Сколько проводов в витой паре и за что они отвечают

Витые пары – основа структурированных, локальных и других кабельных сетей. Передача сигнала ведется по проводам. В статье рассказываем, как построен этот процесс, какие провода используются в витой паре и какая структура у кабеля.

Как передается сигнал по витой паре?

Провод применяется для объединения в сеть электронных, компьютерных устройств, роутеров, ноутбуков. Несмотря на это, информацию он транслирует не в цифровой, а в аналоговой форме. Импульс с определенным напряжением распространяется по центральной металлической жиле: медной, омедненной, алюминиевой.

Инициатор сеанса связи – одно из устройств, подключенных к сети. Оно отправляет запросы, второе устройство – посылает ответные сигналы. Полный алгоритм передачи:

1. Подготовка транслируемой информации, дробление на биты.
2. Трансформация в двоичный код.
3. Начало сеанса связи.

Каждый из импульсов характеризуется определенной продолжительностью и вольтажом. Один из базовых принципов передачи – отправка не одного, а двух сигналов с противоположным напряжением. Приемник анализирует параметры импульса, проводит расшифровку, превращает аналоговый сигнал в цифровые данные.

Из чего состоит кабель - структура

Назначение пар в витой паре – распространение электрического импульса. Жилы изготовлены из металла. Оптимум – бескислородная электротехническая медь (Cu). Ее преимущество – минимальное сопротивление, препятствующее затуханию, увеличивающее дальность и стабильность связи. Также жилы делаются из CCA – омедненного алюминия. Они дешевле, но несколько уступают медной витой паре, ограничивают дистанцию передачи и не всегда поддерживают технологию PoE (кабель с питанием).

Также в структуру входит:

1. Изоляция жил. Материал – плотный полимер. Он препятствует замыканиям, повышает стойкость к окислению и коррозии, снижает выраженность перекрестных помех.
2. Рипкорд. Разрывная нить из арамидного волокна или нейлона. Упрощает разделку, подготовку к обжиму, монтажу, позволяет быстро снять оболочку.
3. Общая оболочка. В Ethernet-кабелях, ориентированных на внутренний монтаж, она изготовлена из ПВХ, уличный – из полиэтилена (PE). Последний устойчив к влаге, выдерживает воздействие химических веществ, не разрушается под ультрафиолетом. Огнестойкие кабели покрывают LSZH-оболочкой. Полимер со сниженным содержанием галогенов выдерживает термическую нагрузку, не способствует распространению пламени. Он не дымит, не выделяет токсичных веществ, что важно для объектов с жесткими противопожарными требованиями.

Структурные модификации

Нужны для улучшения базовых свойств кабеля, его адаптации к особым нагрузкам. Пример – экранирование. Фольга или металлическая оплетка минимизируют воздействие на жилу внешних ЭМ-полей. В отличии от неэкранированного UTP-кабеля в экранированной витой паре сигнал не искажается, сохраняет стабильность даже при близости силовых линий, оборудования, генерирующего радионаводки и электромагнитное излучение.

Самонесущие витые пары для прокладки “по воздуху” модифицированы стальными тросами. Они препятствуют растяжению, разрывам, причины которых – порывы ветра, налипание снега. 

При монтаже в грунт, на объектах со значительными механическими нагрузками, рекомендуется использование бронированных проводов. “Броня” – стальная оплетка или лента под оболочкой. Даже выраженное давление, статическое или динамическое, не приведет к повреждению жил.

Назначение витой пары

Кабель универсален. Эксплуатационные области выглядят следующим образом:

• Формирование локальных сетей. Простейший пример – домашняя локальная сеть из пары компьютеров. Более сложный – офисная, объединяющая ПК и периферию, принтеры, телефоны, сканеры.
• СКУД. Кабель можно использовать для управления удаленными устройствами контроля доступа, турникетами, датчиками, считывателями магнитных кодов.
• Производственная автоматизация. Возможна наладка крупных промышленных систем, вне зависимости от сложности структуры и класса, вплоть до роботизированных.
• Подключение абонентского оборудования к Интернету. Несмотря на распространение оптики, витая пара сохраняет популярность. Пропускной способности достаточно даже для скоростных тарифных планов. Именно витая пара передает сигнал с провайдерского узла, расположенного в подъезде, на роутер в квартире.
• Системы видеонаблюдения. Кабели категории Cat 6A передают до 10 гигабит в секунду. Этой скорости хватает камерам формата 4K, обеспечивающим максимальную четкость изображения. Полезное качество – поддержка PoE (технологии передачи не только сигнала, но и мощности). Это упрощает подключение, исключает потребность в отдельной линии питания.

Сколько витых пар нужно для интернета

2 пары (4 жилы)

В сетях стандарта 100BASE-T и ниже, где скорость не превышает 100 мегабит в секунду, достаточно 4-жильных проводов (2 пары). Подойдут и 8-жильные (4-парные), но 4 проводника окажутся свободными – задействовать их можно в случае аварии, разрыва, модернизации линии. Также они могут передавать мощность при поддержке технологии PoE. Питание подается от активных сетевых устройств, например коммутаторов или маршрутизаторов, принимается точками доступа, камерами, датчиками.

Стандарты технологии следующие:

1. 802.3af. Максимум передаваемой мощности – 15.4 ватта, чего достаточно для устройств с малым энергопотреблении, например VoIP-телефонов.
2. 802.3at. Лимит – 25.5 ватт. Достаточно для камер формата 4K, в том числе со встроенным подогревом, препятствующим запотеванию объектива, ухудшению качества картинки.
3. 802.3bt. Стандарт для энергоемкого оборудования. Предел мощности – 51.1 ватт.

4 пары (8 жил)

Для скорости в гигабит в секунду и выше задействуются все 8 проводников. Это характерно для сетевых стандартов 1000BASE-T, 10GBASE-T.

За что отвечает каждый проводник в кабеле

Базовые задачи каждого провода в витой паре – Transfer и Receive или отправка и прием данных. Направление попарно соединенных жил одинаково, но напряжение – противоположно. Такая схема не дает образовываться перекрестным помехам. Формируемые электромагнитные поля выравнивают, нивелируют друг друга. Это положительно отражается на надежности коммутации, дальности, стабильности передачи.

При поддержке технологии Power-over-Ethernet провода задействованы и для передачи мощности. Это упрощает подключение удаленных устройств, камер, счетчиков, датчиков. 

Зачем проводники окрашены в разные цвета и за что они отвечают

Цветовая дифференциация упрощает монтаж и подключение. При комплектации провода коннектором 8P8C (пластиковым в неэкранированном варианте, металлическим – в экранированном), его заделке в кроссы, мастер должен соблюдать схему, ориентируясь на оттенок. Оптимальная схема при обжиме – прямая, без перекрещивания жил, соответствующая стандарту T568B. Ранее она использовалась только для коммутации типа “роутер-компьютер” (при соединении пары ПК предпочтительна была перекрестная схема). Современное сетевое оборудование поддерживает функцию Auto MDI-X, автоматически определяющую задачи, выполняемые портами вывода. Это упрощает соединение.

FAQ

1. Сколько проводов может использоваться в витой паре?

Минимум 2 изолированного провода в однопарных моделях. Максимум в нашем каталоге – 200 проводов в 100-парном кабеле.

2. На что влияет количество жил?

Число жил в кабеле влияет на количество подключаемых устройств, скорость подключения к интернету (в случае с 4 проводами максимум 100 Мбит/сек, с 8 – от 1 Гбит/сек и выше).

3. Что будет, если при обжиме перепутать местами пары?

Произвольное размещение жил в контактах коннектора недопустима. Даже совершенная электроника не исправит такую ошибку. В лучшем случае, линия сохранит работоспособность, но возникнут выраженные дифференциальные помехи, сильно снижающие дальность связи, провоцирующие потери данных. Высока вероятность отсутствия коммутации.

4. Зачем 8 проводов в витой паре?

Четыре жилы нужно для интернета, если пропускная способность ограничена 100 мегабитами в секунду. Оставшиеся – резерв, позволяющий обойтись без замены при разрывах проводников. При скорости в гигабит и выше работают восемь из восьми. Также отдельные проводники нужны для передачи мощности по PoE-технологии.

5. Почему на скорость интернета влияет количество проводов в витой паре?

Каждый проводник передает информацию, с увеличением числа растут и объемы передачи. Конечно, актуальны и другие факторы. Скорость также определяется категорией кабеля, частотой сигнала, спецификациями передатчика.

6. Какие пары используются в витой паре?

Плотно скрученные. Скручивание – простой, но эффективный метод минимизации перекрестных помех. Сигналы уравновешивают друг друга, дистанция и стабильность связи увеличиваются. 

Несмотря на простой внешний вид, Ethernet-кабель достаточно сложен со структурной точки зрения. Каждая жила выполняет определенную задачу, в комплексе – обеспечивает функциональность, скорость работы линии связи.