Витая пара

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал «Тобольский индустриальный институт», отделение СПО

 

 

Профессия 220703.02 Слесарь КИП и А

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

ПРЕДМЕТ: Информатика

Тема: «ВИТАЯ ПАРА»

 

 

 

 

 

Обучающийся: Филатов Виктор 
КИПн 13-(9)-1

 

 

 

Тобольск, 2014

 

Содержание

1. Описание разновидностей витой пары и типов соединений
2. Категории кабеля
3. Схемы обжимки
4. Стандартные разводки кабеля "Витая пара"
5. Реализация сетевых топологий на основе стандартной разводки
6. Источники

 

 

Описание разновидностей витой пары и типов соединений

Витую пару классифицируют:

1. В зависимости от наличия  медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности витой пары:

Незащищенная витая пара:

- неэкранированная витая пара (UTP — Unscreened twisted pair) — экранирование  полностью отсутствует;

- фольгированная витая пара (FTP — Foiled twisted pair) — также известна как S/UTP[1] присутствует один общий внешний экран;

- фольгированная экранированная  витая пара (SFTP — Shielded Foiled twisted pair) —  отличается от FTP наличием дополнительного  внешнего экрана из медной  оплетки.

Защищенная витая пара:

- защищенная витая пара (STP — Shielded twisted pair) — присутствет экран для  каждой пары;

- защищенная экранированная витая  пара (S/STP — Screened shielded twisted pair) — отличается  от STP наличием дополнительного общего  внешнего экрана.

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

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

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 оконечиванием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для «врезания» в разъемы 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 скручиваниях. Кроме того, многожильный провод обладает бо?льшим затуханием сигнала.[1][2] Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (PatchCord), соединяющих периферию с розетками.

Категории кабеля

Существует несколько категорий витой пары, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины.

CAT1 (полоса частот 0.1 МГц) — телефонный  кабель, всего одна пара. Применяется  кабель либо в «скрученном» виде, либо вообще без скруток («лапша» — у нее характеристики не хуже, но больше влияние помех). Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.

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

CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 2-х парный  кабель, использовался при построении  локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает  скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 МБит/с по технологии 100BASE-T4. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3. Также до сих пор встречается в телефонных сетях.

CAT4 (полоса частот 20 МГц) — кабель  состоит из 4-х 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.

САТ5 (полоса частот 100 МГц) — 4-х парный кабель, это и есть то, что обычно называют кабель «витая пара», благодаря высокой скорости передачи, до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар и до 1000 Мбит/с, при использовании 4-х пар, является самым распространённым сетевым носителем, использующимся в компьютерных сетях до сих пор. При прокладке новых сетей пользуются несколько усовершенствованным кабелем CAT5e (полоса частот 125 МГц), который лучше пропускает высокочастотные сигналы. Ограничение на длину кабеля между устройствами (компьютер-свич, свич-компьютер, свич-свич) 100 м. Ограничение хаб-хаб 5 м.

CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4-х пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне 2002 года. Существует категория CAT6е, в которой увеличена частота пропускаемого сигнала до 500 МГц. По данным IEEE 70 % установленных сетей в 2004 году, использовали кабель категории CAT6.

CAT7 — Спецификация на данный  тип кабеля пока не утверждена, скорость передачи данных до 100 Гбит/с, частота пропускаемого сигнала  до 600—700 МГц. Кабель этой категории экранирован. Седьмая категория в принципе не UTP а S/FTP (Screened Fully shielded Twisted Pair). Благодаря двойному экрану длина кабеля может превышать 100 м.

Схемы обжимки

Данные схемы обжимки витой пары приведены для кабеля категории 5 (4 пары проводников).

 

Существует 2 схемы обжимки кабеля: прямой кабель и перекрёстный (кросс-овер) кабель. Первая схема используется для соединения компьютера со свитчем\хабом, вторая для соединения 2-х компьютеров напрямую и для соединения некоторых старых моделей хабов\свитчей (uplink порт).

Вариант по стандарту EIA/TIA-568A:

1 — бело-зелёный - 1

2 — зелёный - 2

3 — бело-оранжевый — 3

4 — синий — 4

5 — бело-синий — 5

6 — оранжевый - 6

7 — бело-коричневый — 7

8 — коричневый — 8

И по стандарту EIA/TIA-568B:

1 — бело-оранжевый — 1

2 — оранжевый — 2

3 — бело-зелёный — 3

4 — синий — 4

5 — бело-синий — 5

6 — зелёный — 6

7 — бело-коричневый — 7

8 — коричневый — 8

Перекрёстный кабель (Crossover)

№ контакта — цвет жилы — № контакта на другом конце кабеля

1 — бело-оранжевый — 3

2 — оранжевый — 6

3 — бело-зелёный — 1

4 — синий — 4

5 — бело-синий — 5

6 — зелёный — 2

7 — бело-коричневый — 7

8 — коричневый — 8

Перекрёстный кабель для соединения двух сетевых карт напрямую на скорости 1 Гигабит/с (Crossover)

№ контакта — цвет жилы — № контакта на другом конце кабеля

1 — бело-оранжевый — 3

2 — оранжевый — 6

3 — бело-зелёный — 1

4 — синий — 8

5 — бело-синий — 7

6 — зелёный — 2

7 — бело-коричневый — 5

8 — коричневый — 4

Бело-оранжевая жила меняется с бело-зелёной, оранжевая с зелёной (для 100-мегабитного соединения); синяя жила меняется с бело-коричневой, бело-синяя с коричневой (для гигабитного соединения, для 100 мегабит их можно обжать в любом порядке или вообще не обжимать).

Использование кабеля, обжатого не по стандарту, может привести к тому, что кабель работать не будет, или будет очень большой процент потерь (в зависимости от длины кабеля), а также — ситуациям полной проверки кабеля для определения назначения тех или иных пар.

Данные схемы обжимки подходят как для 100-мегабитного соединения, так и для гигабитного. При использовании 100 мегабитного соединения используются только 2 из 4-х пар, а именно оранжевая и зеленая. 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. При использовании гигабитного соединения используются все 4 пары проводников.

При прокладке витой пары должна выдерживаться заданная кривизна в местах изгиба. Превышение может привести к уменьшению сопротивляемости наводкам или к разрушению кабеля. При прокладке экранированной витой пары необходимо следить за целостностью экрана по всей длине кабеля. Растяжение или изгиб приводит к разрушению экрана, что влечет уменьшение сопротивляемости наводкам. Дренажный провод должен быть соединен с экраном разъема.

Пример описания характеристик кабеля Hyperline (витая пара UTP, категория 5e, 4 пары, solid):

Спецификация:

Соответствует стандартам ANSI/TIA/EIA-568B.2

Класс пожарной безопасности СМ

Кабель соответствует стандарту пожарной безопасности UL 1581 VW-1

Описание:

Неэкранированный медный кабель, 4 пары, категория 5е, одножильный

Кабель подходит для использования внутри помещений

Материалы:

Проводящий материал: проволока из мягкой отожженной электролитической меди

Изоляция жил: полиэтилен высокой плотности

Внешняя оболочка: ПВХ (поливинилхлорид)

Технические характеристики:

Диаметр проводника (жилы): 0,51 мм (24 AWG)

Диаметр проводника с оболочкой: 0,9 ± 0,02 мм

Внешний диаметр (размер) кабеля: 5,1 ± 0,2 мм

Толщина внешней оболочки: 0,4 мм

Минимальный радиус изгиба: 4 внешних диаметра кабеля

Усилие на разрыв рипкорда: 10 кг

Удлинение жилы: не менее 14%

Растягивающее усилие: 92 H

Прочность на разрыв: 400 H

Температура прокладки: -5°C – +50°C

Рабочая температура: -20°C – +75°C

Вес 1 км кабеля: 32 кг

Стандартная упаковка: 305 м

Электрические характеристики:
Частота, МГц	RL	Затухание, дБ	NEXT, дБ	PSNEXT, дБ	ELFEXT, дБ	PSELFEXT, дБ
0.772	-	1.8	67.0	64.0	-	-
1.0	20.0	2.0	65.3	62.3	63.8	60.8
4.0	23.0	4.0	56.3	53.3	51.7	48.7
8.0	24.5	5.8	51.8	48.8	45.7	42.7
10.0	25.0	6.5	50.3	47.3	43.8	40.8
16.0	25.0	8.2	47.3	44.3	39.7	36.7
20.0	25.0	9.3	45.8	42.8	37.7	34.7
25.0	24.3	10.4	44.3	41.3	35.8	32.8
31.25	23.6	11.7	42.9	39.9	33.9	30.9
62.5	21.5	17.0	38.4	35.4	27.8	24.8
100.0	20.1	22.0	35.3	32.3	23.8	20.8