Как выбрать витую пару: категории, типы и другие параметры

Зачем нужен? Чтобы создать локальную сеть, требуется витая пара. Это кабель, который помогает связать между собой различные устройства, например, несколько компьютеров. Но чтобы качество соединения было приемлемым, нужно понимать, как выбрать витую пару.

На что обратить внимание? У кабеля множество характеристик, и все их следует учитывать при выборе. Нужно предварительно изучить все параметры и сделать выбор на их основе, чтобы не разочароваться в пропускной способности вашей сети.

Из этого материала вы узнаете:

• Что собой представляет витая пара
• Категории витой пары
• Число пар в кабеле
• Типы витой пары
• Материал изготовления витой пары
• Виды проводников в витой паре
• Сечение витой пары
• Оболочка витой пары
• Как выбрать витую пару

Что собой представляет витая пара

Сегодня при формировании интернет-сетей обычно используется кабель типа «витая пара». Около 30 лет назад этот вид провода окончательно вытеснил коаксиальный аналог и получил широкое распространение не только в бытовом применении, но и при построении серверных комплексов, от которых конечные пользователи получают интернет-трафик.

Идея переплести между собой две жилы проводов для минимизации электромагнитных помех и защиты от внутренних наводок появилась 150 лет назад. Первоначально такой провод использовался для передачи телеграфных сообщений, затем распространился в аналоговой телефонии.

В нынешнее время понятие «витая пара» чаще всего встречается при описании архитектуры компьютерных сетей. При этом число пар жил в проводе увеличилось с двух до четырех.

Категории витой пары

На изоляцию кабеля типа «вита пара» наносится маркировка, из которой можно получить основные сведения о его свойствах.

• Категории 1, 2, 4. Найти в продаже, скорее всего, не удастся. 4-парный кабель 3-й категории иногда применяется в телефонии. Категория 5 также встречается редко, поскольку она имеет лишь незначительные отличия от провода 5е. Последний вариант стал стандартом с 2000 года, многие производители при переходе на него лишь изменили маркировку.
• Категория 5е. Обозначает четырехпарный или двупарный кабель, пригодный для использования в сетях 10BASE-T Ethernet, 100BASE-TХ Fast Ethernet (скорость 10 и 100 Мбит/с соответственно). Четырехпарный кабель используется для формирования сетей 1000BASE-T Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. Они могут передавать данные без потери мощности сигнала на расстояние до 100 метров.
• Витая пара категории 6. Включает четыре пары проводников и подходит для сетей 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet со скоростью 10 Гбит/с. При пропускной способности 1000 Мбит/с наибольшая допустимая длина провода по-прежнему составит 100 метров, а для 10 Гбит/с – только 55 метров.
• Экранированные кабели категорий 6а, 7, 7а. Используются для сетей с пропускной способностью до 10 Гбит/с при длине магистрали до 100 метров. Присутствие в их конструкции экрана предполагает соблюдение некоторых ограничений при прокладке (требуется заземление) и требований к подключаемым устройствам. В этой связи часто оказывается предпочтительнее оптоволоконный провод, который по мере удешевления производства и совершенствования технологии монтажа в будущем может полностью заменить витую пару.

Прежде чем выбрать кабель «витая пара», нужно принять во внимание, что его категория указывает лишь на качество его производства. Среди пользователей можно встретить мнение, что провод категории 6 может передавать данные на частоте 250 МГц, а 5е – только 125 МГц, однако это не вполне верно.

Дело в том, что максимальная частота определяется не только проводами, но и используемым в системе оборудованием – роутерами, свитчами, сетевыми картами. По этой причине, например, сам по себе переход в сети 100BASE-TX с кабеля категории 5е на кабель категории 6 не приведет к росту скорости до 1 Гбит/с. Более того, если старый кабель был высокого качества, а новый изготовлен безымянным производителем и куплен за копейки, качество сигнала может даже ухудшиться.

Если же требуется передача данных на небольшие расстояния (до 10 метров), то даже для сетей 10GBASE-T вполне подойдет качественный четырехпарный кабель 5е.

Число пар в кабеле

Как правило, в витой паре находится четыре пары проводов. В сетях 10BASE-T и 100BASE-TХ применяются две пары, и для них чаще используются двупарные провода категории 5е, так как они более легкие и душевые. Если необходимо достичь скорости 10 Гбит/с, то этот вариант уже не подойдет.

Четырехпарные кабели 5е могут использоваться для скрытого монтажа. Незадействованные две пары остаются про запас, если основные линии окажутся повреждены. Также отдельные сетевые устройства могут использовать свободные пары для трансляции аудиосигнала или служебных данных – в этом случае провод такой категории также хорошо подойдет.

Для прокладки домашней высокоскоростной линии связи скрытого монтажа можно использовать четырехпарный кабель категории 6, в том числе для сетей с пропускной способностью до 100 Мбит/с. В этом случае можно будет установить более скоростное оборудование без повторной прокладки магистрали. Открытые участки и патч-корды изготавливают из провода, который лучше всего подходит для текущей сети. Для скорости до 10 Мбит/с лучше выбрать двойную витую пару 5е, а для 1 Гбит/с – четырехпарный 5е.

Типы витой пары

По типу витой пары, указанному на маркировке, можно понять, имеет ли данный кабель экран.

Наиболее часто можно встретить традиционный UTP (Unshielded Twisted Pair – «неэкранированная витая пара»). Соответственно, защита от помех в виде экрана у него отсутствует, ее заменяет балансная защита, которой оказывается достаточно в большинстве ситуаций.

Также используются следующие типы:

• FTP (Foiled Twisted Pair – «фольгированная витая пара»). Защита состоит из фольги, которая минимизирует мощные электромагнитные помехи.
• SFTP (Screened Foiled Twisted Pair – «экранированная фольгированная витая пара»). В таком кабеле поверх фольги имеется оплетка из металлической сетки, которая усиливает защитные свойства фольгированного экрана и предохраняет его от повреждений.

Обратите внимание! Часто при наличии мощных электромагнитных помех само по себе использование провода FTP или SFTР проблему не решает, понадобится заземление. Аналогичное требование предъявляется в этом случае и к используемому сетевому оборудованию.

Важно не только наличие, но и качество заземления, поскольку защитный провод сам может работать как антенна и только усиливать помехи. В случае если заземляющая шина или кабель в РЕ-розетке не соединен с землей, то сопряженный с ними экран формирует замкнутый контур, который только усиливает помехи.

Кроме того, экранирующий материал создает большую емкость, соединенную с рабочими проводами и глушащую сигнал, затухание амплитуды сигнала на экранированных кабелях проявляется сильнее.

Наконец, монтаж, обжимка экранированного провода может вызвать трудности по сравнению с традиционным проводом без экрана. При плохом контакте между экраном и щечками разъема для кабеля ухудшится качество заземления, в результате получится мощная антенная для ловли помех.

Разрыв мягкого экрана кабеля часто возникает при его чрезмерном перегибе, в этом случае защита также не сможет работать эффективно.

Таким образом, перечисленные недостатки экранированных проводов позволяют заключить, что их использование в жилых помещениях нецелесообразно.

Материал изготовления витой пары

Для изготовления кабеля «витая пара» применяют разные материалы, также отличается толщина (сечение) жил. Эти показатели влияют на стоимость провода.

Идеальным металлом для витой пары является медь, но она дорога, при этом приемлемые технические характеристики кабеля могут быть достигнуты и при использовании более дешевых материалов. Чаще всего выбираются представленные далее.

Алюминий

Плюсы алюминиевого провода сводятся к малому весу и более доступной цене. Недостатков у него значительно больше. Данный металл имеет низкую электропроводность (в 1,7 раз меньше, чем у меди). Это свойство проявляется тем сильнее, чем больше длина магистрали. С алюминия часто спадают коннекторы, он уязвим для коррозии, ухудшающей электропроводность, поэтому не подходит для использования на улице или в помещениях с высокой влажностью.

Алюминиевый кабель менее гибок, чем медь, поэтому он чаще переламывается. Такой провод подойдет для монтажа в сухом помещении (в офисе или квартире) при прокладке линий не длиннее половины от максимально допустимой длины.

Также алюминий нельзя использовать для соединения устройств по технологии РоE (Power over Ethernet), при которой через провод одновременно проходят и питание, и данные.

Омедненный алюминий

Алюминиевый провод, поверх которого нанесено покрытие из меди. Это позволяет значительно повысить электропроводность, снизить подверженность коррозии, при этом разница в цене по сравнению с чистой медью оказывается достаточно значительной. Вместе с тем такой кабель малопригоден для соединения устройств по технологии РoE.

Медь

Если вы хотите выбрать лучшую витую пару для интернета, то следует использовать медный кабель. Он дороже всех остальных, однако имеет лучшую электропроводность и менее всего подвержен коррозии. Такой провод обеспечит максимально высокое качество сигнала и позволит построить долговечную сеть с высокой пропускной способностью.

Виды проводников в витой паре

Проводники, используемые в витой паре, бывают одножильными и многожильными:

1. Одножильный (Solid). Проводник, состоящий из одной цельной металлической жилы. Используется для трансляции данных на значительное расстояние, пригоден для монтажа при помощи ручного инструмента.
2. Многожильный (Stranded). Проводник, состоящий из множества тонких жил, переплетенных между собой. Отличается лучшей гибкостью, поэтому реже переламывается. Используется для прокладки патч-кордов. Может вызывать затруднения при обжимке ручным инструментом.

Сечение витой пары

С ростом сечения (диаметра) жилы увеличивается и объем информации, который может быть передан по ней за одну единицу времени, максимальная дальность передачи без потери мощности сигнала. О данном показателе можно судить по категории кабеля, который указан в его маркировке. Она обозначается буквами AWG – американский калибр провода.

Не останавливаясь на всех нюансах, можно сказать, что определенное значение AWG указывает на диаметр провода и площадь его сечения. Соответственно, многожильный и одножильный провода будут иметь разную маркировку.

Например, на проводе категории 5е можно увидеть маркировку 24AWG, то есть диаметр каждой жилы составляет 0,511 мм, а площадь ее поперечного сечения – 0,205 мм. Эти показатели являются стандартом для данной категории витой пары.

Оболочка витой пары

Большинство проводов типа «витая пара» покрыты ПВХ-изоляцией, как правило, синего, серого или белого цвета. Этот материал повреждается ультрафиолетом, при низких температурах теряет эластичность. Для уличного монтажа используются кабели с полиэтиленовой оболочкой, обычно черного цвета. При прокладке магистрали по воздуху в конструкции также должен присутствовать несущий трос.

Рассмотрим типы изоляции, которые лучше всего подходят для определенных условий использования кабеля.

• PVC– оболочка из пластика, подходит для монтажа в закрытых помещениях.
• PE – полиэтиленовая изоляция. Имеет повышенную прочность, подходит для монтажа линий на открытом воздухе.
• PP – полипропиленовая изоляция, которая выдерживает вредное воздействие окружающей среды и нагрев до 140 градусов по Цельсию.
• FR – оплетка, выдерживающая воздействие открытого пламени в течение трех часов.
• LS – изоляция, отличающаяся минимальным выделением токсичных веществ при горении.
• ZH – не образует токсичных продуктов при горении.
• B – бронированное покрытие, которое подходит для монтажа линии в грунте.
• С – кабель с силовым тросом, который необходим при выполнении подвесного монтажа.

Как выбрать витую пару

Чтобы правильно выбрать витую пару, необходимо определить, для каких задач нужен этот кабель.

Витая пара для внешнего монтажа

Для прокладки структурированных кабельных сетей, локальных сетей, магистралей большой протяженности лучше остановиться на одножильном жестком проводе с проводниками не менее 0,45-0,57 мм в диаметре. Они имеют достаточные волновые показатели, хорошую электропроводность.

От двужильной витой пары этот кабель отличается следующими особенностями:

• Не подвержен горению при одиночной прокладке, имеет класс пожарной безопасности IEC60332-1.
• Подходит для использования при температуре от -40 до +600 градусов по Цельсию.
• Надежное покрытие из бескислородной меди, прочная полиэтиленовая изоляция, устойчивость к температурным колебаниям, воздействию влаги, ультрафиолетовому излучению.
• Соответствие стандартам категорий 5е и 6.
• Внешняя оболочка имеет метровую разметку, что упрощает монтаж.
• Период эксплуатации – не менее 25 лет.

Витая пара для внутреннего монтажа

Если необходимо установить систему видеонаблюдения, IP-телефонию, сформировать локальную компьютерную сеть или общую вычислительную инфраструктуру, передать сигнал от роутера к конечному пользователю, то подойдут многожильные провода с диаметром проводников 0,45-0,57 мм.

Чтобы правильно выбрать витую пару, нужно оценить скорость и частоту передачи сигнала по кабелю. На эти характеристики указывает категория повода, сегодня чаще всего применяются 5е и 6. Отличия между ними заключаются в следующем:

• Категория 5е распространена наиболее широко, этот кабель может транслировать сигнал с частотой до 100 МГц. Скорость передачи данных достигает 100 Мбит/с при использовании двупарного провода. Для бытового применения этого чаще всего оказывается достаточно.
• Четырехпарный провод обеспечивает обмен данными со скоростью 1 Гбит/с между большим количеством устройств в сети – телевизоры, приставки, ноутбуки и т.п. Однако достижение такой пропускной способности возможно только при использовании соответствующих роутеров и сетевых карт.
• Провод категории 6 позволяет передавать сигнал со скоростью до 10 Гбит/с на расстояние до 55 метров. Частота не превышает 25 МГц.
• Двупарный неэкранированный кабель 5е вполне подойдет, если нужно передавать данные в домашних условиях со скоростью, не превышающей 100 Мбит/с.
• Кабель категории 6 лучше проложить, если необходима высокоскоростная сеть или нужно оставить резерв для модернизации и наращивания мощности.

При монтаже линии в производственных помещениях, подверженных воздействию мощных источников электромагнитных помех, рекомендуется использовать экранированный провод и обеспечить для него качественное заземление. Также нужно заземлить входящее в сеть оборудование.

Для монтажа на улице кабель должен иметь подходящую оболочку, устойчивую к воздействию влажности и ультрафиолетового излучения, перепадам температур. Для подвесной прокладки потребуется несущий трос.

При выборе витой пары нужно уделять внимание числу витков, оболочке, присутствию экрана, металлу проводников, числу жил. Эти показатели напрямую влияют на качество и дальность передачи сигнала.