Кабели типа UTP
Свойства кабелей UTP
В предыдущей теме вы узнали немного о кабеле на основе неэкранированной витой пары (UTP). Поскольку кабели UTP являются стандартом для использования в локальных сетях, в этом разделе подробно рассматриваются его преимущества и ограничения, а также то, что можно сделать, чтобы избежать проблем.
Кабель на основе неэкранированной витой пары (UTP), используемый в качестве средства сетевого подключения, состоит из четырех скрученных пар медных проводников с цветовой маркировкой, заключенных в общую гибкую пластиковую оболочку. Благодаря небольшому диаметру кабеля его удобно монтировать.
В кабелях UTP не предусмотрено экранирование для защиты от ЭМП и РЧП. Вместо этого для ограничения отрицательного влияния переходных помех применяются следующие решения, в свое время найденные проектировщиками кабелей.
- Взаимоподавление. Теперь проектировщики объединяют провода одной электрической цепи в пару. При размещении двух проводов одной электрической цепи в непосредственной близости друг к другу магнитные поля вокруг них противоположны друг другу. Поэтому два магнитных поля взаимно компенсируются, а также обеспечивается компенсация влияния внешних ЭМП и РЧП.
- Различный шаг витков в парах. Для повышения эффекта подавления помех проектировщики используют различный шаг витков в соседних парах одного кабеля. Кабели UTP должны точно соответствовать спецификациям, регламентирующим допустимое количество витков на 1 метр кабеля. Обратите внимание, что на рисунке оранжевый и бело-оранжевый провода скручены реже, чем синий и бело-синий. Пары разных цветов скручены с разным шагом скрутки.
В кабелях UTP защита от искажений сигнала и эффективное самоэкранирование пар проводов осуществляются исключительно за счет эффекта подавления помех, достигаемого скручиванием проводов в паре.
![The figure shows a UTP cable with the jacket partially removed and four twisted pairs which each has a different twist ratio](/static/courses/img/ITN_RU/module04/4.4/01.png)
Стандарты прокладки кабелей UTP
Кабели UTP соответствуют требованиям стандартов, совместно выработанных организациями TIA и EIA. В частности, в стандарте TIA/EIA-568A описываются технические требования к прокладке кабеля в локальных сетях. Это наиболее часто применяемый в этой сфере стандарт. В нем определены следующие элементы.
- Типы кабелей
- Длина кабелей
- Разъемы
- Оконцовка кабелей
- Методы тестирования кабелей.
Электрические характеристики медных кабелей определяются Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). IEEE классифицирует кабели UTP согласно их характеристикам. Кабели разделяются на категории в соответствии с возможной скоростью передачи данных по ним. Например, кабель категории 5 обычно используется в сетях Fast Ethernet 100BASE-TX. К другим категориям кабелей относятся: расширенная категория 5, категория 6 и категория 6а.
Кабели более высоких категорий предназначены для передачи данных на более высокой скорости. В результате разработки и внедрения новых технологий Ethernet для гигабитных скоростей передачи данных в настоящее время минимально допустимым типом кабелей является Категория 5e, а для прокладки новых сетей рекомендуется Категория 6.
На рисунке показаны три категории кабелей UTP:
- Категория 3 первоначально использовалась для голосовой связи по голосовым линиям, но впоследствии использовалась для передачи данных.
- Для передачи данных используются категории 5 и 5e. Категория 5 поддерживает 100 Мбит/с, а категория 5e поддерживает 1000 Мбит/с
- Категория 6 имеет дополнительный разделитель между каждой парой проводов для поддержки более высоких скоростей. Категория 6 поддерживает до 10 Гбит/с.
- Категория 7 также поддерживает 10 Гбит/с.
- Категория 8 поддерживает 40 Гбит/с.
Некоторые производители выпускают кабели с характеристиками выше, чем у кабелей категории 6a TIA/EIA, и позиционируют их как кабели категории 7.
На рисунке показана разница в конструкции между категориями кабелей UTP. Вверху находится категория 3 с четырьмя проводами. В середине категории 5 и 5e с четырьмя витыми парами проводов. Внизу находится категория 6 с четырьмя витыми парами проводов, каждая с пластиковым сепаратором.
![](/static/courses/img/ITN_RU/module04/4.4/02.png)
Кабели UTP и STP обычно оснащаются разъемами RJ-45. В стандарте TIA/EIA 568 описано соответствие цветовой маркировки проводов и схем подключения контактов для кабелей Ethernet.
Как показано на рисунке, разъем RJ-45 является штекерным разъемом, устанавливаемым на конце кабеля обжимным способом.
разъем RJ45 и кабель с разъемом RJ45
Штекерная часть разъема RJ-45 UTP (Коннектор)
![](/static/courses/img/ITN_RU/module04/4.4/03.png)
Гнездовая часть этого разъема, как показано на рисунке, может устанавливаться в сетевом устройстве, на стене, офисной перегородке или коммутационной панели. При неправильной оконцовке каждый кабель становится потенциальной причиной снижения производительности на физическом уровне.
вид спереди и сбоку разъема RJ45 UTP, включая цветовой код для оконечного провода
Гнездовая часть разъема RJ-45 UTP
![](/static/courses/img/ITN_RU/module04/4.4/04.png)
На этом рисунке показан пример кабелей UTP с плохим разъемом. Плохой разъем: провода открыты, раскручены и не полностью защищены оболочкой.
кабель UTP с неправильной оконцовкой, показывающий невитые провода, выходящие за пределы разъема RJ45
Неправильная оконцовка кабеля UTP
![](/static/courses/img/ITN_RU/module04/4.4/05.png)
На следующем рисунке показан правильно завершенный кабель UTP. Хороший разъем: провода раскручены в достаточной степени для подсоединения разъема.
надлежащим образом оконечный кабель UTP: оболочка кабеля распространяется на разъем RJ45 достаточно, чтобы быть егог надежно гофрировать, и все восемь проводов доходят до конца разъема
Правильная оконцовка кабеля UTP
![](/static/courses/img/ITN_RU/module04/4.4/06.png)
Примечание: Неправильная оконцовка кабелей может снизить производительность передачи.
Прямые и перекрестные кабели UTP
В различных ситуациях могут применяться различные схемы подключения проводов кабелей UTP к разъемам. Другими словами, отдельные провода кабеля могут подключаться к различным группам контактов разъема RJ-45 в разном порядке.
Ниже описаны основные типы кабелей, которые можно получить, применяя различный порядок подключения проводов.
- Прямой кабель Ethernet: наиболее распространенный тип сетевого кабеля; как правило, используется для подключения узла к коммутатору и коммутатора к маршрутизатору.
- Перекрестный кабель Ethernet: используется для соединения однотипных устройств, Например для подключения коммутатора к коммутатору, компьютера к компьютеру или маршрутизатора к маршрутизатору. Однако перекрестные кабели теперь считаются устаревшими, так как NIC используют среднезависимый интерфейс кроссовер (auto-MDIX) для автоматического определения типа кабеля и создания внутреннего подключения.
Примечание: Другой тип кабеля — консольный (rollover), который является собственностью Cisco. Он используется для подключения рабочей станции к маршрутизатору или коммутатору через консольный порт.
Неправильное использование перекрестного или прямого кабеля между устройствами не повредит им, но связь и взаимодействие между ними будут невозможны. Это распространенная ошибка,поэтому при отсутствии связи между устройствами в первую очередь нужно проверить правильность подключения.
На рисунке показано расположение различных пар проводников для стандартов TIA568A и TIA568B.
На рисунке показаны схемы стандартов проводки T568A и T568B. Каждый из них показывает правильную разводку для отдельных пар проводов. Каждая цветовая пара проводов пронумерована и состоит из сплошной цветной проволоки и белого полосатого провода. Пара 1 - синяя, пара 2 - оранжевая, пара 3 - зеленая, а пара 4 - коричневая. Каждый стандарт чередуется между белыми полосатыми и сплошными проводами. Для стандарта T568A синяя пара заканчивается на контактах 4 и 5, оранжевая пара заканчивается на контактах 3 и 6, зеленая пара заканчивается на контактах 1 и 2, а коричневая пара заканчивается на контактах 7 и 8. Для стандарта T568B синяя пара заканчивается на контактах 4 и 5, оранжевая пара заканчивается на контактах 1 и 2, зеленая пара заканчивается на контактах 3 и 6, а коричневая пара заканчивается на контактах 7 и 8.
T568A and T568B Standards
![](/static/courses/img/ITN_RU/module04/4.4/07.png)
В таблице приведена информация о типах кабелей UTP, соответствующих стандартах и типичных вариантах применения.
Cable Types and Standards
Тип кабеля | Стандарт | Применение |
---|---|---|
Прямой кабель Ethernet | Оба конца T568A или T568B | Подключает сетевой узел к сетевому устройству, например к коммутатору или концентратору. |
Кроссовый кабель Ethernet | Один конец T568A, другой конец T568B | Соединяет два узла сети Соединяет два сетевых промежуточных устройства (коммутатор к коммутатору или маршрутизатор к маршрутизатору) |
Консольный | Запатентован компанией Cisco | Присоединяет последовательный порт рабочей станции к порту консоли маршрутизатора, используя адаптер |