Войти
25-парный код цвета диаграммы Кабельная система с витой парой - это тип проводки, при которой два проводника одной цепи скручены вместе с целью улучшения электромагнитной совместимости. По сравнению с одиночным проводом или нескрученной сбалансированной парой, витая пара снижает электромагнитное излучение от пары и перекрестные помехи между соседними парами, а также улучшает подавление внешних электромагнитных помех. Его изобрел Александр Грэм Белл.
Для дополнительной помехоустойчивости витая пара может быть экранирована. Кабель с экраном называется экранированной витой парой ( STP), а без него - неэкранированной витой парой ( UTP).
Витая пара может использоваться в качестве симметричной линии, которая как часть симметричной цепи может значительно снизить влияние шумовых токов, наведенных в линии за счет связи электрических или магнитных полей. Идея состоит в том, что токи, индуцируемые в каждом из двух проводов, почти равны. Скручивание гарантирует, что два провода находятся в среднем на одинаковом расстоянии от источника помех и подвержены одинаковому воздействию. Таким образом, шум создает синфазный сигнал, который можно подавить в приемнике, обнаружив только разностный сигнал, последний является полезным сигналом.
Подавление синфазного сигнала начинает выходить из строя на нескрученных проводах, когда источник шума находится близко к сигнальным проводам; более близкий провод будет сильнее связываться с шумом, и приемник не сможет его устранить. Эта проблема особенно очевидна в телекоммуникационных кабелях, где пары в одном кабеле пролегают рядом друг с другом на протяжении многих миль. Скручивание пар нейтрализует этот эффект, поскольку на каждой половине скрутки происходит замена провода, ближайшего к источнику шума. При условии, что источник помех остается однородным или почти однородным на расстоянии одного скручивания, наведенный шум будет оставаться синфазным.
Скорость скручивания (также называемая шагом скрутки, обычно определяемая в скрутках на метр ) составляет часть спецификации для данного типа кабеля. Когда соседние пары имеют одинаковую скорость скручивания, одни и те же проводники разных пар могут неоднократно лежать рядом друг с другом, частично сводя на нет преимущества скручивания. По этой причине обычно указывается, что, по крайней мере, для кабелей, содержащих небольшое количество пар, скорости скручивания должны различаться.
В отличие от экранированной или фольгированной витой пары (обычно с экраном кабеля S / FTP или F / UTP), кабель UTP не окружен каким-либо экраном. UTP является основным типом проводов для использования по телефону и очень часто используется в компьютерных сетях.
Перестановка провода на столбе Самые ранние телефоны использовали телеграфные линии, которые представляли собой однопроводные цепи заземления. В 1880-х годах во многих городах были установлены электрические трамваи, которые наводили шум в этих цепях. В некоторых странах трамвайные компании несли ответственность за нарушение работы существующих телеграфных линий и оплачивали ремонтные работы. Однако для новых установок необходимо было с самого начала защитить себя от существующих трамваев. Помехи на телефонных линиях даже более разрушительны, чем на телеграфных линиях. Телефонные компании перешли на симметричные схемы, что позволило снизить затухание и, следовательно, увеличить дальность связи.
Поскольку распределение электроэнергии стало более обычным явлением, эта мера оказалась недостаточной. Два провода, натянутые по обе стороны от поперечин на опорах, разделяли трассу с линиями электропередач. В течение нескольких лет растущее использование электричества снова привело к увеличению помех, поэтому инженеры разработали метод, называемый перестановкой проводов, чтобы нейтрализовать помехи.
При перестановке проводов провода меняют положение через каждые несколько полюсов. Таким образом, два провода будут получать одинаковые электромагнитные помехи от линий электропередачи. Это была ранняя реализация скручивания со скоростью примерно четыре скручивания на километр или шесть на милю. Такие симметричные линии с разомкнутым проводом и периодическими перестановками все еще существуют в некоторых сельских районах.
Кабельная система с витой парой была изобретена Александром Грэмом Беллом в 1881 году. К 1900 году вся американская телефонная сеть представляла собой либо витую пару, либо открытый провод с перестановкой для защиты от помех. Сегодня большинство из миллионов километров витых пар в мире - это стационарные телефоны вне помещений, которые принадлежат и обслуживаются телефонными компаниями и используются для голосовых услуг.
Сечение кабеля с четырьмя неэкранированными витыми парами Кабели неэкранированной витой пары (UTP) используются во многих сетях Ethernet и телефонных системах. В телефонных системах внутри помещений UTP часто группируются в наборы по 25 пар в соответствии со стандартным цветовым кодом из 25 пар, первоначально разработанным корпорацией ATamp;T. Типичное подмножество этих цветов (белый / синий, синий / белый, белый / оранжевый, оранжевый / белый) обнаруживается в большинстве кабелей UTP. Кабели обычно изготавливаются из медных проводов сечением 22 или 24 Американского калибра проводов (AWG), с цветной изоляцией, как правило, из изолятора, такого как полиэтилен или FEP, а вся упаковка покрывается полиэтиленовой оболочкой.
Для городских уличных телефонных кабелей, содержащих сотни или тысячи пар, кабель делится на небольшие, но идентичные жгуты. Каждый пучок состоит из витых пар с разной скоростью скручивания, поскольку пары, имеющие одинаковую скорость скручивания в кабеле, все же могут испытывать некоторую степень перекрестных помех. Жгуты, в свою очередь, скручиваются вместе, образуя кабель.
Неэкранированная витая пара с разной скоростью скрутки UTP также является наиболее распространенным кабелем, используемым в компьютерных сетях. Современный Ethernet, наиболее распространенный стандарт сетей передачи данных, может использовать кабели UTP, при увеличении скорости передачи данных требуются варианты кабеля UTP с более высокими техническими характеристиками. Кабели с витой парой часто используются в сетях передачи данных для соединений короткой и средней длины из-за их относительно более низкой стоимости по сравнению с оптоволоконным и коаксиальным кабелями.
Поскольку кабель UTP пропускной способность улучшилась в соответствии с базовой полосой из телевизионных сигналов, UTP в настоящее время используется в некоторых видео - приложениях, в первую очередь, в камерах безопасности. Поскольку UTP является симметричной линией передачи, симметрирующий трансформатор необходим для подключения к несимметричному оборудованию, например к любому оборудованию, использующему разъемы BNC и предназначенному для коаксиального кабеля.
Кабель F / UTP 
Кабель S / FTP 
U / FTP, F / UTP и F / FTP используются в кабелях Cat 6a. Кабели витой пары могут иметь экранирование, чтобы предотвратить электромагнитные помехи. Экранирование обеспечивает электропроводящий барьер для ослабления электромагнитных волн, внешних по отношению к экрану. Экран также обеспечивает путь проводимости, по которому индуцированные токи могут циркулировать и возвращаться к источнику через соединение заземления. Такое экранирование может применяться к отдельным парам или к совокупности пар. Экранирование может быть фольгой или проволочной оплеткой.
Когда экранирование применяется к набору пар, это обычно называется экранированием, но использование поставщиками и авторами таких слов, как экранирование, экранирование и STP (экранированная витая пара), может быть изменчивым. ISO / IEC 11801 : 2002 (приложение E) пытается на международном уровне стандартизировать различные обозначения для экранированных кабелей, используя комбинации трех букв - U для неэкранированного, S для экранирования оплеткой (только во внешнем слое) и F для экранирования фольгой, чтобы явно укажите тип экрана для общей защиты кабеля и для защиты отдельных пар или квадратов, используя сокращение, состоящее из двух частей, в виде x / xTP.
Экранированные кабели Cat 5e, Cat 6 / 6A и Cat 8 / 8.1 обычно имеют конструкцию F / UTP, а экранированные кабели Cat 7/7 A и Cat 8.2 используют конструкцию S / FTP.
Поскольку экран является проводящим, он также может служить проводом для заземления. Кабель витой пары с фольгированным экраном может иметь встроенный заземляющий провод, называемый дренажным проводом, который обеспечивает электрический контакт с экраном. Дренажный провод предназначен для простого подключения к клеммам, которые обычно предназначены для подключения круглых проводов.
Общие типы конструкции щита включают:
Ранним примером экранированной витой пары был IBM STP-A, который представляет собой двухпарный кабель S / FTP на 150 Ом, определенный в 1985 году спецификациями IBM Cabling System и используемый в сетях Token Ring или FDDI.
| Сокращения по отраслям | Обозначение ISO / IEC 11801 | Экранирование кабеля | Парное экранирование |
|---|---|---|---|
| UTP, TP | U / UTP | Никто | Никто |
| STP, ScTP, PiMF | U / FTP | Никто | Фольга |
| FTP, STP, ScTP | F / UTP | Фольга | Никто |
| STP, ScTP | S / UTP | Плетение | Никто |
| SFTP, S-FTP, STP | SF / UTP | Плетение и фольга | Никто |
| FFTP, STP | F / FTP | Фольга | Фольга |
| SSTP, SFTP, STP, STP PiMF | S / FTP | Плетение | Фольга |
| SSTP, SFTP, STP | SF / FTP | Плетение и фольга | Фольга |
До того, как цифровая связь и Ethernet получили широкое распространение, не существовало международного стандарта для телефонного кабеля. Стандарты были установлены на национальном уровне. Например, в Великобритании Главное почтовое отделение определило кабели CW1293 и CW1308. CW1308 был аналогичен спецификации более раннего CW1293, но с улучшенным цветовым кодом. CW1293 использовал в основном сплошные цвета на сердечниках, что затрудняло идентификацию пары, с которой он был скручен, без удаления большого количества оболочки. Чтобы решить эту проблему. CW1308 имеет узкие кольца парного цвета, напечатанные поверх основного цвета. Оба кабеля соответствуют стандарту кабеля категории 3.
До того, как стали широко использоваться полиэтилен и другие пластмассы для изоляции, телефонные витые пары изолировали с помощью вощеной бумаги или хлопка с восковым покрытием, нанесенным на медь. Общая оболочка этого типа кабеля обычно была свинцовой. Этот тип кабеля стал использоваться в конце 19 века вскоре после изобретения телефона. Концевая заделка кабеля в клеммных коробках герметизировалась расплавленным воском или смолой для предотвращения проникновения влаги, которая серьезно ухудшила бы изоляционные свойства бумажной изоляции. Однако такие уплотнения затрудняли техническое обслуживание и замену в будущем. Эти кабели больше не производятся, но они все еще время от времени встречаются в старых зданиях и на различных внешних территориях, обычно в сельской местности.
| Имя | Типовая конструкция | Пропускная способность | Приложения | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| 1-й уровень | 0,4 МГц | Телефонные и модемные линии | Не описано в рекомендациях EIA / TIA. Не подходит для современных систем. | |
| Уровень 2 | 4 МГц | Старые терминальные системы, например IBM 3270 | Не описано в рекомендациях EIA / TIA. Не подходит для современных систем. | |
| Кошка 3 | UTP | 16 МГц | 10BASE-T, 100BASE-T4 | Описано в EIA / TIA-568. Не подходит для скоростей выше 16 Мбит / с. Сейчас в основном телефонные кабели. |
| Кошка 4 | UTP | 20 МГц | Token Ring 16 Мбит / с | Не часто используется |
| Кошка 5 | UTP | 100 МГц | 100BASE-TX, 1000BASE-T | Обычный для существующих локальных сетей. Заменено на Cat 5e, но большинство кабелей Cat 5 соответствуют стандартам Cat 5e. Ограничено 100 м между оборудованием. |
| Кошка 5e | UTP, F / UTP, U / FTP | 100 МГц | 1000BASE-T, 2.5GBASE-T | Enhanced Cat 5. Общий для существующих локальных сетей. Такая же конструкция, как у Cat 5, но с лучшими стандартами тестирования. Ограничено 100 м между оборудованием. |
| Кошка 6 | UTP, F / UTP, U / FTP | 250 МГц | 5GBASE-T, 10GBASE-T | ИСО / МЭК 11801 2-е изд. (2002), ANSI / TIA 568-B.2-1. Наиболее часто используемый кабель в Финляндии в соответствии со стандартом EN 50173-1 2002 года. Ограничено расстоянием 55 м при 10GBASE-T |
| Cat 6 A | UTP, F / UTP, U / FTP, S / FTP | 500 МГц | 5GBASE-T, 10GBASE-T | Улучшенные стандарты, протестированы до 500 МГц. Полное расстояние 100 м при 10GBASE-T ISO / IEC 11801 2nd Ed. Являюсь. 2. (2008 г.), ANSI / TIA-568-C.1 (2009 г.) |
| Кошка 7 | S / FTP, F / FTP | 600 МГц | 5GBASE-T, 10GBASE-T | Полностью экранированный кабель. ИСО / МЭК 11801 2-е изд. (2002). Это не признано EIA / TIA. |
| Кошка 7 А | S / FTP, F / FTP | 1000 МГц | 5GBASE-T, 10GBASE-T | Используются все четыре пары. ИСО / МЭК 11801 2-е изд. Являюсь. 2. (2008). Это не признано EIA / TIA. |
| Кошка 8 / 8.1 | F / UTP, U / FTP | 2000 МГц | 25GBASE-T, 40GBASE-T | ANSI / TIA-568-C.2-1, ISO / IEC 11801-1: 2017 |
| Кот 8.2 | S / FTP, F / FTP | 2000 МГц | 25GBASE-T, 40GBASE-T | ИСО / МЭК 11801-1: 2017 |
В нагруженной витой паре намеренно добавлена индуктивность, что раньше было обычной практикой в телекоммуникационных линиях. Дополнительные катушки индуктивности известны как нагрузочные катушки и уменьшают затухание для частот голосового диапазона, но увеличивают его на более высоких частотах. Катушки нагрузки уменьшают искажения в голосовой полосе на очень длинных линиях. В этом контексте линия без катушек нагрузки называется ненагруженной линией.
Связанная витая пара - это вариант конструкции, в котором два провода каждой пары скреплены вместе на длину кабеля. Первоначально разработанный компанией Belden, он предназначен для обеспечения согласованности конфигурации во время и после установки. Одним из ключевых преимуществ является то, что характеристики помехоустойчивости кабеля могут быть защищены, несмотря на потенциально грубое обращение. Повышенная производительность может быть ненужной, а соединение снижает гибкость кабеля и делает его склонным к отказу там, где он изгибается.
Скрученный ленточный кабель, используемый для соединений SCSI Скрученный ленточный кабель - это вариант стандартного ленточного кабеля, в котором соседние пары проводников связаны и скручены вместе. Скрученные пары затем слегка скрепляются друг с другом в виде ленты. Периодически вдоль ленты есть короткие участки без перекручивания, к которым можно присоединить разъемы, используя обычные методы IDC ленточного кабеля.
Перфорированный блок В одножильном кабеле используется один одножильный провод на каждый проводник, а в четырехпарном кабеле всего восемь одножильных проводов. В многожильном кабеле используется несколько проводов, намотанных друг на друга в каждом проводе, а в четырехпарном кабеле с семью прядями на проводник всего 56 проводов (2 на пару × 4 пары × 7 прядей).
Кабель с одножильным сердечником предназначен для стационарных участков ( постоянная связь ). Он менее гибкий, чем многожильный кабель, и более склонен к выходу из строя при многократном сгибании из-за наклепа. Многожильный кабель используется в коммутационных панелях и для соединений от настенных портов к оконечным устройствам ( коммутационный шнур или ответвительный кабель), поскольку он сопротивляется растрескиванию проводов.
Разъемы для одножильного сердечника разработаны иначе, чем для многожильного. Использование соединителя с кабелем неправильного типа может привести к ненадежной прокладке кабеля. Вилки, предназначенные для одножильных и многожильных сердечников, легко доступны, а некоторые поставщики даже предлагают вилки, предназначенные для использования с обоими типами. В заделки блоки на патч-панели и настенные порт гнезда предназначены для использования с твердым жильного кабеля. Они работают по методу смещения изоляции, при котором устройство протыкает стороны изоляции и «втыкается» в медный проводник, образуя соединение. Перфорированные блоки используются в качестве коммутационных панелей или коммутационных боксов для кабеля витой пары.
Витая пара имеет следующие полезные атрибуты:
Витая пара имеет следующие ограничения:
СМИ, связанные с кабелями витой пары на Викискладе?
