Кабель витая пара состоит из пары проводников, которые не только скручены между собой, но и закручены вокруг остальных таких же пар. Каждой паре соответствует своя цветовая гамма, например первый из них – синий, другой – бело-синий. Кроме цветового отличия, каждая пара имеет свой номер и название.
При построении сети используют два типа кабеля – экранированный (Shielded Twisted-Pair, STP) и неэкранированный (Unshielded Twisted-Pair, UTP). Кроме того, кабели на основе витой пары делятся на шесть категорий, каждая из которых имеет определенные свойства. Чем выше категория, тем лучше характеристики кабеля. Например, для организации сети со скоростью передачи данных 100 Мбит/с используется кабель пятой категории.
Почему витая пара скручена
Высокочастотный сигнал, который используется для передачи данных, генерирует магнитное поле, которое может вызвать сигнал на соседнем проводе. Эти индуцированные сигналы называются «перекрестными помехами». К примеру, на старых аналоговых телефонных линиях часто можно слышать другие разговоры на фоне вашего вызова. Эти сигналы и возникают в результате этих индуцированных сигналов.
Представим, что компьютер передает в линию какой-то сигнал. Электромагнитное поле, которое образуется вокруг проводников (Tx), приводит к возникновению паразитных сигналов в соседних парах, в том числе и на паре (Rx), по которой компьютер осуществляет прием сигналов.
Исходя из правил, по которым функционирует Ethernet, передача и прием осуществляется последовательно, а не одновременно. Соответственно, как только компьютер начинает передачу сигнала, он «слышит» сигнал на паре приема и останавливается. Таким образом, передача информации невозможна.
На самом деле, индуцированный в паре приема сигнал во много раз слабее, чем оригинал, что делает это меньшей проблемой. Однако приемная электроника должна быть очень чувствительной. Это связано с тем, что высокочастотные сигналы сильно ослабляют по всей длине кабеля. Например, спецификация IEEE 802.3 для 1000BASE-T допускает максимальные потери 24 дБ, что приводит к уменьшению сигнала до (я выполню математику для вас, гуманитариев) 6% от его первоначальной силы при его отправлении от передатчика с дальнего конца к порту Ethernet вашего компьютера. Таким образом, для успешной передачи информации, наведенный сигнал должен быть намного слабее оригинала. По мере удаления от интерфейса передающего компьютера сигнал затухает, что приводит и к уменьшению наводок на соседние пары. В результате делаем вывод, что наибольшие наводки возникают на передающей стороне. Параметр, который описывает это влияние называется перекрестные помехи на ближнем конце (Near End Crosstalk) или NEXT.
У инженеров есть ряд хитростей, чтобы справиться с NEXT. Во-первых, сигналы данных кодируются перед передачей по кабелю таким образом, что каждому положительному импульсу на проводнике соответствует соответствующий отрицательный импульс на другом проводнике в паре. Это означает, что провода генерируют равные, но противоположные магнитные поля, которые компенсируют друг друга и не должны создавать перекрестных помех. Однако, если провода в кабеле просто идут параллельно друг другу (если бы витая пары была не витая), то каждый из проводников будет находиться на разном расстоянии от проводников, по которым идет передача сигналов. В результате, магнитное поле будет чуть больше для одного провода, чем для другого и в каждом из них будет наводиться сигнал разного уровня. Чтобы компенсировать такое влияние придумали второй трюк — скручивание пар кабеля (именнно почему витая пара и называется витой). Таким образом, расстояние между проводами разных пар изменяется вдоль длины трассы, иногда ближе к положительному проводу, а иногда ближе к отрицательному. Это имеет тенденцию сводить на нет эффект, уменьшающий перекрестные помехи еще больше. Но если все пары скручиваются с одинаковым шагом, возможно, что они сохранят одинаковое расстояние на протяжении всего цикла, что приведет к увеличению перекрестных помех. Вот тут-то и возникает третий трюк — пары скручиваются с разным шагом, поэтому они не останутся одинаково разнесенными к одному и тому же проводнику на протяжении всего цикла.
Разный шаг скручивания витой пары является причиной того, что мы видим разные длины для каждой пары при измерении длины каждой из них с помощью кабельного тестера. Если бы мы раскрутили их и растянули их плоско, то те, у которых шаг скрутки меньше, были бы немного длиннее. Длина может отличаться на 5% и более — предел TIA для длины кабеля основан на самой короткой паре.
Несмотря на то, что в модульном (RJ-45) соединителе проводники расположены параллельно только на коротком расстоянии, в этом месте наблюдаются наибольшие помехи. И чем больше длина раскрученных проводников, тем сильнее переходные помехи в этом месте. В ряде случаев, нарушение технологии монтажа соединителя приводит к тому, что вся линия не проходит сертификацию.
Кабели витой пары более продвинутой конструкции имеют лучшие характеристики NEXT благодаря использованию экранов в кабеле, более тщательному контролю скорости скручивания и соединению пар вместе. А новые технологии, такие как 10GBASE-T и PoE, требуют сведения к минимуму перекрестных помех. Вместе с тем перекрестные помехи все еще являются одним из наиболее важных проблем с точки зрения влияния на скорость передачи информации.
В ходе монтажа и эксплуатации витой пары, монтажниками часто допускаются ошибки, приводящие к повышению уровня переходных наводок и шумов. К счастью, современные измерительные приборы способны диагностировать такие повреждения.
Обжим кабеля витая пара — что нужно для обжима кабеля
Перед тем, как обжать витую пару, необходимо иметь на руках следующие принадлежности и инструмент:
Сам кабель витая пара. Если вы планируете сделать патч-корд своими руками, то заготовьте необходимый отрезок кабеля нужной длины. Ели кабель витая пара смонтирован по стене, по плинтусу или в монтажном коробе, то позаботьтесь сделать отрезки кабеля достаточной длины для удобного обжима, а также на случай ошибки и повторного обжатия.
Кабель продается по метражу на отрез в большинстве компьютерных магазинов. Там же можно приобрести коннекторы для обжатия самого кабеля витая пара, он называется коннектор RJ-45, возможно встретится такое название 8P8C, что является более правильной маркировкой коннектора.
Самый главный инструмент, без которого не получиться правильно обжать витую пару, это конечно же обжимные клещи для витой пары или кримпер.
Схема обжима витой пары
Существует две основные схемы обжима кабелей: T568A и T568B, но значительно чаще применяется T568B. Для соединения компьютер-коммутатор или компьютер-хаб используют прямой кабель, обжатых с обоих сторон одинаково, соединения компьютер-компьютер или коммутатор-коммутатор (хаб-хаб) используют перекрестный кабель (кроссовер, сrossover) — с одной стороны T568A, а с другой — T568B.
Возьмем конец кабеля и аккуратно обрежем его, воспользовавшись резаком обжимного инструмента (кримпера) или обычными бокорезами. Это нужно для того, чтобы все провода в месте среза были на одном уровне, между собой и относительно внешней изоляции.
Теперь с кабеля аккуратно снимем внешнюю изоляцию длиной приблизительно 12 – 15 мм, это можно сделать обжимными клещами или канцелярским ножом. Отделив пары проводников, друг от друга, расплетем и выровняем их, вытягивая каждый по отдельности.
Расположим проводники согласно наиболее популярному стандарту EIA/TIA-568B
Если у вас получились слишком длинные проводники, то отрежьте излишек резцом обжимного инструмента. Старайтесь оставлять длину проводников равной 12-15 мм. Даже если длина в норме, подрезать проводники все равно придется, чтобы они все выровнялись по одной длине (высоте).
- Расположите коннектор таким образом, чтобы пластмассовая защелка находилась снизу.
- Плотно сожмите проводники двумя пальцами одной руки. Затем медленно вставьте концы проводников в окно разъема, чтобы они равномерно распределились по его ширине.
- Проталкивая проводники внутрь коннектора, следите, чтобы они не изменили положение относительно друг друга.
- Продвигайте проводники до тех пор, пока они не достигнут перегородки. Проследите, чтобы все они упирались в стенку. Если есть отклонение, то достаньте проводники, выровняйте их и повторите действия, описанные выше. Когда проводники плотно вставлены в коннектор, еще раз убедитесь в правильности их расположения.
- Если все верно, вставьте коннектор в соответствующее гнездо обжимного инструмента и крепко сожмите последний.
Кабель обжат. Теперь необходимо подсоединить его к концентратору (или другому активному оборудованию, которое используется для соединения компьютеров в сеть) и компьютеру и проверить. Самый простой способ – убедиться, появился ли индикатор подключения к сети в области уведомлений. Если это произошло, то все было сделано верно, в противном случае необходимо обжать коннекторы заново.
Как обжимать кабель витая пара, 4 жилы.
Сетевой 4-х жильный кабель витая пара, стал популярен в период массового распространения проводного интернета в стране. Все дело в том, что по сравнению с 8-ми жильным кабелем он стоит раза в 2 дешевле. Поэтому провайдеры в целях экономии денег, любят применять его при подключении проводного интернета. Есть еще одна особенность при 4-х жильном исполнении кабеля, это ограничение по скорости передачи данных до 100 Мбит/с. Если у вас сетевой адаптер в компьютере или ноутбуке 100 мегабитный, то построение сети или изготовление патч-корда с помощью 4-х жильного кабеля экономически оправдано, если планируете применять в дальнейшем гигабитное оборудование, остановитесь на выборе восьмижильного кабеля.
Схемы обжима витой пары, 4 жилы
Здесь важно знать, что бывают различные варианты цветовой маркировки проводников в самом кабеле витая пара. Ниже на рисунке, приведена схема распиновки, разводки, для обжима 4-х жильного кабеля витой пары (несколько вариантов).
В другом варианте, вместо бело-зеленого и зеленого используется бело-синий и синий соответственно.
На рисунке ниже, перечислены, пожалуй, все встречающиеся цветовые схемы 2-х парной витой пары. Главное запомнить номера задействованных контактов: 1,2,3 и 6
Используйте нижеследующую схему, для изготовления кроссовер (crossover) кабеля, при соединении двух компьютеров напрямую.
