Как правильно пишется витая пара

From Wikipedia, the free encyclopedia

This article is about the type of wiring. For the film, see Twisted Pair (film).

Twisted pair cabling is a type of wiring used for communications in which two conductors of a single circuit are twisted together for the purposes of improving electromagnetic compatibility. Compared to a single conductor or an untwisted balanced pair, a twisted pair reduces electromagnetic radiation from the pair and crosstalk between neighboring pairs and improves rejection of external electromagnetic interference. It was invented by Alexander Graham Bell.^[1]

For additional noise immunity, twisted-pair cabling may be shielded. Cable with shielding is known as shielded twisted pair (STP) and without as unshielded twisted pair (UTP).

Explanation[edit]

A twisted pair can be used as a balanced line, which as part of a balanced circuit can greatly reduce the effect of noise currents induced on the line by coupling of electric or magnetic fields. The idea is that the currents induced in each of the two wires are very nearly equal. The twisting ensures that the two wires are on average the same distance from the interfering source and are affected equally. The noise thus produces a common-mode signal which can be cancelled at the receiver by detecting the difference signal only, the latter being the wanted signal.

Common-mode rejection starts to fail on untwisted wires when the noise source is close to the signal wires; the closer wire will couple with the noise more strongly and the receiver will be unable to eliminate it. This problem is especially apparent in telecommunication cables where pairs in the same cable lie next to each other for many miles. Twisting the pairs counters this effect as on each half twist the wire nearest to the noise-source is exchanged. Provided the interfering source remains uniform, or nearly so, over the distance of a single twist, the induced noise will remain common-mode.

The twist rate (also called pitch of the twist, usually defined in twists per metre) makes up part of the specification for a given type of cable. When nearby pairs have equal twist rates, the same conductors of the different pairs may repeatedly lie next to each other, partially undoing the benefits of twisting. For this reason it is commonly specified that, at least for cables containing small numbers of pairs, the twist rates must differ.^[2]

In contrast to shielded or foiled twisted pair (typically S/FTP or F/UTP cable shielding), UTP cable is not surrounded by any shielding. UTP is the primary wire type for telephone usage and is very common for computer networking.

History[edit]

The earliest telephones used telegraph lines which were single-wire earth return circuits. In the 1880s electric trams were installed in many cities, which induced noise into these circuits. In some countries, the tram companies were held responsible for disruption to existing telegraph lines and had to pay for remedial work.^[a] For new installations, however, it was necessary to protect against existing trams from the outset. Interference on telephone lines is even more disruptive than it is on telegraph lines. Telephone companies converted to balanced circuits, which had the incidental benefit of reducing attenuation, hence increasing range.

As electrical power distribution became more commonplace, this measure proved inadequate. Two wires, strung on either side of cross bars on utility poles, shared the route with electrical power lines. Within a few years, the growing use of electricity again brought an increase of interference, so engineers devised a method called wire transposition, to cancel out the interference.

In wire transposition, the wires exchange position once every several poles. In this way, the two wires would receive similar EMI from power lines. This represented an early implementation of twisting, with a twist rate of about four twists per kilometre, or six per mile. Such open-wire balanced lines with periodic transpositions still survive today in some rural areas.

Twisted-pair cabling was invented by Alexander Graham Bell in 1881.^[4] By 1900, the entire American telephone network was either twisted pair or open wire with transposition to guard against interference. Today, most of the millions of kilometres of twisted pairs in the world are outdoor landlines, owned and maintained by telephone companies, used for voice service.

Unshielded twisted pair[edit]

Unshielded twisted pair (UTP) cables are found in many Ethernet networks and telephone systems. For indoor telephone applications, UTP is often grouped into sets of 25 pairs according to a standard 25-pair color code originally developed by AT&T Corporation. A typical subset of these colors (white/blue, blue/white, white/orange, orange/white) shows up in most UTP cables. The cables are typically made with copper wires measured at 22 or 24 American Wire Gauge (AWG),^[5] with the colored insulation typically made from an insulator such as polyethylene or FEP and the total package covered in a polyethylene jacket.

For urban outdoor telephone cables containing hundreds or thousands of pairs, the cable is divided into small but identical bundles. Each bundle consists of twisted pairs that have different twist rates, as pairs having the same twist rate within the cable can still experience some degree of crosstalk. The bundles are in turn twisted together to make up the cable.

UTP is also the most common cable used in computer networking. Modern Ethernet, the most common data networking standard, can use UTP cables, with increasing data rates requiring higher specification variants of the UTP cable. Twisted-pair cabling is often used in data networks for short and medium-length connections because of its relatively lower costs compared to optical fiber and coaxial cable.

As UTP cable bandwidth has improved to match the baseband of television signals, UTP is now used in some video applications, primarily in security cameras.^[6] As UTP is a balanced transmission line, a balun is needed to connect to unbalanced equipment, for example any using BNC connectors and designed for coaxial cable.

Cable shielding[edit]

Twisted pair cables may incorporate shielding in an attempt to prevent electromagnetic interference. Shielding provides an electrically conductive barrier to attenuate electromagnetic waves external to the shield. The shield also provides a conduction path by which induced currents can be circulated and returned to the source via ground reference connection. Such shielding can be applied to individual pairs or to a collection of pairs. Shielding may be foil or braided wire.

When shielding is applied to a collection of pairs, it is usually referred to as screening, but usage among vendors and authors in applying such words as screening, shielding, and STP (shielded twisted pair) can be subject to variability.^[7][8] ISO/IEC 11801:2002 (Annex E) attempts to internationally standardize the various designations for shielded cables by using combinations of three letters — U for unshielded, S for braided shielding (in outer layer only), and F for foil shielding — to explicitly indicate the type of screen for overall cable protection and for protecting individual pairs or quads, using a two-part abbreviation in the form of x/xTP.

Shielded Cat 5e, Cat 6/6A, and Cat 8/8.1 cables typically have F/UTP construction, while shielded Cat 7/7_A and Cat 8.2 cables use S/FTP construction.^[9]

Because the shielding is conductive, it may also serve as a path to ground. A foil-shielded, twisted pair cable may have an integrally incorporated grounding wire called a drain wire which makes electrical contact with the shield. The purpose of the drain wire is for easy connection to terminals which are usually designed for connection of round wires.

Common shield construction types include:

Individual shield (U/FTP)

Individual shielding with aluminum foil for each twisted pair or quad. Common names: pair in metal foil (PiMF), shielded twisted pair, screened twisted pair. This type of shielding helps prevent EMI from entering or exiting individual pairs and also protects neighboring pairs from crosstalk.

Overall shield (F/UTP, S/UTP, and SF/UTP)

Overall foil, braided shield or braiding with foil across all of the pairs within the 100 ohm twisted pair cable. Common names: foiled twisted pair, shielded twisted pair, screened twisted pair. This type of shielding helps prevent EMI from entering or exiting the cable.

Individual and overall shield (F/FTP, S/FTP, and SF/FTP)

Individual shielding using foil between the twisted pair sets, and also an outer foil or braided shielding. Common names: fully shielded twisted pair, screened foiled twisted pair, shielded foiled twisted pair, screened shielded twisted pair, shielded screened twisted pair. This type of shielding helps prevent EMI from entering or exiting the cable and also protects neighboring pairs from crosstalk.

An early example of shielded twisted-pair was IBM STP-A, which is a two-pair 150 ohm S/FTP cable defined in 1985 by the IBM Cabling System specifications, and used with Token Ring or FDDI networks.^[7][10]

Common industry nomenclature for cable construction types

Industry abbreviations	ISO/IEC 11801 designation[A]	Cable shielding	Pair shielding	Illustration
UTP, TP	U/UTP	None	None
FTP, STP, ScTP	F/UTP	Foil	None
STP, ScTP	S/UTP	Braiding	None
SFTP, S-FTP, STP	SF/UTP	Braiding and Foil	None
STP, ScTP, PiMF	U/FTP	None	Foil
FFTP, STP	F/FTP	Foil	Foil
SSTP, SFTP, STP, STP PiMF	S/FTP	Braiding	Foil
SSTP, SFTP, STP	SF/FTP	Braiding and Foil	Foil

Types[edit]

Analog telephone[edit]

Before digital communication and Ethernet became widespread there was no international standard for telephone cable. Standards were set at a national level. For instance, in the UK the General Post Office specified CW1293 and CW1308 cables. CW1308 was a similar specification to the earlier CW1293 but with an improved color code. CW1293 used mostly solid colors on the cores making it difficult to identify the pair it was twisted with without stripping back a large amount of sheath. To solve this problem. CW1308 has narrow rings of the paired color printed over the base color. Both cables are a similar standard to category 3 cable.^[11][12]

Prior to the common use of polyethylene and other plastics for insulation, telephone twisted pair cable was insulated with waxed paper or cotton with a wax coating applied to the copper. The overall sheath of this type of cable was usually lead. This style of cable came into use in the late 19th century shortly after the invention of the telephone.^[13] The cable termination in termination boxes were sealed with molten wax or a resin to prevent the ingress of moisture which would seriously degrade the insulating properties of the paper insulation.^[14] However, such seals made future maintenance and changes more difficult. These cables are no longer made but are still occasionally encountered in old buildings and in various external areas, commonly rural villages.

Building infrastructure[edit]

Standard types of twisted pair cabling

Name	Typical construction	Bandwidth	Applications	Notes
Level 1		400 kHz	Telephone and modem lines	Not described in EIA/TIA recommendations. Unsuitable for modern systems.[15]
Level 2		4 MHz	Older terminal systems, e.g. IBM 3270	Not described in EIA/TIA recommendations. Unsuitable for modern systems.[15]
Cat 3	UTP[16]	16 MHz[16]	10BASE-T, 100BASE-T4[16]	Described in EIA/TIA-568. Unsuitable for speeds above 16 Mbit/s. Now mainly for telephone cables.[16]
Cat 4	UTP[16]	20 MHz[16]	16 Mbit/s Token Ring[16]	Not commonly used[16]
Cat 5	UTP[16]	100 MHz[16]	100BASE-TX, 1000BASE-T[16]	Common for current LANs. Superseded by Cat 5e, but most Cat 5 cables meet Cat 5e standards.[16] Limited to 100 m between equipment.
Cat 5e	UTP,[16] F/UTP, U/FTP[17]	100 MHz[16]	1000BASE-T, 2.5GBASE-T[16]	Enhanced Cat 5. Common for current LANs. Same construction as Cat 5, but with better testing standards.[16] Limited to 100m between equipment.
Cat 6	UTP,[16] F/UTP, U/FTP[18]	250 MHz[16]	5GBASE-T, 10GBASE-T	ISO/IEC 11801 2nd Ed. (2002), ANSI/TIA 568-B.2-1. Limited to 55 m distance at 10GBASE-T
Cat 6A	UTP, F/UTP, U/FTP, S/FTP	500 MHz	5GBASE-T, 10GBASE-T	Improved standards, tested to 500 MHz. Full 100 m distance at 10GBASE-T ISO/IEC 11801 2nd Ed. Am. 2. (2008), ANSI/TIA-568-C.1 (2009)
Cat 7	S/FTP, F/FTP	600 MHz	?	ISO/IEC 11801 2nd Ed. (2002). Only with GG45 or TERA connectors. It is not recognized by the EIA/TIA.
Cat 7A	S/FTP, F/FTP	1 GHz	?	ISO/IEC 11801 2nd Ed. Am. 2. (2008). Only with GG45 or TERA connectors. It is not recognized by the EIA/TIA.
Cat 8.1	F/UTP, U/FTP	2 GHz	25GBASE-T, 40GBASE-T	ANSI/TIA-568-C.2-1, ISO/IEC 11801-1:2017
Cat 8.2	S/FTP, F/FTP	2 GHz	25GBASE-T, 40GBASE-T	ISO/IEC 11801-1:2017

Loaded[edit]

A loaded twisted pair has intentionally added inductance and was formerly common practice on telecommunication lines. The added inductors are known as load coils and reduce attenuation for voiceband frequencies but increase it on higher frequencies. Load coils reduce distortion in voiceband on very long lines.^[19] In this context a line without load coils is referred to as an unloaded line.

Bonded[edit]

A bonded twisted pair is a construction variant in which the two wires of each pair are bonded together for the length of the cable. Pioneered by Belden, it is intended to help assure configuration consistency during and after installation. One key benefit is that the noise immunity performance of the cable can be protected despite potentially rough handling.^[20] The enhanced performance may be unnecessary and bonding reduces the flexibility of the cable and makes it prone to failure where it is flexed.^[21]

Twisted ribbon cable[edit]

A twisted ribbon cable is a variant of standard ribbon cable in which adjacent pairs of conductors are bonded and twisted together. The twisted pairs are then lightly bonded to each other in a ribbon format. Periodically along the ribbon, there are short sections with no twisting where connectors may be attached using the usual ribbon cable IDC techniques.^[22]

Solid-core vs. stranded cable[edit]

A solid-core cable uses one solid wire per conductor and in a four-pair cable there would be a total of eight solid wires.^[16] Stranded cable uses multiple wires wrapped around each other in each conductor and in a four-pair with seven strands per conductor cable, there would be a total of 56 wires (2 per pair × 4 pairs × 7 strands).^[16]

Solid core cable is intended for permanently installed runs (permanent link). It is less flexible than stranded cable and is more prone to failure if repeatedly flexed due to work hardening. Stranded cable is used at patch panels and for connections from wall-ports to end devices (patch cord or drop cable), as it resists cracking of the conductors.

Connectors are designed differently for solid core than for stranded. Use of a connector with the wrong cable type can lead to unreliable cabling. Plugs designed for solid and stranded core are readily available, and some vendors even offer plugs designed for use with both types. The punch-down blocks on patch-panel and wall-port jacks are designed for use with solid core cable. These work via the insulation-displacement method, whereby the device pierces the sides of the insulation and «bites» into the copper conductor to form a connection. Punchdown blocks are used as patch panels or as breakout boxes, for twisted pair cable.

Properties[edit]

Twisted pair has the following useful attributes:^[23]

• Electrical noise going into or coming from the cable can be prevented.
• Crosstalk is minimized.
• Cheapest form of cable available for networking purposes.
• Easy to handle and install.

Twisted pair has the following limitations:

• Deformation: twisted pair’s susceptibility to electromagnetic interference greatly depends on the pair twisting schemes staying intact during the installation. As a result, twisted pair cables usually have stringent requirements for maximum pulling tension as well as minimum bend radius. This fragility of twisted-pair cables makes the installation practices an important part of ensuring the cable’s performance.^[24]
• Delay skew: due to different twist rates used to minimize crosstalk between the pairs, different pairs within the cable have different lengths and thus different delays. This can degrade image quality when multiple pairs are used to carry components of a video signal. Low skew cable is available to mitigate this problem.^[25][26]
• Imbalance (see balanced line): differences between the two wires in a pair can cause coupling between the common mode and the differential mode. Line differential to common mode conversion produces common-mode currents that can cause external interference and can produce common-mode signals in other pairs. Common mode to differential mode conversion can produce differential mode signals from common-mode interference from other pairs or external sources. Imbalance can be caused by asymmetry between the two conductors of the pair from each other and in relationship to other wires and the shield. Some sources of asymmetry may result from differences in the conductor diameter and insulation thickness.^[b][27]

See also[edit]

• ANSI/TIA-568
• Balanced line
• Copper wire and cable
• Ethernet over twisted pair
• Litz wire
• Registered jack, often used as connectors for twisted pair
• Star quad cable increases cancellation of interference
• Tip and ring

Notes[edit]

References[edit]

External links[edit]

Media related to Twisted-pair cables at Wikimedia Commons

From Wikipedia, the free encyclopedia

This article is about the type of wiring. For the film, see Twisted Pair (film).

Twisted pair cabling is a type of wiring used for communications in which two conductors of a single circuit are twisted together for the purposes of improving electromagnetic compatibility. Compared to a single conductor or an untwisted balanced pair, a twisted pair reduces electromagnetic radiation from the pair and crosstalk between neighboring pairs and improves rejection of external electromagnetic interference. It was invented by Alexander Graham Bell.^[1]

For additional noise immunity, twisted-pair cabling may be shielded. Cable with shielding is known as shielded twisted pair (STP) and without as unshielded twisted pair (UTP).

Explanation[edit]

A twisted pair can be used as a balanced line, which as part of a balanced circuit can greatly reduce the effect of noise currents induced on the line by coupling of electric or magnetic fields. The idea is that the currents induced in each of the two wires are very nearly equal. The twisting ensures that the two wires are on average the same distance from the interfering source and are affected equally. The noise thus produces a common-mode signal which can be cancelled at the receiver by detecting the difference signal only, the latter being the wanted signal.

Common-mode rejection starts to fail on untwisted wires when the noise source is close to the signal wires; the closer wire will couple with the noise more strongly and the receiver will be unable to eliminate it. This problem is especially apparent in telecommunication cables where pairs in the same cable lie next to each other for many miles. Twisting the pairs counters this effect as on each half twist the wire nearest to the noise-source is exchanged. Provided the interfering source remains uniform, or nearly so, over the distance of a single twist, the induced noise will remain common-mode.

The twist rate (also called pitch of the twist, usually defined in twists per metre) makes up part of the specification for a given type of cable. When nearby pairs have equal twist rates, the same conductors of the different pairs may repeatedly lie next to each other, partially undoing the benefits of twisting. For this reason it is commonly specified that, at least for cables containing small numbers of pairs, the twist rates must differ.^[2]

In contrast to shielded or foiled twisted pair (typically S/FTP or F/UTP cable shielding), UTP cable is not surrounded by any shielding. UTP is the primary wire type for telephone usage and is very common for computer networking.

History[edit]

The earliest telephones used telegraph lines which were single-wire earth return circuits. In the 1880s electric trams were installed in many cities, which induced noise into these circuits. In some countries, the tram companies were held responsible for disruption to existing telegraph lines and had to pay for remedial work.^[a] For new installations, however, it was necessary to protect against existing trams from the outset. Interference on telephone lines is even more disruptive than it is on telegraph lines. Telephone companies converted to balanced circuits, which had the incidental benefit of reducing attenuation, hence increasing range.

As electrical power distribution became more commonplace, this measure proved inadequate. Two wires, strung on either side of cross bars on utility poles, shared the route with electrical power lines. Within a few years, the growing use of electricity again brought an increase of interference, so engineers devised a method called wire transposition, to cancel out the interference.

In wire transposition, the wires exchange position once every several poles. In this way, the two wires would receive similar EMI from power lines. This represented an early implementation of twisting, with a twist rate of about four twists per kilometre, or six per mile. Such open-wire balanced lines with periodic transpositions still survive today in some rural areas.

Twisted-pair cabling was invented by Alexander Graham Bell in 1881.^[4] By 1900, the entire American telephone network was either twisted pair or open wire with transposition to guard against interference. Today, most of the millions of kilometres of twisted pairs in the world are outdoor landlines, owned and maintained by telephone companies, used for voice service.

Unshielded twisted pair[edit]

Unshielded twisted pair (UTP) cables are found in many Ethernet networks and telephone systems. For indoor telephone applications, UTP is often grouped into sets of 25 pairs according to a standard 25-pair color code originally developed by AT&T Corporation. A typical subset of these colors (white/blue, blue/white, white/orange, orange/white) shows up in most UTP cables. The cables are typically made with copper wires measured at 22 or 24 American Wire Gauge (AWG),^[5] with the colored insulation typically made from an insulator such as polyethylene or FEP and the total package covered in a polyethylene jacket.

For urban outdoor telephone cables containing hundreds or thousands of pairs, the cable is divided into small but identical bundles. Each bundle consists of twisted pairs that have different twist rates, as pairs having the same twist rate within the cable can still experience some degree of crosstalk. The bundles are in turn twisted together to make up the cable.

UTP is also the most common cable used in computer networking. Modern Ethernet, the most common data networking standard, can use UTP cables, with increasing data rates requiring higher specification variants of the UTP cable. Twisted-pair cabling is often used in data networks for short and medium-length connections because of its relatively lower costs compared to optical fiber and coaxial cable.

As UTP cable bandwidth has improved to match the baseband of television signals, UTP is now used in some video applications, primarily in security cameras.^[6] As UTP is a balanced transmission line, a balun is needed to connect to unbalanced equipment, for example any using BNC connectors and designed for coaxial cable.

Cable shielding[edit]

Twisted pair cables may incorporate shielding in an attempt to prevent electromagnetic interference. Shielding provides an electrically conductive barrier to attenuate electromagnetic waves external to the shield. The shield also provides a conduction path by which induced currents can be circulated and returned to the source via ground reference connection. Such shielding can be applied to individual pairs or to a collection of pairs. Shielding may be foil or braided wire.

When shielding is applied to a collection of pairs, it is usually referred to as screening, but usage among vendors and authors in applying such words as screening, shielding, and STP (shielded twisted pair) can be subject to variability.^[7][8] ISO/IEC 11801:2002 (Annex E) attempts to internationally standardize the various designations for shielded cables by using combinations of three letters — U for unshielded, S for braided shielding (in outer layer only), and F for foil shielding — to explicitly indicate the type of screen for overall cable protection and for protecting individual pairs or quads, using a two-part abbreviation in the form of x/xTP.

Shielded Cat 5e, Cat 6/6A, and Cat 8/8.1 cables typically have F/UTP construction, while shielded Cat 7/7_A and Cat 8.2 cables use S/FTP construction.^[9]

Because the shielding is conductive, it may also serve as a path to ground. A foil-shielded, twisted pair cable may have an integrally incorporated grounding wire called a drain wire which makes electrical contact with the shield. The purpose of the drain wire is for easy connection to terminals which are usually designed for connection of round wires.

Common shield construction types include:

Individual shield (U/FTP)

Individual shielding with aluminum foil for each twisted pair or quad. Common names: pair in metal foil (PiMF), shielded twisted pair, screened twisted pair. This type of shielding helps prevent EMI from entering or exiting individual pairs and also protects neighboring pairs from crosstalk.

Overall shield (F/UTP, S/UTP, and SF/UTP)

Overall foil, braided shield or braiding with foil across all of the pairs within the 100 ohm twisted pair cable. Common names: foiled twisted pair, shielded twisted pair, screened twisted pair. This type of shielding helps prevent EMI from entering or exiting the cable.

Individual and overall shield (F/FTP, S/FTP, and SF/FTP)

Individual shielding using foil between the twisted pair sets, and also an outer foil or braided shielding. Common names: fully shielded twisted pair, screened foiled twisted pair, shielded foiled twisted pair, screened shielded twisted pair, shielded screened twisted pair. This type of shielding helps prevent EMI from entering or exiting the cable and also protects neighboring pairs from crosstalk.

An early example of shielded twisted-pair was IBM STP-A, which is a two-pair 150 ohm S/FTP cable defined in 1985 by the IBM Cabling System specifications, and used with Token Ring or FDDI networks.^[7][10]

Common industry nomenclature for cable construction types

Industry abbreviations	ISO/IEC 11801 designation[A]	Cable shielding	Pair shielding	Illustration
UTP, TP	U/UTP	None	None
FTP, STP, ScTP	F/UTP	Foil	None
STP, ScTP	S/UTP	Braiding	None
SFTP, S-FTP, STP	SF/UTP	Braiding and Foil	None
STP, ScTP, PiMF	U/FTP	None	Foil
FFTP, STP	F/FTP	Foil	Foil
SSTP, SFTP, STP, STP PiMF	S/FTP	Braiding	Foil
SSTP, SFTP, STP	SF/FTP	Braiding and Foil	Foil

Types[edit]

Analog telephone[edit]

Before digital communication and Ethernet became widespread there was no international standard for telephone cable. Standards were set at a national level. For instance, in the UK the General Post Office specified CW1293 and CW1308 cables. CW1308 was a similar specification to the earlier CW1293 but with an improved color code. CW1293 used mostly solid colors on the cores making it difficult to identify the pair it was twisted with without stripping back a large amount of sheath. To solve this problem. CW1308 has narrow rings of the paired color printed over the base color. Both cables are a similar standard to category 3 cable.^[11][12]

Prior to the common use of polyethylene and other plastics for insulation, telephone twisted pair cable was insulated with waxed paper or cotton with a wax coating applied to the copper. The overall sheath of this type of cable was usually lead. This style of cable came into use in the late 19th century shortly after the invention of the telephone.^[13] The cable termination in termination boxes were sealed with molten wax or a resin to prevent the ingress of moisture which would seriously degrade the insulating properties of the paper insulation.^[14] However, such seals made future maintenance and changes more difficult. These cables are no longer made but are still occasionally encountered in old buildings and in various external areas, commonly rural villages.

Building infrastructure[edit]

Standard types of twisted pair cabling

Name	Typical construction	Bandwidth	Applications	Notes
Level 1		400 kHz	Telephone and modem lines	Not described in EIA/TIA recommendations. Unsuitable for modern systems.[15]
Level 2		4 MHz	Older terminal systems, e.g. IBM 3270	Not described in EIA/TIA recommendations. Unsuitable for modern systems.[15]
Cat 3	UTP[16]	16 MHz[16]	10BASE-T, 100BASE-T4[16]	Described in EIA/TIA-568. Unsuitable for speeds above 16 Mbit/s. Now mainly for telephone cables.[16]
Cat 4	UTP[16]	20 MHz[16]	16 Mbit/s Token Ring[16]	Not commonly used[16]
Cat 5	UTP[16]	100 MHz[16]	100BASE-TX, 1000BASE-T[16]	Common for current LANs. Superseded by Cat 5e, but most Cat 5 cables meet Cat 5e standards.[16] Limited to 100 m between equipment.
Cat 5e	UTP,[16] F/UTP, U/FTP[17]	100 MHz[16]	1000BASE-T, 2.5GBASE-T[16]	Enhanced Cat 5. Common for current LANs. Same construction as Cat 5, but with better testing standards.[16] Limited to 100m between equipment.
Cat 6	UTP,[16] F/UTP, U/FTP[18]	250 MHz[16]	5GBASE-T, 10GBASE-T	ISO/IEC 11801 2nd Ed. (2002), ANSI/TIA 568-B.2-1. Limited to 55 m distance at 10GBASE-T
Cat 6A	UTP, F/UTP, U/FTP, S/FTP	500 MHz	5GBASE-T, 10GBASE-T	Improved standards, tested to 500 MHz. Full 100 m distance at 10GBASE-T ISO/IEC 11801 2nd Ed. Am. 2. (2008), ANSI/TIA-568-C.1 (2009)
Cat 7	S/FTP, F/FTP	600 MHz	?	ISO/IEC 11801 2nd Ed. (2002). Only with GG45 or TERA connectors. It is not recognized by the EIA/TIA.
Cat 7A	S/FTP, F/FTP	1 GHz	?	ISO/IEC 11801 2nd Ed. Am. 2. (2008). Only with GG45 or TERA connectors. It is not recognized by the EIA/TIA.
Cat 8.1	F/UTP, U/FTP	2 GHz	25GBASE-T, 40GBASE-T	ANSI/TIA-568-C.2-1, ISO/IEC 11801-1:2017
Cat 8.2	S/FTP, F/FTP	2 GHz	25GBASE-T, 40GBASE-T	ISO/IEC 11801-1:2017

Loaded[edit]

A loaded twisted pair has intentionally added inductance and was formerly common practice on telecommunication lines. The added inductors are known as load coils and reduce attenuation for voiceband frequencies but increase it on higher frequencies. Load coils reduce distortion in voiceband on very long lines.^[19] In this context a line without load coils is referred to as an unloaded line.

Bonded[edit]

A bonded twisted pair is a construction variant in which the two wires of each pair are bonded together for the length of the cable. Pioneered by Belden, it is intended to help assure configuration consistency during and after installation. One key benefit is that the noise immunity performance of the cable can be protected despite potentially rough handling.^[20] The enhanced performance may be unnecessary and bonding reduces the flexibility of the cable and makes it prone to failure where it is flexed.^[21]

Twisted ribbon cable[edit]

A twisted ribbon cable is a variant of standard ribbon cable in which adjacent pairs of conductors are bonded and twisted together. The twisted pairs are then lightly bonded to each other in a ribbon format. Periodically along the ribbon, there are short sections with no twisting where connectors may be attached using the usual ribbon cable IDC techniques.^[22]

Solid-core vs. stranded cable[edit]

A solid-core cable uses one solid wire per conductor and in a four-pair cable there would be a total of eight solid wires.^[16] Stranded cable uses multiple wires wrapped around each other in each conductor and in a four-pair with seven strands per conductor cable, there would be a total of 56 wires (2 per pair × 4 pairs × 7 strands).^[16]

Solid core cable is intended for permanently installed runs (permanent link). It is less flexible than stranded cable and is more prone to failure if repeatedly flexed due to work hardening. Stranded cable is used at patch panels and for connections from wall-ports to end devices (patch cord or drop cable), as it resists cracking of the conductors.

Connectors are designed differently for solid core than for stranded. Use of a connector with the wrong cable type can lead to unreliable cabling. Plugs designed for solid and stranded core are readily available, and some vendors even offer plugs designed for use with both types. The punch-down blocks on patch-panel and wall-port jacks are designed for use with solid core cable. These work via the insulation-displacement method, whereby the device pierces the sides of the insulation and «bites» into the copper conductor to form a connection. Punchdown blocks are used as patch panels or as breakout boxes, for twisted pair cable.

Properties[edit]

Twisted pair has the following useful attributes:^[23]

• Electrical noise going into or coming from the cable can be prevented.
• Crosstalk is minimized.
• Cheapest form of cable available for networking purposes.
• Easy to handle and install.

Twisted pair has the following limitations:

• Deformation: twisted pair’s susceptibility to electromagnetic interference greatly depends on the pair twisting schemes staying intact during the installation. As a result, twisted pair cables usually have stringent requirements for maximum pulling tension as well as minimum bend radius. This fragility of twisted-pair cables makes the installation practices an important part of ensuring the cable’s performance.^[24]
• Delay skew: due to different twist rates used to minimize crosstalk between the pairs, different pairs within the cable have different lengths and thus different delays. This can degrade image quality when multiple pairs are used to carry components of a video signal. Low skew cable is available to mitigate this problem.^[25][26]
• Imbalance (see balanced line): differences between the two wires in a pair can cause coupling between the common mode and the differential mode. Line differential to common mode conversion produces common-mode currents that can cause external interference and can produce common-mode signals in other pairs. Common mode to differential mode conversion can produce differential mode signals from common-mode interference from other pairs or external sources. Imbalance can be caused by asymmetry between the two conductors of the pair from each other and in relationship to other wires and the shield. Some sources of asymmetry may result from differences in the conductor diameter and insulation thickness.^[b][27]

See also[edit]

• ANSI/TIA-568
• Balanced line
• Copper wire and cable
• Ethernet over twisted pair
• Litz wire
• Registered jack, often used as connectors for twisted pair
• Star quad cable increases cancellation of interference
• Tip and ring

Notes[edit]

References[edit]

External links[edit]

Media related to Twisted-pair cables at Wikimedia Commons

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Вита́я па́ра (англ. twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (который ошибочно называют RJ45).

Виды кабеля, применяемого в сетях

В зависимости от наличия защиты — электрически заземлённой медной оплётки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:

• неэкранированная витая пара (англ. UTP — Unshielded twisted pair) — без защитного экрана;
• фольгированная витая пара (англ. FTP — Foiled twisted pair), также известна как F/UTP) — присутствует один общий внешний экран в виде фольги;
• экранированная витая пара (англ. STP — Shielded twisted pair) — присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;
• фольгированная экранированная витая пара (англ. S/FTP — Screened Foiled twisted pair) — внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;
• незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP — или с англ. Screened Foiled Unshielded twisted pair).Отличие от других типов витых пар заключается в наличии двойного внешнего экрана, сделанного из медной оплётки, а также фольги.

Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних и т. д. Экран по всей длине соединён с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.

В зависимости от структуры проводников — кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы и называется жила-монолит, а во втором — из нескольких и называется жила-пучок.

Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т. д. с последующим терминированием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для «врезания» в разъёмы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше.

В свою очередь многожильный кабель плохо переносит «врезание» в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручивании. Кроме того, многожильный провод обладает бо́льшим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (англ. patchcord), соединяющих периферию с розетками.

Конструкция витопарного кабеля

Витопарный кабель состоит из нескольких витых пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4—0,6 мм. Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 22-26AWG. В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника — около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории — полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего широкий рабочий диапазон температур

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки — при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Внешняя оболочка 4-парных кабелей имеет толщину 0,5—0,9 мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции (так называемых пленум-областях).

В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей — серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки.

Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки.

Форма внешней оболочки кабеля витая пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для прокладки под ковровым покрытием может использоваться плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

Категории кабеля

Существует несколько категорий кабеля витая пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 (правильно category или категория, сокращение «CAT», «Cat» следует писать с точкой — «Cat.», потому как категория и кошка — разные вещи) и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях) и в международном стандарте ISO 11801, а также приняты ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008 (переводы одного из руководств производителя).

• CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) — телефонный кабель, всего одна пара (в России применяется кабель и вообще без скруток — «лапша» — у неё характеристики не хуже, но больше влияние помех). В США использовался ранее, только в «скрученном» виде. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.

• CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старый тип кабеля, 2 пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях Token ring и Arcnet. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.

• CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парный кабель, используется при построении телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров ^[1]. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.

• CAT4 (полоса частот 20 МГц) — кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.

• CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар.

• CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.

• CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с и до 10 гигабит на расстояние до 50 м. Добавлен в стандарт в июне 2002 года.

• CAT6a (полоса частот 500 МГц) — применяется в сетях Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с и планируется использовать его для приложений, работающих на скорости до 40 Гбит/с. Добавлен в стандарт в феврале 2008 года.

• CAT7 (полоса частот 600—700 МГц) — спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

• CAT7a (полоса частот 1200 МГц) — разработана для передачи данных на скоростях до 40 Гбит/с.

Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 100±15 Ом, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.

Схемы обжима

Существует два варианта обжима разъёма на кабеле:

• для создания прямого кабеля — для соединения порта сетевой карты с коммутатором или концентратором,
• для создания перекрёстного (использующего кроссированный MDI, англ. MDI-X) кабеля, имеющего инвертированную разводку контактов разъёма для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей концентраторов или коммутаторов (uplink-порт).

Обжимается разъём 8P8C(зачастую ошибочно именуемый RJ45).

Прямой кабель (straight through cable)

Вариант по стандарту EIA/TIA-568A

Вариант по стандарту EIA/TIA-568B (используется чаще)

В случае, если нужен кабель MDI с внешним кроссированием, так называемый «прямой» кабель для подключения компьютер на хаб/свитч используются следующие схемы:

---

При соединении EIA/TIA-568B, AT&T 258A 1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый

Старые цвета витой пары: 1: синий 2: оранжевый 3: чёрный 4: красный 5: зелёный 6: жёлтый 7: коричневый 8: серый

---

При соединении EIA/TIA-568A 1: Бело-зеленый 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Синий 5: Бело-синий 6: Оранжевый 7: Бело-коричневый 8: Коричневый

---

По одной из этих схем обжимаются разъёмы с обеих сторон.

— Ethernet Cable — Color Coding Diagram (англ.)

Перекрёстный кабель (crossover cable)

Используется для соединения однотипного оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако некоторые сетевые карты способны автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него.
Вариант для скорости 100 Мбит/с

Если нужен кабель MDI-X с внутренним кроссированием, «crossover» кабель для соединения например, «компьютер-компьютер» (со скоростью до 100 Мб/с), то с одной стороны кабеля применяется схема EIA/TIA-568B, с другой EIA/TIA-568А

— Ethernet Cable — Color Coding Diagram (англ.)

Вариант для скорости 1000 Мбит/с

Для соединений на скоростях до 1000Мб/с при изготовлении «crossover» кабеля одну сторону надо обжать по стандарту EIA/TIA-568B, а вторую так:

1: Бело-зелёный 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Бело-коричневый 5: Коричневый 6: Оранжевый 7: Синий 8: Бело-синий

— Crossover Patchkabel Gigabit (1000 BaseT) (нем.)

Общие положения

Пара 1-2 (TDP-TDN) всегда требуется для передачи от порта MDI к порту MDI-X, пара 3-6 (RDP-RDN) — для приёма портом MDI от порта MDI-X; пары 4-5 и 7-8 применяются в зависимости от потребности (например, при использовании кабеля категории 3 в спецификации 100Base-T4) и обычно двунаправленные.

№	Обозначение	Описание
1	TX+	Прямой сигнал передачи
2	TX-	Инверсный сигнал передачи
3	RX+	Прямой сигнал приема
4
5
6	RX-	Инверсный сигнал приема
7
8

Использование кабеля, обжатого не по стандарту, может привести (в зависимости от длины кабеля) к тому, что кабель не будет работать совсем или будет очень большой процент потерь передаваемых пакетов.^[2].

Для проверки правильности обжатия кабеля, помимо визуального контроля, используют специальные устройства — кабельные тестеры. Такое устройство состоит из передатчика и приёмника. Передатчик поочерёдно подаёт сигнал на каждую из восьми жил кабеля, дублируя эту передачу зажиганием одного из восьми светодиодов, а на приёмнике, подсоединённому к другому концу линии, соответственно загорается один из восьми светодиодов. Если на передаче и на приёме светодиоды загораются подряд, значит, кабель обжат без ошибки. Более дорогие модели кабельных тестеров могут иметь встроенное переговорное устройство, индикатор обрыва с указанием расстояния до обрыва и пр.

Данные схемы обжимки подходят как для 100-мегабитного соединения, так и для гигабитного. При использовании 100-мегабитного соединения используются только 2 из 4 пар, а именно оранжевая и зелёная(пара 1-2 (TDP-TDN) и пара 3-6 (RDP-RDN)). Синяя и коричневая пары в таком случае могут быть использованы для подключения второго компьютера по тому же кабелю. Каждый конец кабеля раздваивают на два по две пары, и получают как бы два кабеля, но под одной изоляцией. Однако данная схема подключения может снизить скорость и качество передачи информации. При использовании гигабитного соединения используются 4 пары проводников.

Также существуют ограничения на выбор схемы перекрёстного соединения жил, накладываемые стандартом Power over Ethernet (POE), Power over Ethernet стандартизирован по стандарту IEEE 802.3af-2003. При прямом соединении жил в кабеле («один к одному»), данный стандарт будет работать автоматически.

Монтаж

При монтаже кабеля витой пары должен выдерживаться минимально допустимый радиус изгиба (8 внешних диаметров кабеля). Больший изгиб может привести к увеличению внешних наводок на сигнал или привести к разрушению оболочки кабеля.

При монтаже экранированной витой пары необходимо следить за целостностью экрана по всей длине кабеля. Растяжение или изгиб кабеля приводит к разрушению экрана, что ведёт к снижению устойчивости к электромагнитным помехам. Дренажный провод должен быть соединён с экраном разъёма.

Примечания

См. также

• Кабельный тестер
• Коаксиальный кабель
• Оптоволокно
• Стриппер
• Перекрёстные помехи

Ссылки

• Схема цветового кодирования витых пар и проводников в СКС

Несмотря на то, что оптические кабельные линии связи постепенно становятся доступнее, появляется больше устройств, поддерживающих работу с ними, и в целом работа с этим материалом становится проще, кабели типа витая пара, как и раньше, остаются самым доступным и удобным способом для подключения Интернета.

Определение и устройство

Так что такое витая пара и почему она собственно витая? Дело в том, что этот кабель состоит из скрученных между собой пар проводников. От выбора материала проводника, количества витков, изоляции и наличия экрана зависит пропускная способность, дальность действия и условия эксплуатации шнура. Интернет кабель применяется для соединения устройств и передачи информации по технологии Ethernet.

Основное отличие  от остальных кабелей — это то, что один проводник обвивает другой, поэтому кабель и носит такое название. Сигнал подаётся сразу на оба проводника пары, но по одному из них он идёт в противофазе. Получая сигнал по паре проводов, полезный сигнал суммируется (потому что он идёт в противофазе), а помехи вычитаются (они идут в одной фазе). Тем самым можно избавиться от большого количества помех для сигнала. Дополнительно жилы скручивают друг с другом для уменьшения наводок.

Преимущества применения

Преимущества использования перед другими типами кабелей:

• Доступность;
• Простота монтажа благодаря небольшой толщине и гибкости кабеля;
• Удобство работы с кабелем, поскольку для этого не требуется дорогого оборудования;
• Прочность и долговечность.

Виды

Существует много видов витой пары. Она может отличаться по количеству жил, наличием или отсутствием экранирования и типом оболочки. Каждый из этих видов подходит для определённой технологии и условий эксплуатации.

Число жил

Провод состоит из жил. Количество этих жил должно быть кратно 2. На данный момент существуют кабели с одной парой – 2 жилы, с двумя парами – 4 жилы и четырьмя парами – 8 жил.

Экранирование

Кабель бывает экранированный и неэкранированный. Для использования дома вполне пригоден без экранирования. Тип экрана выбирается, исходя из внешних условий и возможных наводок на провод.

• U/UTP — без экрана, применяется в домах и офисах, где нет сильных наводок;
• FTP (F/UTP) – с экраном, сделанным из фольги;
• STP (S/UTP) – экранирование происходит за счёт медной оплетки поверх всех пар;
• S/FTP, SF/UTP – фольга на каждой паре и все пары поверх экранированы медной оплёткой;
• U/FTP – каждая пара экранирована фольгой;
• F/FTP – фольга на каждой из пар и общий фольгированный слой;
• SF/FTP – этот вид кабеля имеет три экрана. Каждая пара экранирована фольгой, дополнительно фольгой экранированы все пары вместе и поверх экранированы медной оплёткой.

Слой из фольги предохраняет от окружающей среды и окислов. Медная оплётка предназначена для защиты кабеля от электромагнитных наводок.

Оболочка

В зависимости от места использования кабеля, используется несколько разновидностей оболочки.

• PVC – пластиковая оболочка, используется для прокладки внутри помещений;
• PE – слой из полиэтилена. Более прочная, чем оболочка из пластика, может использоваться для прокладки на улице;
• PP – полипропиленовый слой, устойчивый к внешней среде и температуре до 140 градусов Цельсия;
• FR – защита, способна находится в открытом огне до 180 минут;
• LS – при горении кабеля выделяется минимум дыма;
• ZH – не токсична при горении;
• B – броня, применяется при прокладке кабеля в грунте;
• С – провод с силовым элементом, используется при подвесе кабеля.

Категории

Самое широкое распространение получила категория 5e. Именно этим ethernet кабелем соединяется оборудование провайдера и квартирного роутера. Этим же кабелем происходит подключение к маршрутизатору различных устройств, таких как персональный компьютер, телевизор, игровая консоль и т.д. Но категорий на самом деле гораздо больше. Одни уже не используются из-за недостаточной пропускной способности, другие же, наоборот, не применяются в повседневной жизни из-за слишком высокой пропускной способности и, следовательно, дороговизны.

Провод делится на категории, исходя из количества жил, количества витков и используемого частотного диапазона. От этих параметров будет зависеть скорость передачи данных витой пары и то, на какое максимальное расстояние она сможет их передать без потери сигнала.

• Cat.1 – 1 пара работающая на частоте от 0,1 до 0,4 МГц. Применяется для аналоговой телефонной линии и доступа в интернет через модем;
• Cat.2 – 2 пары работающие на частоте от 1 до 4 МГц;
• Cat.3 – 4 пары работающие на частоте 16 МГц. Применяются для Ethernet стандарта 10BASE-T (скорость 10 Мбит/с) и 100BASE-T4 (100 Мбит/с). Указанная скорость гарантируется при длине кабеля до 100 метров;
• Cat.4 – 4 пары на частоте 20 МГц. Применяется для технологии Token ring и 10BASE-T, 100BASE. Скорость по такой устаревшей технологии не может быть выше 16 Мбит/с. Сейчас уже не применяется;
• Cat.5 – 4 пары на частоте 100 МГц. Применяется в стандарте 100BASE-TX, 100 Мбит/с. Максимальная длина — 100 метров;
• Cat.5e – 4 пары, работающие на 100 МГц по стандарту 1000BASE-T, обеспечивает скорость до 1000 Мбит/с. Максимальная длина витой пары категории 5e для поддержания указанной скорости — не более 100 метров;
• Cat.6 – 4 пары. Частота 250 МГц. Применяется в технологиях Fast Ethernet и Gigabite Ethernet (10GBASE-T). Способен обеспечивать передачу данных до 10 Гбит/с на расстоянии до 55 метров;
• Cat.6e – 4 пары на частоте 500 МГц. применяется в технологии (10GBASE-T) и обеспечивает скорость до 10 Гбит/с на расстоянии до 100 метров;
• Cat.7 – 4 пары, рабочая частота составляет 600 МГц. Используется в технологии (10GBASE-T). Скорость 10 Гбит/с при длине кабеля до 100 метров. Относится не к UTP, а к S/FTP. В нём применяется не только общий экран, но и экран для каждой пары;
• Cat.7a – 4 пары, рабочая частота 1200 МГц. Применяется в Gigabit Ethernet (40GbE, 100GbE) 40 Гбит/с до 100 метров, и 100 Гбит/с до 15 метров.

Типы проводников

Провод изготавливают из разных материалов с различной толщиной. И от их качества и сечения сильно зависит цена.

Материал

Каноничным металлом для провода считается медь. Но она довольно дорога сама по себе, и не всегда нужна для применения. Поэтому в данный момент можно увидеть три основных материала:

• Алюминий. Провод, сделанный из алюминия, значительно легче и дешевле медного. Это все его преимущества, дальше идут только недостатки. Электропроводность алюминия ниже, чем у меди, в 1,7 раз. На небольших участках это не заметно, но на длинных участках, граничащих с максимально допустимыми длинами, это может стать серьёзной проблемой. С алюминиевых проводов со временем могут сползать коннекторы. Материал сильно подвержен коррозии и его применение недопустимо в сырых помещениях или на улице, поскольку из-за повреждения коррозией электропроводность жилы значительно ухудшается. Провод из алюминия не такой гибкий, как медный, поэтому его несколько сложнее монтировать и проще повредить. Идеальное место применения кабеля с алюминиевыми жилами — это сухое помещение, например, квартира или офис, где длины кабеля не превышают половины, разрешённой используемым стандартом. Таким кабелем не получится запитать устройства по технологии PoE (Power over Ethernet). Эта технология позволяет передавать на устройство сигнал и электропитание через данный провод;
• Омеднённый алюминий. Представляет собой алюминиевый кабель с нанесённым на его поверхность медным слоем. Этот кабель тоже значительно легче медного, но уже не так дёшев. Разница с медным кабелем составляет около 15%. Преимущество над кабелем из чистого алюминия заключается в улучшенной электропроводности и защите от коррозии. Но даже несмотря на то, что проводимость уже значительно лучше, чем у алюминиевого, технология PoE плохо работает на таком кабеле;
• Медь. Провод, изготовленный из меди, тяжелее и дороже всех остальных. Но именно она позволяет выжать из использованной технологии всё, что задумано. И именно при медном исполнении пропускная способность витой пары будет максимальна. Сеть, построенная из медного кабеля будет самой качественной и долговечной.

Исполнение проводников

Проводники могут быть одножильными и многожильными.

• Одножильный (Solid). Представляет из себя цельную жилу из одного проводника. Подходит для передачи сигнала на длительные расстояния. Подходит для обжима ручным инструментом;
• Многожильный (Stranded), состоит из нескольких проводников скрученных по спирали. Более гибкий и хорошо подходит для изготовления патч-кордов. Не очень подходит для обжима ручным инструментом.

Сечение

Чем толще сечение жилы витой пары, тем больше можно пропустить по нему информации, и тем выше дальность передачи. Деление на категории уже само подразумевает то, что для выбранной категории кабеля будет выдержано требуемое сечение провода. Для маркировки сечения проводника придумана маркировка – AWG. На русский язык эта аббревиатура переводится как – Американский калибр проводов. Если говорить упрощённо, то для каждого значения AWG есть свой диаметр жилы и площадь её поперечного сечения. Для одножильного и многожильного кабеля эти значения будут разными.

Для категории Cat.5e стандарт — 24AWG. Это означает что для его полноценной работы диаметр каждого провода должен составлять 0,511 мм, что означает площадь поперечного сечения 0,205 кв. мм.

Маркировка

Характеристики, которые должны поддерживать сетевые кабели связи, и в каких условиях, описаны в стандарте iso 11801 (редакция 3). Но для обычного пользователя, и даже для монтажника кабельных сетей эти знания избыточны. Для построения качественной локальной сети достаточно описанных здесь параметров.

Чтобы понять, какая маркировка для витой пары используется в настоящий момент, можно просто взять кусок кабеля и посмотреть, что же на нём написано.

Из изображения видно, что на кабеле указана следующая информация:

• U/UTP – это информация об используемом экране, здесь его нет;
• Cat 5e – категория кабеля. Эта витая пара поддерживает максимальную скорость в 1Гбит/с на расстоянии до 100 метров;
• PVC – используется пластиковая оболочка для прокладки внутри помещений;
• 4x2x0,48 – кабель состоит из четырех пар. Диаметр жилы составляет 0,48 мм. Может быть использована другая маркировка, где вместо диаметра указывается значение AWG, например, 4x2x24AWG;
• SOLID – каждая жила состоит из одного проводника;
• Verified to ISO/IEC 11801 – соответствие указанному стандарту;
• 07/16 – дата выпуска;
• 284m — оставшийся или израсходованный метраж кабеля.

Выбор кабеля

Провод выбирается, исходя из условий эксплуатации и применяемой технологии. Стоит выбирать провод категории Cat.5e. Если прокладка будет происходить внутри помещения, то можно выбрать кабель для Интернета — витую пару без экрана U/UTP. Если на кабель возможно воздействие различных наводок, то в зависимости от их силы нужно подбирать экранирование. Для сухого и теплого помещения, где на кабель не будет воздействовать прямой солнечный свет, стоит выбирать оболочку PVC. Для более агрессивных сред и для кабелей, которые будут нести важную функцию, стоит выбирать внешнюю оболочку попрочнее. Для прокладки в грунте нужно выбирать кабель в броне B, а для подвеса C.

Для максимального качества передачи должен применяться одножильный кабель, сделанный из меди. Если высоких скоростей и больших длин кабеля не предусматривается, то можно сэкономить, выбрав алюминиевый или омеднённый тип исполнения.

Схема обжима

Для обжима кабеля используются коннекторы RJ-45.

Так их прозвали в народе, правильное название этих разъёмов 8P8C.

Обжим витой пары подробно расписан в другой статье, он происходит по прямой или обратной схеме. В основном используется первый вариант. Эти стандарты обозначены на схеме.

Иногда может потребоваться перекрёстный обжим (кросс), он применяется для соединения одинаковой техники, например, компьютер-компьютер, роутер-роутер и тд.

Как правильно пишется словосочетание «витая пара»

• Как правильно пишется слово «витать»
• Как правильно пишется слово «пара»

Отредактировано: 03.02.2023

Кабель и коннекторы витой пары

Что такое витая пара? Витая пара — это обычный медный провод, который применяется для прокладки сетей, кроме него используют, в основом, еще два вида сетевых кабелей — коаксиальный и оптический. Получается кабель витая пара путем соединения двух отдельных изолированных проводов в скрученном виде и параллельного их расположения, что помогает уменьшить перекрестные помехи или электромагнитную индукцию между парами проводов.

Кабель витой пары хорош для передачи симметричных дифференциальных сигналов. Такая практика передачи сигналов восходит к ранним дням телеграфа и радио. Преимущества улучшенного отношения сигнал / шум и перекрестных помех которые обеспечивает сбалансированная передача сигнала, особенно ценны в системах с широкой полосой пропускания и высокой точностью.

Поскольку для некоторых телефонных аппаратов или настольных компьютеров требуется несколько подключений, витая пара иногда устанавливается в одном кабеле в две или более пар. Несмотря на неоднократно звучавшие пророчества о ненужности витой пары и пришествии оптоволокна, кабели этого типа продолжают активно использоваться.

Как работает витая пара？

Провод витая пара широко используется для телекоммуникаций и большинства современных сетей Ethernet. Но знаете ли вы, почему витая пара так называется, для чего она скручена и как работает?
Когда электрический ток протекает через кабель, он создает небольшое круглое магнитное поле вокруг провода. Поэтому шум в контурах данных является следствием магнитного поля. При прямом кабельном соединении весь ток движется в одном и том же направлении, точно так же, как в обычных трансформаторных катушках. Так как кабель фактически закручен, его магнитные поля противоположны друг другу. Таким образом при подобном соединении пары проводов, они нейтрализуют излучение друг друга и любые внешние магнитные поля. Из-за этого шумовой ток в витом кабеле ниже, чем в обычном кабеле.

Типы витой пары

Для обеспечения защиты от электромагнитных помех применяю экранировние кабеля фольгой и металлической оплеткой. Отличие неэкранированного кабеля UTP от экранированного FTP состоит в наличии экранирования у второго типа обозначения. В зависимости от того какого вида экранирование применено в кабеле, разделяют следующие типы обычной и защищенной витой пары:

• U/UTP. Нет общего экранированния (U), витые пары неэкранированные (UTP);
• F/UTP. Общее экранирование из фольги (F), витые пары неэкранированные (UTP);
• SF/UTP. Общее экранирование из оплетки (S) и общий экран из фольги (F), витые пары неэкранированные (UTP);
• S/FTP. Общее экранирование с оплеткой (S), витые пары защищены фольгой (FTP);
• F/FTP. Общее экранирование из фольги (F), витые пары также экранированы фольгой (FTP);
• U/FTP. Без общего экранирования, витые пары защищены фольгой (FTP).

Подробнее о типах экранированной витой пары.

Типы экранирования витой пары

Кабель с экранированной витой парой (STP) используется для устранения индуктивной и емкостной связи. Скручивание отменяет индуктивную связь, в то время как экранирование устраняет емкостную. Этот вид кабеля часто применяется для создания сетей между зданиями. По сравнению с неэкранированной витой парой использование STP приводит к большему затуханию. Однако, поскольку в случае сбалансированной передачи, дополняющие сигналы будут эффективно подавлять любые токи экранирования, потери незначительны. Кроме того, хотя STP предотвращает помехи лучше, чем UTP, он более дорогой и сложный в установке.

Это интересно! Зачем нужен дренажный провод в витой паре? Дренажный провод это часть системы заземления в экранированном кабеле, он нужен для обеспечения непрерывности экрана из фольги, если он получит повреждения, и частичного снятия наведенных сигналов.

Неэкранированная витая пара является наиболее часто используемым кабелем для сетевых соединений. Он состоит из медных проводов с цветовой кодировкой, но не содержит фольги или оплетки в качестве изолятора для защиты от помех. Кроме того, провода в каждой паре скручены вокруг друг друга. Кабели UTP меньше, чем кабели STP, что облегчает их установку, особенно в больших количествах или в узких пространствах. Они также дешевле, и не требуют особого обслуживания, поскольку не зависят от внешнего экрана. Кроме того, кабели UTP также могут передавать данные так же быстро, как и кабели STP. Однако они более подвержены электрическим и другим помехам. Таким образом, кабели UTP лучше всего использовать для внутренних и офисных соединений Ethernet.

Интересный факт: Зачем нужна витая пара с тросом? Такой кабель обычно используется для монтажа на разнообразных воздушных линиях, трос выступает несущим элементом.

Категории кабеля витая пара

Категория определяет скорость передачи данных по витой паре и частоту сигнала, вот, например, посмотрите чем отличается витая пара категории 5е от категории 6.

• Кат.1 (частота 0,1 МГц): это форма проводки, которая используется для стандартной телефонной проводки (POTS) или для ISDN.
• Кат.2 (частота 1 МГц): это была форма проводки, которая использовалась для сетей Token Ring 4 Мбит / с.
• Кат.3 (частота 16 МГц): используется для сетей передачи данных, использующих частоты до 16 МГц. Она была популярна для использования с сетями Ethernet 10 Мбит / с (100Base-T), но теперь заменена кабелем Cat.5.
• Кат.4 (частота 20 МГц): можно использовать для сетей, несущих частоты до 20 МГц. Она часто использовалась в сетях Token Ring 16 Мбит / с.
• Кат.5(частота 100 МГц): сетевой кабель, который широко используется для сетей 100Base-T и 1000Base-T, поскольку он обеспечивает производительность, позволяющую передавать данные на скорости 100 Мбит / с и немного больше (125 МГц для 1000Base-T) Ethernet. Кабель Cat.5 заменил версию Cat.3 и в течение ряда лет стал стандартом для кабелей Ethernet. Кабель 5 категории устарел и поэтому не рекомендуется для новых установок.
• Кат.5e(частота 125 МГц): имеет немного более высокую частотную спецификацию, чем кабель Cat.5, так как ее производительность увеличивается до 125 Mbps.
• Кат.6(частота 250 МГц): обеспечивает значительное улучшение производительности по сравнению с Cat.5 и Cat.5e. В процессе производства кабели намотаны более плотно, и они часто имеют внешнюю фольгу или экранирующую оплетку. Кабели Cat.6 могут технически поддерживать скорость до 10 Гбит / с, но могут делать это только на расстоянии до 55м.
• Кат.6a(частота 500 МГц): «a» обозначает «Augmented, с англ. дополненная», эта категория была пересмотрена в 2008 году. Кабели категории 6a способны поддерживать в два раза большую максимальную пропускную способность и более высокие скорости передачи при более длинных сетевых кабелях. Используются экранированный кабель, который достаточен для устранения перекрестных помех. Однако это делает их менее гибкими, чем кабель Кат.6.
• Кат.7(частота 600 МГц): международный стандарт ISO 11801, класса F. Он состоит из четырех индивидуально экранированных пар внутри общего экрана. Скорость передачи данных до 10 Гбит/с.
• Кат.7а(частота 1000 МГц): международный стандарт ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Общий экран и экраны вокруг каждой пары (F/FTP или S/FTP).
• Кат.8.1(частота 1600-2000 МГц): экранирование минимум U/FTP или F/UTP, полная совместимость и взаимозаменяемость с классом EA (категорией 6A) при использовании разъёмов 8P8C. Категория 8.1 поддерживает скорости 25 Гбит/с и 40 Гбит/с.
• Кат.8.2 (частота 1600-2000 МГц): экранирование минимум F/FTP или S/FTP, взаимозаменяемость с классом FA (категорией 7A) при использовании разъёмов 8P8C или TERA/GG45/ARJ45. Категория 8.2 поддерживает скорости 25 Гбит/с и 40 Гбит/с.

Подробнее о характеристиках всех категорий витой пары  и отдельных видах Cat.6a, Cat.8, Cat.5e, Cat.7 и Cat.6.

Интересный факт: Чем обжать витую пару? Несмотря на то что обжать кабель можно и вручную, гораздо удобнее и быстрее использовать специальный обжимной инструмент — кримпер.

Оболочка витой пары

В качестве оболочки в витой паре в основном используют:

• PVE (ПВХ) – поливинилхлорид, используется в качестве оболочки кабеля, предназначенного для внутренней прокладки;
• PE – полиэтилен, в основном используется в кабелях для внешней прокладки;
• LSZH (LOW SMOKE ZERO HALOGEN) — оболочка с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов, применяется в кабелях, предназначенных для прокладки в местах, где возможно массовое скопление людей.
• LSLTx (LOW SMOKE LOW TOXIC) — оболочка с маленьким дымовыделением и низким уровнем токсичности, рекомендована для монтажа в больницах, школах, дошкольных учреждениях и т.п.

Это интересно! Зачем нужна нить в витой паре? Разрывная нить (чаще всего капроновая) применяется для более легкой разделки оболочки. Когда ее тянешь, получается продольный разрез на внешней оболочке, что позволяет получить доступ к проводникам, не повреждая их изоляцию.

Маркировка витой пары

Маркировка витой пары позволяет узнать основную информацию, которую необходимо учитывать при выборе кабеля в зависимости от условий прокладки. В основном она состоит из следующих обозначений:

Пример маркировки кабеля витая пара

1. Производитель
2. Тип экранирования
3. Количество пар
4. Категория кабеля
5. Одножильный или многожильный
6. Тип оболочки
7. Цвет

Кроме этого может быть обозначен калибр кабеля в стандарте AWG, материал проводника, длина бухты и пригодность для внешней прокладки.

Интересный факт: Почему в бухте витой пары 305 метров? Это аналог длинны в 1000 футов.

Применение витой пары

Она широко используется для передачи данных и телекоммуникационных приложений в структурированной кабельной системе. Поскольку дальность передачи, скорость и пропускная способность у витой пары ограничены, она часто используются в телефонных линиях для передачи голоса и данных, а также в локальной сети и сети Интернет.

Это интересно! Почему максимальная длина прокладки витой пары 100 метров? Максимальная длина в 100 метров связана с скоростью распространения сигнала. При этом получается минимальный размер пакета информации который целиком помещается в кабеле. Это позволяет понять, не начала ли противоположная сторона передачу, прежде чем прохождение сигнала будет закончено и избежать потерь.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что в будущем витая пара имеет большой потенциал в области передачи на короткие расстояния. Она может обеспечить необходимые условия для высокой эффективности, энергосбережения, защиты окружающей среды и многих других тенденций в современном обществе.

Если стоит выбор, где купить витую пару, выбирайте надёжного поставщика. Компания АнЛан занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.