Классификация витой пары
Витая пара — разновидность кабеля, который используется для прокладки интернета и локальных сетей, а также для структурированных кабельных систем.
- Материал жил — медные или омеднённые.
- Диаметр жил – обозначается либо в миллиметрах, либо по американскому стандарту AWG.
- Материал изоляции — полиэтиленовая, ПВХ, безгалогенная LZSH.
- Конструкция витой пары —с экранированием и без, с экраном из фольги или проволочной оплётки.
- Категории и классы — параметр, который характеризует максимальную скорость передачи данных и рабочую частоту кабеля.
В качестве материала для проводника витой пары используются:
Чистая медь — в этом случае маркировка кабеля выглядит следующим образом — «CU»;
Алюминий с медным покрытием — маркируется как «CCA».
Материал изоляции
Внешняя оболочка – защищает внутренние элементы кабеля от внешних воздействий, таких как: холод, влага, солнечные (ультрафиолетовые) лучи и физические нагрузки.
В большинстве случаев внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлорида (PVC), либо из полимеров, которые не поддерживают горение и не выделяют при горении галогенов (LSZH). Необходимая в процессе разделки небольшая хрупкость внешней оболочки достигается добавлением в исходное сырье определенного количества мела. Кабели с оболочкой из PVC используется в основном для одиночной прокладки внутри зданий и сооружений. Для групповой прокладки внутри помещений где возможно массовое скопление людей применяются кабели с оболочкой LSZH.
Для уличной прокладки принято использовать витую пару в оболочке из полиэтилена (PE), она не боится ультрафиолета, устойчива к холоду и внешним воздействиям. Кабели с данной оболочкой распространяют горение даже при одиночной прокладке, поэтому прокладка таких кабелей в зданиях и сооружениях категорически запрещена.
Также не стоит забывать, что существуют оболочки специального назначения, например, огнестойкие (FR – PVC, FR – LSZH), которые сохраняют работоспособность под воздействием пламени, или универсальные оболочки (UV – LSZH, UV – PVC), которые используются как для внешней, так и для внутренней прокладки.
Конструкции витой пары
В зависимости от наличия или отсутствия дополнительных экранирующих покрытий отдельных пар и/или сердечника в целом, витая пара подразделяется на экранированную и неэкранированную.
В свою очередь тип экранирования – медная или алюминиевая оплетка или фольгированный экран вокруг пар – определяет вид витой пары. Согласно Международному стандарту ISO/IEC 11801 для обозначения конструкции витой пары применяется комбинация из нескольких букв, так называемый буквенный код, который имеет следующий вид: тип общего экрана для кабеля/тип индивидуального экранирования для каждой отдельной пары, например, F/UTP.
Стандартом ISO/IEC 11801 принято использовать следующие обозначения:
- TP (Twisted Pair) – витая пара.
- U (Unscreened) – без защитного экрана.
- F (Foil Screened) – экран из фольгированной пленки.
- S (Braid Screen) – экран из проволочной оплетки.
Теперь более подробно познакомимся с основными видами:
1) U/UTP – название говорит само за себя, кабель не имеет защитного экрана. Несмотря на отсутствие экрана, получил широкое распространение благодаря своей гибкости, дешевизне и простоте монтажа. Наиболее популярная конструкция для прокладки кабельных систем в большинстве стран.
2) F/UTP – кабель имеет один внешний экран из алюминиевой фольги, который используется как базовый тип защиты от внешних помех.
3) SF/UTP – дополнительный экран из медной оплетки значительно повышает помехозащищенность кабеля в области средних и низких частот, дает дополнительную физическую прочность и защиту от перегибов.
4) U/FTP – каждая пара защищена фольгированной пленкой, что обеспечивает отличное экранирование не только от внешних помех, но и от взаимных влияний между парами кабеля. Такое решение применяется для высокоскоростных кабелей, начиная с категории
5) F/FTP – кабель имеет фольгированную защиту каждой отдельной пары и общий внешний экран. Многослойная защита для максимальной помехозащищенности.
6) S/FTP – индивидуальное экранирование каждой пары и общий внешний экран в виде проволочной оплетки. Конструкция сочетает все преимущества обоих типов экранирования и обеспечивает отличную защиту во всем частотном диапазоне. Применяется на кабелях категорий 6А, 7, 7А и 8, а также для защиты линий, проходящих в непосредственной близости от силовых кабелей.
Категории и классы витой пары
Максимально пропускаемый частотный диапазон – основополагающий параметр при делении витой пары на категории/классы. На данный момент основными стандартами, регламентирующими ранжирование витой пары на категории/классы, являются Международный стандарт ISO 11801 и Американский стандарт TIA-EIA-568B.
Для витой пары по ISO 11801 определены следующие классы: класс A, класс B, класс C, класс D, класс E, класс EA, класс F и класс FA. Чем выше класс – тем лучше передаточные характеристики и скорость передачи. Также стоит отметить что, витая пара более высокого класса поддерживает возможности витой пары более низкого класса, но не наоборот.
В американском стандарте TIA-EIA-568B понятие классов отсутствует и для разделения витой пары используется понятие – категория. Для их обозначения принято использовать аббревиатуру «Cat.X», где X – цифра от 1 до 8. Теперь более подробно рассмотрим категории/классы витой пары, а также соответствие между определенной категорией и классом:
Cat. 1 (частота 0, 1 МГц) – используется для передачи голоса или данных при помощи модема. В большинстве случаев представляет собой 1 пару скрученных проводников (в России применяется без скруток). В виду сильного воздействия электромагнитных помех, в настоящее время не используется.
Cat. 2 (частота 1 МГц) – используется для передачи данных со скоростью до 4 Мбит/с. Применяется в сетях Token Ring и Arcnet. В настоящее время также не применяется, но иногда встречается в телефонных линиях связи. Обычно представляет собой 2 пары проводников.
Cat. 3/Класс «С» (частота 16 МГц) – используется как для телефонных, так и локальных сетей 10BASE-T/100BASE-T4. Поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с при использовании технологии 100BASE-T до 100 Мбит/с. Отличительной особенностью от предшествующих категорий является соответствие требованиям стандарта IEEE 802.3. В настоящее время используется в основном для создания телефонных линий.
Cat. 4 (частота 20 МГц) – используется в сетях 10BASE-T и 10BASE-T4, позволяет передавать данные со скоростью до 16 Мбит/с по одной паре. В настоящее время так же не используется.
Cat. 5/Класс «D» (частота 100 МГц) – используется для построения локальных сетей, работающих по технологии 100BASE-TX и 1000BASE-T. Позволяет передавать данные со скоростью до 1000 Мбит/с при использовании 4-х пар. В настоящее время также используется в магистральных системах, а также в телефонных линиях связи.
Cat. 5e/Класс «D» (частота 100 МГц) –представляет собой усовершенствованную категорию 5. Позволяет передавать данные со скоростью от 100 Мбит/с до 1000 Мбит/с в сетях 100BASE-TX и 1000BASE-T. В настоящее время в основном представлена 4 – х парным кабелем, который является самым распространённым для созданий локальных сетей и систем видеонаблюдения.
Cat. 6/Класс «E» (частота 250 МГц) – применяется в сетях Fast Ethernet и 10 Gigabit Ethernet. Максимальная скорость передачи данных составляет до 10 Гбит/с на расстояние до 55 метров.
Cat. 6A/Класс «Ea» (частота 600 МГц) – применяется в сетях 10 Gigabit Ethernet и позволяет передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с на расстояние до 100 метров.
Cat. 7/Класс «F» (частота 600-700 МГц) – применяется в сетях 10 Gigabit Ethernet, позволяет передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с. Структурно кабель имеет общий внешний экран и экран для каждой пары (S/FTP).
Cat. 7A/Класс «Fa» (частота 1000 – 1200 МГц) – применяется в сетях 10 Gigabit Ethernet, а также используется для передачи данных на скорости до 40 Гбит/с на расстояние до 50 метров в сетях 40 Gigabit Ethernet.
Cat. 8 /Class «I» (частота 1600 – 2000 МГц) – утверждена стандартом ANSI/TIA-568-C.2-1 в июне 2016 года. Разработана для использоваться в сетях 100 Gigabit Ethernet. На данный момент находится в стадии разработки. Скорость передачи данных до 100 Гбит/с.
На данный момент стандартом ANSI/EIA/TIA 568-B так же утверждена категория 8.1 и 8.2. Конструктивно кабель имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Скорость передачи данных до 100 Гбит/с.
В заключение добавим: несмотря на то что технологии передачи данных стремительно развиваются и с каждым днем предъявляют все более строгие требования к кабельным линиям, витая пара, будет актуальна еще на протяжении долгого времени. За последние несколько лет производительность медного кабеля витая пара выросла в разы. На сегодняшний день уже ведутся работы по созданию решений на основе витой пары, которые позволят передавать данные на скорости до 100 Гбит/с.