоит дома персональный компьютер с доступом ко «всемирной паутине». Но чтобы «подвести» Интернет к домашнему ПК необходимо использовать удобный, надежный, а главное крепкий кабель. Вот тут на выручку уже много лет приходит кабель, получивший непонятное, на первый взгляд, название – витая пара.
Разновидности кабелей для Интернета
Если говорить о разновидностях кабелей, используемых для построения современных локальных вычислительных систем, их существует огромное множество. В первую очередь следует обратить внимание на внешний конструктив, препятствующий воздействию факторов извне. Условно можно провести разделение на следующие типы:
- Уличный кабель. Имеет усиленную оплетку, стойкую к влаге и ультрафиолету, ее толщина достигает порядка 2-3 мм. Также может оснащаться стальным тросом для удобства прокладки воздушных линий связи. Традиционно имеет черный цвет.
- Кабель для помещений. В такой конструкции жилы защищаются ПВХ оболочкой толщиной до 1 мм, которая теряет свои свойства при длительном воздействии воды или солнечных лучей. В дорогих вариантах может иметь дополнительную армирующую жилу в виде капроновой нити.
Обратите внимание! При обжимке многие неквалифицированные специалисты пренебрегают наличием усиливающей нити, не выводя ее под защелку коннектора. Это чревато обрывом кабеля при внезапной физической нагрузке.
Второй особенностью, при помощи которой витую пару для ЛВС подразделяют на подкатегории, является наличие экранирования. Для этого создана специальная символика для маркировки: U — unshielded, неэкранированный, F — foil, экран выполнен из фольги, S — braided screening, внешний экран в виде оплётки из проволоки, TP — twisted pair, витая пара (собственно, основная защита от электромагнитных помех), TQ — наличие разделяющего экрана для каждой пары пар (проще — четыре провода):
- U/UTP, все экраны отсутствуют;
- U/FTP, внешняя экранировка отсутствует, каждые две пары защищены фольгой;
- F/UTP, общий экран выполнен из фольги, дополнительные защиты от ЭМ-помех не применяются;
- S/UTP, общий экран выполнен из проволочной оплетки, внутренний экран отсутствует;
- SF/UTP, внешняя экранировка комбинированная, экрана для жил нет;
- F/FTP, оба экрана выполнены из фольги;
- S/FTP, внешний – проволочная оплетка, внутренний – фольга;
- SF/FTP, внешний – комбинированный, внутренний – фольга.
И, наконец, витую пару принято разделять по категориям, от которых напрямую зависит скорость передачи данных. Следует заметить, что категории с первой по четвертую являются заведомо устаревшими и не способны работать в современных ЛВС, остальные используются для разных задач проектирования каналов передачи данных:
- Категория 5, 5e. Кабели, работающие в полосе частот 100 МГц, скорость передачи данных составляет 100 Мбит/секунду, если задействовать 2 пары и 1 Гбит/секунду, если четыре пары. Приставка «e» обозначает использование усовершенствованных технологий, за счет чего уменьшен диаметр и себестоимость. Следует заметить, что двухпарные кабели чаще всего принадлежат именно категории 5e.
- Категория 6, 6А. Полоса рабочих частот 200 МГц и 250 МГц, соответственно. В первом случае это кабель типа U/UTP, при этом скорость передачи данных может достигать 10 Гбит/секунду при лимите в расстоянии 55 метров. Во втором случае, когда есть приставка «А», могут встречаться два вида – F/UTP или U/FTP, тогда скорость 10 Гбит/секунду возможна на 100-метровом отрезке.
- Категория 7, 7А. Полоса рабочих частот 600 МГц и 1 ГГц, соответственно. Эти кабели встречаются редко, потому что утверждены лишь одним международным стандартом, также позволяют передавать информацию на скорости 10 Гбит/секунду уже на большие расстояния, при этом бывают двух типов: F/FTP или S/FTP.
Обратите внимание! На конечную скорость передачи данных в линии существенно может влиять качество вторичных сетевых элементов. Например, если используется кабель 6А, но при этом установлена розетка под RJ45 с несогласованным под эту категорию сопротивлением, ЛВС будет работать некорректно, вплоть до полного отсутствия связи между устройствами.
Цветовая схема обжима RJ-45 двух парного кабеля витая пара
В настоящее время в продаже появился сетевой кабель витая пара, в котором вместо традиционных четырех имеется только две витые пары. И это экономически оправдано, так как в 90% кабельных линий для Интернета используется только две витые пары.
Как видите, электрическая схема соединения выводов RJ-45 не изменилась, только вместо зеленой пары обжимается синяя .
Такой кабель витых пар по варианту B обжимаются по схеме, представленным выше на фотографии. При обжатии по варианту A, пары просто меняются местами. Вместо оранжевой пары обжимается синяя , а вместо синей – оранжевая .
Обжимка кабеля
Но не стоит забывать и того, что соединение между собой всего-навсего двух устройств тоже является сетью. Причем, такое соединение может вызвать не меньше вопросов, чем соединение звездой, из-за того, что некоторые пары кабеля в разъемах RJ45 (или, как их еще называют, «джеках» от registered jack) чаще всего должны меняться местами.
Порядок следования линий связи в виде проводов витой пары в разъеме RJ45, а, следовательно, и в порте сетевого адаптера устройства после подключения в него кабеля с разъемом, определяется физическим устройством этого самого порта. Стандартный порт представляет собой отверстие с пазом для фиксации внутри него разъема RJ45 и восемью контактами в виде металлических полос, которые точно совпадают с контактами-полосами на разъеме. Эти контакты имеют свои номера от 1 до 8 (см. рис. 2) и разделяются на пары: 1-2, 3-6, 4-5, 7-8. Существует два типа портов — MDI (Medium Dependent Interface — Интерфейс, зависящий от среды) и MDI-X (Medium Dependent Interface crossover — Интерфейс, зависящий от среды, с перекрещиванием), — в каждом из которых пары контактов 1-2 и 3-6 имеют разное назначение, а попросту — меняются местами. Т.е., если в порту MDI пара 1-2 это контакты передатчика данных (Тх), а пара 3-6 — приемника (Rx), то в порту MDI-X наоборот: пара 1-2 — контакты приемника (Rx), а 3-6 — передатчика (Tx), о чем и говорит буква «Х» в названии порта. Для того чтобы соединение между двумя устройствами заработало, передатчик (Тх) одного устройства должен быть соединен с приемником (Rx) другого устройства.
Рис. 2. Нумерация контактов
Портами MDI оснащено большинство сетевых адаптеров и прочих устройств. Портами MDI-X оснащаются такие устройства, как коммутаторы, специально для того, чтобы при подключении к ним какого-либо устройства можно было бы обжать витую пару с обеих сторон одинаково, без перекрещивания пар внутри кабеля. Существуют концентраторы с автоопределением контактов, которые сами решают, должен порт быть MDI-X или MDI, в зависимости от подключенного к этому порту устройства. Многие коммутаторы соединяются между собой простым кабелем без перекрещивания через специальные порты, называемые UpLink’ами (см. рис. 3). Другой способ подключения — это порты, которые могут работать и как порт MDI-X, и как порт MDI, в зависимости от положения специального переключателя или кнопки.
Рис. 3. Коммутатор с портом UpLink
Какая последовательность проводов в интернет кабеле
Как уже говорилось, типов расположения проводов две
- Прямая, когда происходит подсоединение сетевых выходов устройства с роутером или коммутатором;
- Перекрестная, когда подключают несколько одинаковых устройств напрямую.
Наиболее часто используется именно второй стандарт. Последовательность проводов в котором следующая: бело-оранжевый провод, оранжевый, бело-зелёный, синий, бело-синий, зелёный, бело-коричневый, коричневый. Таком тип используется, когда связываются два однотипных устройства
Важно! Перекрестный вид используется, когда нужно связать два однотипных устройства: компьютер с компьютером, коммутатор с коммутатором и т.д. Постепенно этот вид расположения проводов теряет свою популярность, так как на замену ему приходят интерфейсы, способные самостоятельно производить настройку передачи сигналов и их прием автоматически.
Последовательность расположения жилок в коннекторе
Разъем RJ45 распиновка
RJ45 разъем обычно используется для подключения сетевых карт с концентраторами на кабель 10base-T и 100Base-TX в сети. RJ45 является стандартным типом физического соединителя для сетевых кабелей. Разъем RJ45 модульный 8-позиционный, 8-контактный разъем, используемый для подключения компьютеров в локальных сетях с концентраторами. На сетевые карты, пара 1-2 это передатчик, а пара 3-6-это приемник. Остальные две пары не используются. Кабели перекрестной связи используются для подключения TX + к RX + и TX — к RX-. Неиспользуемые штыри, как правило, соединены прямолинейно как в прямом, так и в перекрестном смысле. Первоначально они использовались в качестве стандарта только для телефона, но в дальнейшем они были применены к высокоскоростным модемам и другим компьютерным сетям.
Кабель передачи данных RJ-45 содержит 4 пары проводов, каждый из которых состоит из сплошной цветной проволоки и полоски того же цвета. Для коннектора RJ-45 предусмотрены два стандарта: T-568A и T-568B. Хотя есть 4 пары проводов, Ethernet 10BaseT / 100BaseT использует только 2 пары: оранжевый и зеленый. Остальные два цвета (синий и коричневый) могут использоваться для второй линии Ethernet или для телефонных соединений. Два стандарта проводки используются для создания перекрестного кабеля (T-568A на одном конце и T-568B на другом конце) или прямого кабеля (T-568B или T-568A с обоих концов).
Ниже приведены инструкции для обжима соединителей RJ-45 на кабель.
Цветная схема T-568A
1 Бело-зеленый.
2 Зеленый.
3 Бело-оранжевый.
4 Синий.
5 Бело-синий.
6 Оранжевый.
7 Бело-коричневый.
8 Коричневый.
Также распиновка продублирована на картинке ниже.
Цветная схема T-568B
1 Бело-оранжевый.
2 Оранжевый.
3 Бело-зеленый.
4 Синий.
5 Бело-синий.
6 Зеленый.
7 Бело-коричневый.
8 Коричневый.
Также распиновка продублирована на картинке ниже.
Категорий витой пары
Создателем витой пары считается Александр Белл, предложивший скрученный парный провод для защиты телефонной линии от помех, наводимых соседствующими проводами телеграфа или линий электропередачи. Такая скрученная пара проводов успешно использовалась в течение почти 100 лет, пока не была вытеснена современными типами медного кабеля.
Витая пара. Общий вид
Как и любое телекоммуникационное оборудование для медных кабелей разработаны международные стандарты. В данном случае ISO/IEC 11801. Кроме того, существует норматив EIA/TIA 568, действующий на территории США и его сателлитов. Данные стандарты неоднократно дополнялись и сегодня выделены 8 категорий витой пары:
- Категория 1(Сat1). Та самая витая пара проводов Александра Белла. Применяется только в аналоговой телефонии.
- Категория 2 (Сat2). Двухпарный кабель, разработанный для сетей Arcnet и TokenRing и обеспечивающий скорость передачи до 4Мбит/с. Снят с производства в начале 2000-х.
- Категория 3 (Сat3). Первый кабель на 4 пары. Создан для сетей Ethernet 10Base-T. Снят с производства в 2000-е.
- Категория 4 (Сat4). Кабель на 4 пары для сетей Token Ring, 10/100Base-T. Снят с производства, но встречается на старых сетях.
- Категория 5 (Сat5). Первый кабель способный передавать информацию на скорости до 100 Mbps. Практически полностью вытеснен преемником.
- Категория 5e (Сat5e). Усовершенствованная версия cat5. Наиболее популярная категория на сегодняшний день. Кабель способен передавать данные на скорости до 1Гбит/с. Встречается в двух вариантах: двухпарном и четырехпарном.
- Категория 6 (Сat6). Представлена в 2002 году. Пропускная способность витой пары 10Gbps. Первый кабель, способный работать на скорости 10Gbps, хотя и на небольшое расстояние. Рассматривается как возможная альтернатива cat5e.
- Категория 6A (Сat6a). Модификация стандарта Сat6, представленная в 2008 году. Пропускная способность витой пары Cat6a — 10Gbps сохраняется на дистанциях до 100 метров. Фактический аналог Сat5e для 10GE-сетей.
- Категория 7 (Сat7). Представлена в 2002 году вместе с Сat6. Стандарт первоначально позиционировался как более мощная версия Сat6, способная передавать 10Gbps на расстояние свыше 50 м, но с появлением Сat6A утратил свою актуальность.
- Категория 7А (Сat7a). Глубокая модернизация Сat7, предназначенная для работы с 25GE. Пропускная способность этого кабеля также позволяет предавать сигнал 40GE, но лишь на дистанцию 1-15 метров.
- Категория 8 (Сat8). Новейший стандарт, представленный в 2016 году. Этот кабель на четыре пары способен передать 40GE-сигнал, на расстояние до 42 метров. Cat8 делится на 2 категории:
- Cat8.1 – стандартизирована для работы с коннекторами типа RJ-45 и обратно совместим с кабелями Сat6A.
- Cat8.2 – предназначена для коннекторов типа TERA (разработка Siemens Company), GG45 (разработка Nexans), и ARJ-45 (разработка Bei Fuse Ltd). Данные коннекторы являются проприетарными и перспективы их применения пока туманны.
Типы интернет-кабелей «витая пара»
Название витая пара произошло не случайно и напрямую связано с устройством кабеля. Если со шнура снять защитный полимер, то вы увидите несколько пар мелких проводов скрученных друг с другом спиральным образом.
Количество и цвет маленьких проводов зависят от типа кабеля. Они классифицируются по степени защиты, пропускной способности и количеству жил.
- UTP — самый распространенный тип кабелей, который используется в большинстве домашних сетей. Отличительная особенность — низкий уровень защиты без экранирования.
- FTP — в производстве таких кабелей применяется так называемое фольгирование, которое защищает шнур не только от внешних механических воздействий, но и от силовых помех других линий.
- STP — самый надежный вариант из всех. В производстве также применяется фольгирование, но не только самого наружного слоя, но и каждого маленького проводка в отдельности. Разумеется, такие кабели самые дорогие. Не предназначены для домашнего использования и подходят для крупных узловых сетей с множеством источников силовых помех.
Кабели могут быть 1-жильными и многожильными. Первые плохо поддаются деформации, но имеют высокий показатель стабильности сигнала. Вторые более эластичные, но работать с ними значительно сложнее. Чаще всего пользователей интересует, как обжать интернет кабель в 8 жил.
Также шнуры различаются по типу пропускной способности. Основные наименования: CAT5, CAT5e, CAT6, CAT6a. На оплетке каждого кабеля можно найти соответствующее обозначение.
Правила обжима 8 и 4 жильной пары
Рекомендую использовать кримпер, который оснащён лезвиями с внешней и внутренней стороны для разреза и снятия оплетки. Последовательность действий при работе с инструментом:
- Посмотрите на конец кабеля. Если он разлохмачен, то аккуратно обрежьте часть. Также отрежьте использованный коннектор при его наличии. Лохмотья подведите к инструменту перпендикулярно лезвию ножа. При небольшом усилии получается ровная линия цветных проводов.
- Если хотите установить защитный колпак, то его нужно надеть сразу после обрезания лишней части.
- Затем зачистите конец провода, аккуратно сняв верхнюю оплетку. Это также можно сделать кримпером – провод вставьте в паз, имеющий форму полуокружности, напротив которой расположен острый нож. Аккуратным движением обрежьте участок кабеля длиной 30 мм, не задев пары витых.
Для получения ровного обрезанного участка, вставьте провод в паз, небольшим усилием сомкните ручки кримпера, а затем вращайте инструмент вокруг оси кабеля. В результате, ненужная часть легко снимется.
Производители могут добавить капроновую нить или металлические сердечники. Нить можно как обрезать, так и просто отвести её в сторону. Металлическую струну обязательно обрежьте на одном уровне с витыми парами.
После уплотнения, пары дополнительно выровняйте по одной линии.
Получившиеся провода укоротите. Сделать это нужно аккуратно, чтобы пары плотно вошли и коснулись стенки коннектора, а сама оплетка заходила на 8-10мм. С приходом опыта вы сможете сделать обрез на глаз. Для точного укорочения используйте коннектор, приложив его к кабелю. Для RJ45 подойдёт длина проводов, равная 15 мм.
Используйте для обрезания нижнюю часть лезвий кримпера, расположив кабель перпендикулярно плоскости ножей. В этом случае концы пар будут находиться на одном уровне.
Внутреннее строение коннектора таково, что провода не будут расходиться или топорщиться в разные стороны. Не прилагайте чрезмерных усилий при проталкивании внутрь. Иначе они могут погнуться и всю работу нужно будет делать повторно.
С середины коннектора начинаются пазы для каждого провода. Проследите, чтобы они встали на свои места. После вхождения в свою секцию провод не погнётся и не разлохматится.
Для проверки всех соединений посмотрите на переднюю прозрачную стенку коннектора. При правильной установке, провод каждого цвета должен прилегать к торцу. Поначалу не обращаешь на это внимания, и гадаешь из-за чего же отсутствует контакт между устройствами.
Плавно и сильно нажмите на ручки инструмента.
Зубья воздействуют на контакты, которые проколют изоляцию и войдут в свою пару.
Контакты вошли в провод — это видно сбоку
С помощью такого инструмента, как кримпер, заменяющий нож, щипцы и пассатижи, вы сможете выполнить обжим витой пары за 5-10 минут.