Витая пара - технические характеристики, кабель UTP, STP, FTP

Витая пара
Витая пара

На Западе уже не каждый обыватель знает что такое "витая пара", что на первый взгляд странно, поскольку данный тип кабеля изобретён в США, причём довольно давно (первые попытки скручивать провода для уменьшения помех были ещё в XIX веке), да и IT-технологии там вроде как развиты получше. И тем не менее, это факт. У нас в любом подъезде любого многоквартирного дома можно увидеть частокол из стальных и полипропиленовых труб, внутри которых тянутся коаксиальные кабели (РК-75) и витые пары (как правило UTP) – сколько провайдеров, столько и труб, выбирай любого, и тогда от одной из этих труб к твоей квартире потянется та самая витая пара, может даже вместе с РК. А потом потянется и по самой квартире, либо до роутера, либо до компьютерной розетки, либо напрямую до компьютера.

В европейских многоквартирных домах, зачастую всё не так. Провайдер действительно тянет витую пару в дом, но по квартирам она уже не расползается, а заканчивается точкой доступа Wi-Fi. Ну а жильцы в итоге пользуются беспроводным Интернетом. Понятно, что это ещё не повсеместное явление, но тем не менее, стремительно растущее.

Ну а у нас вай-фай пока ещё в зачаточном состоянии (домашние маршрутизаторы и Макдональдсы не в счёт), и поэтому словосочетание "витая пара" знакомо почти всем. Так что же это такое, и зачем оно нужно именно в таком виде?

Для чего нужна витая пара


Так уж вышло, что передача электрического тока и передача данных при помощи электрического тока – это немного разное. Скажу больше, даже передача данных путём аналогового сигнала и цифрового сигнала – это тоже разные вещи. Если аналоговый сигнал поступая по обычному проводу (например, ТРП) по пути частично растеряется и даже нахватает что-то левое, это будет выражаться в уменьшении качества, громкости, появлению помех, шумов и т.д., но основной сигнал всё-таки дойдёт и телефонный разговор или прослушивание радио хоть и будут подпорчены, но всё-таки будут возможны.

Цифровой же сигнал несколько более капризный, и в ответ на все эти безобразия может просто не дойти. Вернее, он дойдёт, но в совершенно бесполезном виде, который будет просто набором импульсов, которые нельзя преобразовать во что-либо путное. Именно для того чтобы избежать подобные неприятности и применяется высокочастотный (но не коаксиальный) кабель под названием витая пара.

Когда по кабелю идёт высокочастотный сигнал, образуется электромагнитное излучение, которое и приводит к частичной потере этого сигнала. И чем больше расстояние между проводами (+ и -), тем потери выше. Поскольку в проводе ТРП жилы расположены на приличном расстоянии друг от друга, то и потери на таком проводе будут максимальные. А вот два скрученных провода наоборот, находятся максимально близко, электромагнитное излучение у обоих жил одинаковое, вследствие чего они (излучения) просто гасят друг друга, позволяя тем самым избежать потерь.

Но любой провод невольно служит ещё и антенной, которая принимает различные посторонние сигналы (наводка, помехи), которые конечному потребителю вовсе не нужны. Но поскольку провода в паре максимально приближены друг к другу, то помехи оба провода ловят одинаковые. Которые принимающая сторона уже легко опознаёт и просто обрезает.

Таким образом, витая пара отлично передаёт высокочастотный сигнал с минимальными потерями и помехами, и при этом выходит дешевле коаксиального кабеля.

Какие бывают витые пары


Витые пары различаются по:

Категориям (определяется частотой передаваемого сигнала);

Типам (определяется степенью экранированной защиты сигнала);

Видам изоляции;

Количеством пар.

Категории витой пары


На данный момент существует 7 категорий витой пары, хотя используются далеко не все из них.

Например, категория №1 и вовсе не является витой парой – это уже известный нам провод ТРП, он работает с частотой сигнала до 100 кГц, ничем не защищён и совершенно не подходит для компьютерных сетей.

Категория №2 – кабель из одной, либо двух витых пар с частотой до 1 МГц, в настоящее время не используется, за очень редкими исключениями.

Категория №3 – кабель из двух либо четырёх витых пар с частотой до 16 МГц;
Категория №4 – кабель из двух либо четырёх витых пар с частотой до 20 МГц.
Обе категории в наши дни используются только в тех местах, в которых они были проложены лет 6-10 назад и до сих пор не заменены. При прокладке новых трасс не используются, так как пропускная способность не превышает 16 Мб/сек. Впрочем, зависит от цели - витой парой можно не только интернет подключать, так что хоронить данные категории ещё рановато.

Категории №5 и №5e – кабель из двух и более (до 100) пар, работающих с частотой 100 МГц и 125 МГц соответственно. Самая распространённая категория в нынешнее время, пропускная способность – до 1000 Мб/сек.

Категории №6 и №6a – кабель из четырёх и более (до 100) пар, работающих с частотой 250 МГц и 500 МГц соответственно. Идёт на смену предыдущей категории, но вероятно, вытеснит полностью ещё нескоро. Передаёт данные со скоростью до 10 Гб/сек.

Категории №7 и №7a – кабель из четырёх и более (до 100) пар, работающих с частотой 600 МГц и 1200 МГц соответственно. Способен передавать данные со скоростью до 100 Гб/сек. Когда придёт на замену всем предыдущим – будет круто. Надеюсь, доживём.

Типы витой пары


STP – каждая витая пара в кабеле защищена экраном из проволочной оплётки, плюс имеется внешний экран;

FTP – витая пара не защищена, общий экран из фольги;

UTP – неэкранированные пары, так же отсутствует внешний экран. Наиболее распространённая витая пара для поквартирной разводки;

SF/UTP – неэкранированная витая пара, но двойной экран из медной оплётки и полимерной фольгированной алюминием плёнки;

S/FTP – экранированная фольгой витая пара, плюс внешний экран из медной оплётки.

Изоляция витой пары


Материал для изоляции проводников – ПВХ, полиэтилен, полипропилен, тефлон. Материал для внешней оболочки – ПВХ с добавлением мела, что помогает при зачистке кабеля, возможны варианты с добавлением полимеров препятствующих горению. Обычный цвет внешней оболочки – серый, но бывает и красный/оранжевый, это говорит о том, что оболочка негорючая.
Всё вышеперечисленное никоим образом не является чем-то взаимоисключающим: например кабель категории под номером 5 (наиболее популярная в настоящее время) запросто может быть как серым, так и оранжевым, и при этом иметь любой тип защиты (самый популярный тип - UTP).
Все эти данные всегда указываются на внешней оболочке кабеля, то есть: количество витых пар, сечение проводника (как правило 0.4 мм² либо 0.5 мм²), тип кабеля, категория и огнестойкость, которую впрочем, видно не глядя на буквы (оранжевый цвет). Так же на оболочке указан изготовитель, дата изготовления и для удобства ещё и метраж.