Ethernet и витая пара, в чем разница
Обновлено: 21.11.2024
После многих лет работы с компьютерами и другими проводными устройствами в наших домах и офисах мы хорошо знакомы с внешним видом кабелей Ethernet. Будь то подключение к интернет-маршрутизатору, беспроводной точке доступа или другому сетевому устройству, например принтеру, мы регулярно используем соединительные кабели Ethernet.
Многие из нас также понимают разницу между кабелем Cat5e и кабелем Cat6; тот, у которого номер выше (это Cat6, для математиков), является более новым стандартом Ethernet, который обеспечивает более высокие скорости передачи данных и лучше защищает от перекрестных помех и других помех. Эта информация имеет решающее значение, когда вы находитесь в магазине или делаете покупки в Интернете и должны решить, какой тип кабеля Ethernet вам нужен. В идеале кабель должен соответствовать типу вашей сети (то есть Cat5e или Cat6), хотя кабель Cat6 обратно совместим с Cat5e.
Однако это не единственное различие, которое вам нужно учитывать при покупке. Существует также набор из трех букв, используемых для описания типов кабелей Ethernet. Профессионалы (или опытные любители) среди нас уже знают, что эти кабели имеют внутри четыре витые пары проводников. А поскольку кабели Ethernet обычно обозначаются как «UTP», «FTP» или «STP», даже новички теперь могут легко догадаться, что «TP» означает «витые пары».
Но остается расшифровать буквы «U», «F» и «S». Давайте посмотрим, как легко мы можем это сделать.
Неэкранированные кабели Ethernet
Небольшое замечание о витых парах: метод был изобретен самим мистером Телефоном, Александром Грэмом Беллом, еще в конце 19 века. Первоначально телефонные кабели имели только прямые проводники, но по мере того, как распределение электроэнергии стало обычным явлением, помехи от линий электропередач стали обычной проблемой при передаче телефонных сигналов. Белл обнаружил, что может значительно уменьшить электромагнитные помехи (ЭМП), создаваемые близлежащими линиями электропередач, просто скрутив телефонные провода. Тот же революционный подход до сих пор используется в кабелях Ethernet в качестве меры защиты от помех; во всех типах кабелей, которые мы упомянули, используются витые пары проводников.
Однако этого не всегда достаточно. В некоторых средах уровень электромагнитных помех выше нормы, поэтому существуют кабели, обеспечивающие еще большую защиту от помех. Защита называется экранированием, и она возвращает нас к «U», «F» и «S».
Обычные Ethernet-кабели с витой парой обычно прекрасно работают без дополнительного экранирования при использовании в домашних и небольших офисных сетях, в которых мало оборудования, вызывающего электромагнитные помехи. Поскольку он неэкранированный («U»), его называют кабелем «неэкранированная витая пара» (или сокращенно UTP). Производить кабели без дополнительного внутреннего экранирования намного дешевле, поэтому кабель UTP — самый дешевый кабель Ethernet, который вы можете купить.
Не содержащий жесткого экранирующего материала внутри, UTP является самым тонким и гибким кабелем Ethernet на рынке, что делает его самым простым в работе и установке. Он также имеет дополнительное преимущество, поскольку не требует заземления; подробнее об этом в ближайшее время. Большинство патч-кабелей Ethernet или оптоволоконных кабелей, которые вы увидите в продаже, имеют UTP.
Экранированные кабели Ethernet
Теперь мы рассмотрим FTP и STP, каждый из которых представляет собой экранированный кабель Ethernet. Термины могут немного сбивать с толку, потому что они часто используются взаимозаменяемо, и каждый из них имеет дополнительные компоненты внутри кабеля для защиты сигналов от помех. Однако между ними есть разница.
Кабель FTP специально использует экран из фольги («F»), обернутый вокруг корпуса витой пары снаружи, и не защищает пары по отдельности. Кабель STP обычно покрывает каждую из витых пар отдельно либо фольгой, либо проводом в плотной оплетке, с другим слоем фольги или экрана в оплетке, покрывающим весь пакет проводников. Это делает кабель STP полностью экранированным («S»). Как вы, вероятно, догадались, STP обеспечивает наилучшую защиту от электромагнитных помех благодаря нескольким уровням экранирования.
Так как же выбрать между ними? Это уравновешивание, в зависимости от того, сколько помех испытывает ваше учреждение и насколько велик ваш бюджет. Среда с большим количеством тяжелого оборудования, мощных электродвигателей и флуоресцентного освещения, вероятно, будет генерировать достаточно электромагнитных помех, чтобы потребовать использования кабеля STP Ethernet, даже если это самый дорогой выбор, часто в два раза дороже, чем кабель UTP или FTP. Значительные, но менее интенсивные помехи могут позволить вам сэкономить деньги, используя FTP-кабель.
Некоторые коммерческие ситуации требуют использования кабеля FTP Ethernet. Когда вам нужна максимально быстрая передача данных или когда ваш кабель должен покрывать большие расстояния, превосходная производительность кабеля FTP будет иметь огромное значение.Он не только устраняет большинство электромагнитных помех, но также предотвращает посторонние перекрестные помехи, возникающие на высокой скорости между витыми парами. Кабель FTP полезен для защиты сигналов от «прослушивания», поскольку дополнительное экранирование предотвращает утечку сигналов.
С Ethernet-кабелем STP и FTP работать сложнее, поскольку дополнительный экран делает его толще и жестче, а необходимость сохранения экрана неповрежденным делает кабель более хрупким. Оба типа кабеля также требуют заземления, так как именно здесь шунтируются помехи, цепляющиеся за экран. Экранированные кабели лучше всего устанавливать и обслуживать профессионалы; конечно, это люди, которые, скорее всего, будут их использовать, поскольку UTP достаточно почти для всех домашних и случайных приложений.
Наконец, немного дополнительной информации для полноты картины. Если вы сталкиваетесь с выбором между прямым или перекрестным кабелем, вам почти всегда нужен прямой кабель. В перекрестных кабелях некоторые проводники в разъемах перевернуты, но в наши дни они используются только для подключения к очень старым компьютерам или сетевым коммутаторам.
Вы также можете иногда встретить варианты FTP и STP, называемые ScTP (экранированная витая пара, которая представляет собой FTP с оплеткой вместо фольги вокруг проводников), PiMF (пары в металлической фольге, которая представляет собой версию STP, в которой используется фольга вокруг каждой пары) или SSTP (двойная экранированная витая пара, STP с фольгой вокруг каждой пары и оплеткой вокруг корпуса). Если вы не инженер или техник, вам, вероятно, не нужно копать так глубоко; знания UTP, FTP и STP будет более чем достаточно.
Вечный вопрос, который всегда задают ИТ-специалисты и специалисты по кабельным системам: "Почему кабель Ethernet скрученный внутри?" Эта загадка вращается вокруг того, как работает кабель Ethernet и почему он называется сбалансированной витой парой. Давайте раскроем эту тайну и узнаем правду!
На фото пары проводов скручены вот так:
Четыре пары, скрученные в
- Синий сплошной — белая/синяя полоса
- Оранжевый сплошной — белая/оранжевая полоса
- Зеленый сплошной — белая/зеленая полоса
- Коричневый сплошной — белая/коричневая полоса
Всего восемь проводников (толщина меди 23 AWG каждый)
Помните школьный урок естествознания, который вы думали, что больше никогда не будете посещать? Ну, никогда не говори никогда!
Основная цель витков – уменьшить внутренние электрические помехи. По сути, кабель Ethernet имеет собственное встроенное «экранирование». А теперь, подожди минутку! Вы можете подумать, что неэкранированный кабель Ethernet не имеет экранирования, а экранированный кабель Ethernet имеет экранирование. Это верно лишь частично. В то время как экранированный кабель Ethernet, такой как F/UTP, обеспечивает общий экран из фольги, кабель не может функционировать без «встроенного» экрана в виде витых пар. Этот внешний общий экран из фольги предназначен для предотвращения попадания внешнего электрического тока (магнитных полей или радиоволн) внутрь кабеля. Для иллюстрации представьте, что вы наслаждаетесь классным оркестром, а затем рок-группой с тысячами кричащих фанатов, которые зажигают прямо по соседству. Теперь запечатайте свой классический оркестр в звуконепроницаемый купол. Так работает габаритный экран из фольги, когда кабель «экранирован». Дополнительную информацию об этом см. в разделе Экранированный и неэкранированный кабель .
Что насчет внутренней части кабеля?
Придерживаясь нашего предыдущего примера, даже классические оркестры немного громкие, и если участники оркестра запутаются, потому что другие инструменты громче, чем их собственные, тогда будет путаница и плохая музыка. Та же концепция применима к Ethernet. Каждый проводник будет генерировать неравное электромагнитное поле. Это означает, что один проводник может мешать другому. Учитывая, что гигабитный Ethernet использует все восемь проводников, это приведет к ужасному беспорядку, если все проводники начнут «разговаривать» друг с другом. Это называется перекрестными помехами, и это когда проводники пропускают электроны туда и обратно.
Хотя на самом деле вы не можете видеть магнитные поля (и если вы можете немедленно обратиться к врачу), поверьте мне, они есть. Для каждого удлинителя или чего-либо, что переносит электроны через него, будет магнитное поле, охватывающее его до некоторой степени. Чем ниже напряжение, тем меньше магнитное поле. Кабель Ethernet по своей природе имеет очень низкое напряжение, но напряжение все же присутствует, а скрученные пары проводников защищают кабель от самого себя.
Скрутки меняют полярность проводников при каждой скрутке, и это сводит на нет различия в их индивидуальных электромагнитных полях. Результатом является электромагнитный баланс, и поэтому кабель Ethernet называется сбалансированной витой парой. У нас, по сути, гармония. Пара гораздо «тише», как библиотека. Теперь мы можем разговаривать друг с другом и понимать суть разговора.
Но подождите, это еще не все!
Проницательный наблюдатель заметит, что разные пары имеют разную скорость скручивания. Это означает, что в одних парах количество оборотов на дюйм больше, а в других меньше. Это конструкция, а не дефект. Теперь, когда одна пара работает в гармонии с определенной скоростью скручивания, она будет подвержена потенциальным помехам с другой гармоничной парой с той же скоростью скручивания. Решение состоит в том, чтобы варьировать скорость скручивания между парами, расположенными рядом друг с другом внутри кабеля.
Цвета. Почему все пары разного цвета?
Это отличный вопрос. Теперь, когда мы преодолели массу проблем, чтобы правильно скрутить пары проводников, нет никакого смысла отменять всю эту прекрасную гармонию в конце, когда вы подключаете (разъединяете). Цвета предназначены для людей. электронам наплевать на цвет. В этой статье блога, T568a и T568b, что использовать , описывается, как сохранить гармонию, расположив проводники в правильной последовательности.
Итак, теперь вы, вероятно, хотели бы уделять немного больше внимания на уроке естествознания в старшей школе (подмигивает)? Тема электромагнитных полей и того, как работает электричество, может быстро усложниться. Приятного общения!
trueCABLE представляет информацию на нашем веб-сайте, включая блог «Cable Academy» и поддержку в чате, в качестве услуги для наших клиентов и других посетителей нашего веб-сайта в соответствии с положениями и условиями нашего веб-сайта. Хотя информация на этом веб-сайте касается сетей передачи данных и проблем с электричеством, она не является профессиональным советом, и вы полагаетесь на такие материалы на свой страх и риск.
Волоконно-оптический кабель, кабель с витой парой и коаксиальный кабель — это три основных типа сетевых кабелей, используемых в системах связи. Каждый из них отличается и подходит для различных приложений. Поскольку каждый из них может в равной степени применяться в сетевой коммуникации, чем они отличаются друг от друга с точки зрения функций и спецификаций? В чем разница между производительностью и емкостью оптоволоконного кабеля, кабеля с витой парой и коаксиального кабеля?
Волоконно-оптический кабель
Оптоволоконный кабель, также называемый оптоволоконным кабелем, представляет собой тип кабеля Ethernet, который состоит из одного или нескольких оптических волокон, используемых для передачи данных. Волоконно-оптический кабель передает данные, когда световые импульсы проходят через крошечные стеклянные трубки. Пропускная способность оптоволоконного кабеля в 26 000 раз выше, чем у кабеля с витой парой.
Рис. 1. Волоконно-оптический кабель
Волоконно-оптический кабель можно разделить на одномодовое волокно (SMF) и многомодовое волокно (MMF). Одномодовое оптическое волокно имеет небольшую сердцевину и позволяет распространять только одну моду света за раз. В то время как многомодовый оптоволоконный кабель имеет большую сердцевину и предназначен для одновременной передачи нескольких световых лучей или мод. Обычным одномодовым оптоволоконным кабелем является кабель OS2, а многомодовым оптоволоконным кабелем — OM1, OM2, OM3, OM4 и OM5. А расстояние передачи одномодового оптоволоконного кабеля составляет до нескольких километров, а многомодового волокна - до 550 метров по сети 10G. Чтобы узнать больше о типах оптоволоконных кабелей, принципах работы и советах по установке, прочитайте: Руководство по оптоволоконным кабелям: Типы оптоволоконных кабелей и их установка
Витая пара
Витая пара часто используется для телефонной связи и большинства современных сетей Ethernet. Это разновидность проводки, в которой два проводника одной цепи скручены вместе. Пара проводов образует цепь, которая может передавать данные. И пары скручены вместе, чтобы обеспечить защиту от перекрестных помех, шума, создаваемого соседними парами.
Рисунок 2. Экранированная витая пара
Существует два типа кабеля Ethernet с витой парой: неэкранированная витая пара (UTP) и экранированная витая пара (STP). Обычно используется медный кабель UTP Cat5, Cat5e, Cat6, Cat6a и Cat7.Медный кабель STP имеет фольгу снаружи на каждой паре проводов. Затем четыре пары проводов обмотаны общей металлической оплеткой или фольгой, обычно это кабель на 150 Ом. Кабель STP имеет лучшую способность противостоять шуму, чем кабель UTP, даже если оба они могут использоваться в 10GBASE-T. Знаете разницу между кабелем UTP и STP в сети 10GBASE-T: кабели UTP или STP для сети 10GBASE-T?
Коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель, или коаксиальный кабель, предназначен для передачи высокочастотных сигналов. Он состоит из круглого медного проводника и трех слоев изоляции и экранирования, что предотвращает перекрестные помехи от двигателей, освещения и других источников электромагнитных помех. Благодаря экранированной конструкции коаксиальный кабель может поддерживать большую длину кабеля между двумя устройствами.
Рисунок 3. Коаксиальный кабель
Существует несколько различных типов коаксиальных кабелей, но только два — RG59 и RG6 — наиболее часто используются в жилых помещениях. Название «РГ» восходит к временам Второй мировой войны и означает «радиогид», что сегодня не имеет особого значения.
| Типы коаксиальных кабелей | Описание |
|---|---|
| RG59 | RG59 является основным коаксиальным кабелем кабель. Он тоньше и имеет меньшее экранирование и лучше всего подходит для передачи по кабельному телевидению и коротких кабельных трасс. |
| RG6 | Коаксиальный кабель RG6 имеет более толстую толщину и более толстую изоляцию. и лучшее экранирование. Это лучше для цифровых видеосигналов и спутникового телевидения. |
Волоконно-оптический кабель, кабель с витой парой и коаксиальный кабель: в чем разница?
За исключением конструктивных различий между оптоволоконным кабелем, витой парой и коаксиальным кабелем, эти три типа кабелей отличаются друг от друга по характеристикам и пропускной способности.
Скорость, пропускная способность и расстояние
Коаксиальный кабель и кабель с витой парой представляют собой медный провод или провод на основе меди, окруженный изоляцией из других материалов. Оба они могут передавать телевидение, телефон и данные с помощью электрических сигналов. В то время как оптоволоконный кабель может передавать те же типы сигналов с гораздо более широкой полосой пропускания, более высокой скоростью и более высокими частотами. Он сделан из очень тонких гибких трубок из стекла или пластика.
| Тип кабеля | Скорость | Пропускная способность | Расстояние |
|---|---|---|---|
| 10/100/1000 Мбит/с, 10/40/100/200 Гбит/с | До 4700 МГц | До 80 км | td>|
| Витая пара | До 10 Гбит/с | До 4700 МГц | До 100 м |
| Коаксиальный кабель | — | 750 МГц (по умолчанию) | До 500 м |
Цена кабельного телевидения
Обычно оптоволоконный кабель дороже медного из-за его высокой производительности и пропускной способности. Однако на кабельном рынке цена оптоволоконного кабеля, кабеля с витой парой и коаксиального кабеля варьируется от разных поставщиков и продавцов. Прежде чем покупать эти кабели, важно тщательно их сравнить.
*Цены указаны на страницах продуктов некоторых интернет-продавцов. Они могут меняться со временем.
Из таблицы видно, что оптоволоконный кабель имеет самую низкую цену при той же длине кабеля. Однако общая установка оптоволоконных кабелей также может быть высокой из-за других используемых оптических компонентов, особенно оптических приемопередатчиков. Кроме того, кабель витой пары с разъемом RJ45 стоит меньше, чем коаксиальный кабель, который часто поставляется с разъемом BNC.
Установка
Хотя оптоволоконный кабель предлагает большое преимущество с точки зрения гибкости полосы пропускания и надежности, он не так широко распространен, как коаксиальный кабель или кабель с витой парой. Кроме того, оптоволокно хрупкое и тоньше, чем кабель с витой парой и коаксиальный кабель, что требует большего внимания при установке, эксплуатации и обслуживании. По сравнению с витой парой коаксиальный кабель может достигать большего расстояния. Однако из-за диэлектрического изолятора вокруг медной жилы коаксиального кабеля его сложно прокладывать и обслуживать.
Приложение
Оптоволоконные кабели прокладываются не только для обеспечения дальней связи между городами и странами, но и в пригородных районах для прямого доступа, такого как FTTH, FTTP, FTTB, FTTC и т. д., что называется установками "последней мили". И они широко используются в центрах обработки данных, где необходимо передать большой объем данных.
Рис. 4. Применение оптоволоконного кабеля
Витая пара в основном используется в телефонных сетях, сетях передачи данных и экранировании кабелей.Применение коаксиального кабеля включает в себя фидерные линии, соединяющие радиопередатчики и приемники с их антеннами, соединения компьютерных сетей (Интернет), цифровое аудио (S / PDIF) и распределение сигналов кабельного телевидения. Их также можно использовать для подключения мультимедийного интерфейса высокой четкости.
Обзор
В целом между оптоволоконным кабелем, витой парой и коаксиальным кабелем существуют очевидные различия. Волоконная оптика, кажется, становится тенденцией к увеличению спроса на рынке, поскольку технология быстро развивается. Однако выбор кабелей витой пары, коаксиальных кабелей или оптоволоконных кабелей по-прежнему сильно зависит от области применения, которая зависит от стоимости, дальности передачи и производительности.
При установке или обновлении сетевой инфраструктуры необходимо учитывать различные типы сетевых соединительных кабелей. Среди вариантов, которые необходимо сделать, — прокладывать кабели с экранированной витой парой (STP) или неэкранированные кабели с витой парой (UTP). Кабели с витой парой состоят из двух проводников одной цепи, скрученных вместе для снижения электромагнитных помех (ЭМП) или «шума».
Ключевым фактором при принятии этого решения является анализ распространенности электромагнитных помех (ЭМП) в среде установки. Электромагнитные помехи обычно вызываются расположенными рядом двигателями, генераторами, кондиционерами и даже офисными опорами, такими как флуоресцентные лампы и принтеры. Электромагнитные помехи могут вызывать перекрестные помехи** между цепями, что приводит к ухудшению качества данных, увеличению количества ошибок и снижению скорости передачи.
**Перекрёстные помехи — это непреднамеренная передача сигнала от одного кабеля к другому.
STP и Ethernet-кабель UTP
Хотя даже кабели UTP (UTP: неэкранированная витая пара) снижают некоторые электромагнитные помехи, кабели STP (экранированная витая пара) более эффективно блокируют помехи. Экранированные кабели Cat5 и Cat6 дополнены тонкой фольгой, которая блокирует электромагнитные помехи. Кабели STP идеально подходят для высокоскоростных сетей, таких как центры обработки данных, где используются сети 10GBase-T, поскольку 10G Ethernet значительно более чувствителен к электромагнитным помехам. Правильно установленные высококачественные экранированные кабели автоматически подавляют электромагнитные помехи и перекрестные помехи, обеспечивая целостность данных и высокую скорость работы.
Высококачественный экранированный кабель Ethernet включает заземляющий провод для обеспечения заземления, устраняющего воздействие электромагнитных помех. Однако кабель будет заземлен только в том случае, если разъемы и соединители, используемые при установке, также экранированы. Поэтому важно использовать экранированные разъемы и соединители во всей установке STP, чтобы сохранить преимущества кабелей STP.
Экранированный и неэкранированный кабель
Экранированный кабель Ethernet дороже, чем неэкранированный, и его сложнее установить; он более жесткий, что делает его менее гибким. Кабель также имеет больший диаметр, занимая больше места в кабелепроводе. С другой стороны, UTP фактически обеспечивает более быструю передачу при отсутствии электромагнитных помех. Его дешевле приобрести, проще установить, и он уже много лет является стандартом, поэтому он уже используется в большинстве существующих установок.
Независимо от того, какой кабель вы выберете: UTP или STP, обязательно прокладывайте кабели высокого качества. Чем выше качество используемых кабелей, тем больше лет вам прослужит установка, что сократит долгосрочную замену и трудозатраты.
Экранированный кабель категории 8
Cat 8 – это новейший кабельный стандарт категории, определенный IEEE. Он отличается самой высокой скоростью передачи данных среди всех медных кабелей благодаря использованию экранирования, практически исключающего электромагнитные помехи (EMI), что приводит к меньшему количеству ошибок. В кабеле категории 8 каждая витая пара обернута фольгой, затем четыре витые пары также обернуты экранирующей оплеткой.
Читайте также: