Витая пара: теория, практика, советы

Несмотря на постоянный прогресс в области локальных сетей, витая пара, вот уже долгое время, по праву остаётся основным источником трафика для рабочих станций, ноутбуков (не считая Wi-Fi) и прочей офисной техники, подключенной к ЛВС (LAN).

Обжать витую пару не сложно, посмотрел на схему и нужным образом зажал проводники в коннекторе. Но иногда требуется решить более сложную задачу, чем просто “сделать патчкорд” и тут уж не обойтись без основ и стандартов.

§ 1. Витая пара: основы

Витая пара – кабель, состоящий из нескольких пар проводников, перекрученных между собой. Перекручены они для того, чтобы помехи и наводки, возникающие при передаче сигнала, как можно меньше влияли на соседнюю пару.

Витые пары бывают следующих типов:

• неэкранированная витая пара (UTP — Unshielded twisted pair) — без защитного экрана;
• фольгированная витая пара (FTP — Foiled twisted pair) — присутствует один общий внешний экран в виде фольги;
• экранированная витая пара (STP — Shielded twisted pair) — присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;
• фольгированная экранированная витая пара (S/FTP — Screened Foiled twisted pair) — внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;

§ 2. Категории

Существует несколько категорий витой пары, которые нумеруются от CAT1 до CAT7:

• CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) — телефонный кабель, всего одна пара (в России применяется кабель и вообще без скруток — «лапша» — у нее характеристики не хуже, но больше влияние помех). В США использовался ранее, только в «скрученном» виде. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.
• CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старый тип кабеля, 2 пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях Token ring и Arcnet. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.
• CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парный кабель, используется при построении телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.
• CAT4 (полоса частот 20 МГц) — кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.
• CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар.
• CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Кабель обеспечивает скорость передач данных до 100 Мбит/с. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.
• CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с и до 10 гигабит на расстояние до 50 м. Добавлен в стандарт в июне 2002 года.
• CAT6a (полоса частот 500 МГц) — применяется в сетях Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с и планируется использовать его для приложений, работающих на скорости до 40 Гбит/с.
• CAT7 — спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с, частота пропускаемого сигнала до 600—700 МГц. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины.

§ 3. Теория

Пара 1-2 (TDP-TDN) всегда требуется для передачи от порта MDI к порту MDI-X, пара 3-6 (RDP-RDN) — для приёма портом MDI от порта MDI-X; пары 4-5 и 7-8 применяются в зависимости от потребности (например, при использовании кабеля категории 3 в спецификации 100Base-T4) и обычно двунаправленные.

§ 4. Практика

При использовании 100-мегабитного соединения используются только 2 из 4 пар – оранжевая и зелёная.

Синяя и коричневая пары в таком случае могут быть использованы для подключения второго компьютера по тому же кабелю. Каждый конец кабеля раздваивают на два по две пары, и получают как бы два кабеля, но под одной изоляцией. Однако данная схема подключения может снизить скорость и качество передачи информации.

И тут будет уместно предупредить!

При использовании гигабитного соединения используются 4 пары проводников.

§ 5. Коннекторы

Для витой используются коннектор 8P8C (8 Position 8 Contact), который часто называют RJ-45 (RJ45).

§ 6. Колпачки

Стоит ли использовать колпачки в процессе обжатия кабеля? Многие провайдеры, при подключении абонентов их не используют вовсе, а ведь зря!

Колпачок не только защищает кабель от перегибов, которые могут нарушить контакт, он также защищает кабель от случайного выдёргивания (т.к. на колпачок необходимо приложит немалое усилие для разблокировки защелки). Использование патч-кордов и кабелей без колпачков в распределительных шкафах и серверных ящиках – вовсе немыслимо. Это – ИДИОТИЗМ.

Почему? А вы попробуйте отключить и вытянуть 1 кабель из «связки» – тогда поймёте. Всё дело в том, что защелка имеет обратное направление по отношению к разъёму и служит своего рода «рыболовным крючком», цепляющимся за все кабели на своём пути.

§ 7. Схемы обжимки

Существует 2 основных стандарта обжимки – EIA/TIA 568A и EIA/TIA 568B. Отличаются они между собой только тем, что рабочие пары поменяны местами. На практике наиболее распространена схема EIA/TIA 568B.

Наличие двух стандартов – не глупость, всё дело в том, что у кабеля 2 конца, поэтому обжимается он с двух сторон. Стандартная, прямая обжимка, предусматривает одинаковый обжим с двух сторон. Такой обжим позволяет подключить между собой ПК и коммутатор (свич, хаб и т.д.), либо 2 коммутатора между собой.

Второй вариант – «кроссовер» – перекрестная обжимка, в ней один конец обжимается по стандарту EIA/TIA 568A, а второй – EIA/TIA 568B. Такой кабель позволяет соединить между собой 2 ПК без использования коммутатора (свича, хаба).

§ 8. Инструмент

Конечно, обжать в экстренных случаях можно даже обычной отвёрткой, но лучше использовать специализированный инструмент.

Лично я на практике использую профессиональную обжимку HT500R. Основное отличие от более простых обжимок – прочность конструкции и наличие «трещотки». Трещотка представляет собой автоматический блокирующий механизм, который не даёт ручкам разойтись раньше, нежели толкатели дойдут до конца в гнёздах коннектора. Это весьма полезно когда, к примеру, инструмент неудобно лежит в руках, после нескольких обжимок (усталость), да и учитывая вес обжимного устройства.

Для снятия изоляции идеально подходит HT-S501A. Он позволяет снять внешнюю изоляцию с хирургической точностью, не задев изоляции внутренних жил. Настроить его нужно будет всего один раз – после покупки. Для этого нужно будет сделать несколько надрезов и отрегулировать стопорный болт.

Тестер использовать тоже крайне рекомендуется, подходит практически любой на RJ-45. К примеру, EvroMedia RX-1000.

§ 9. Практические советы

• обжимайте всегда одним стандартом, желательно EIA/TIA 568B – он более популярен. Это позволит избежать ошибок и лишней работы.
• не допускайте чрезмерного изгиба кабеля, во избежание порчи изоляции и кабеля в целом. Минимально допустимый радиус изгиба равен 8-кратному диаметру сечения кабеля.
• используйте стяжки, они помогут вам зафиксировать кабель.
• используйте колпачки, перекрывающие защелки-замки на коннекторах.
• всегда берите больше коннекторов, нежели придётся обжимать.
• используйте тестер.
• если кабелей много – обязательно маркируйте их. Иначе, в будущем путаницы не избежать.
• оставляйте запас кабеля, как для обжимки, так и для комфортного обслуживания.

Удачи!