Twisted pair - un tip de cablu de comunicație . Reprezintă una sau mai multe perechi de conductoare izolate , răsucite împreună (cu un număr mic de spire pe unitate de lungime), acoperite cu o manta de plastic .
Răsucirea conductorilor este efectuată pentru a crește gradul de conectare între conductorii unei perechi (interferența electromagnetică afectează în mod egal ambele fire ale perechii) și reducerea ulterioară a interferențelor electromagnetice din surse externe, precum și a interferențelor reciproce în timpul transmiterea semnalelor diferentiale . Pentru a reduce cuplarea perechilor de cabluri individuale (convergența periodică a conductorilor de perechi diferite), în cablurile UTP de categoria 5 și mai sus, firele perechii sunt răsucite cu pasi diferite.
Perechea răsucită este una dintre componentele sistemelor moderne de cablare structurată . Folosit în telecomunicații și rețele de calculatoare ca mediu fizic de transmisie a semnalului în multe tehnologii precum Ethernet , Arcnet , Token Ring , USB . În prezent, datorită costului redus și ușurinței de instalare, este cea mai comună soluție pentru construirea de rețele locale cu fir (cablu) .
Cablul este conectat la dispozitivele de rețea folosind conectorul 8P8C (care este numit în mod greșit RJ45 ).
Primele telefoane foloseau linii telegrafice sau linii cu un singur fir cu un circuit de împământare , așezate într-un mod deschis. În 1880, tramvaiele electrice au fost lansate în multe orașe , care au făcut mult zgomot pe aceste linii. Litigiile au fost inutile, iar companiile de telefonie își reproiectează liniile într-o schemă echilibrată care are avantajul suplimentar de a reduce atenuarea semnalului.
Pe măsură ce liniile electrice au devenit mai comune, această măsură sa dovedit insuficientă. Firele telegrafice au circulat în paralel cu liniile electrice și, în câțiva ani, utilizarea din ce în ce mai mare a electricității a adus din nou o creștere a interferențelor, așa că inginerii au dezvoltat o metodă de transpunere a firelor pentru a anula interferența.
În transpunerea firelor, poziția acestora s-a schimbat printr-un anumit număr de suporturi. Astfel, cele două fire ale unei perechi echilibrate au primit interferențe similare de la liniile de alimentare. Aceasta a fost o implementare timpurie a răsucirii cu pași de transpunere de sârmă de aproximativ patru puncte de vedere pe kilometru, sau șase pe milă. Astfel de linii simetrice deschise cu transpoziții periodice au supraviețuit până în zilele noastre în unele zone rurale.
Cablul cu pereche răsucită a fost inventat de Alexander Graham Bell în 1881. Până în 1900, întreaga rețea de linii telefonice americane era fie în pereche răsucită, fie cu fir deschis, transpusă pentru a preveni interferențele.
Atât semnalele transmise prin cablu , cât și elementele structurale ale cablului au nevoie de protecție. Elementele de protecție sunt împărțite în funcție de scop:
Elementele de protecție prelungesc durata de viață a cablului.
Pentru protecția chimică a cablului se utilizează folie și polietilenă . Cablurile protejate cu folie sunt desemnate prin termenul „foiled” - „foil”.
Pentru protecția mecanică a sârmei se folosesc în special teci puternice și împletitură de sârmă de cupru . O manta din polietilena neagra protejeaza cablul de lumina solara ( protectie speciala folosita pentru cablurile destinate instalarii in exterior). Cablurile cu straturi suplimentare de protecție se numesc „jachetă dublă”.
Folia de aluminiu și împletitura de cupru sunt, de asemenea, folosite pentru a proteja cablul și perechile individuale pentru protecție suplimentară EMI .
În funcție de numărul de fire (nuclee) din fiecare fir, cablurile sunt împărțite în:
Un cablu cu un singur conductor nu implică contact direct cu echipamentul conectat la rețea. Adică, de regulă, este utilizat pentru așezarea în cutii, pereți etc., urmată de terminarea cu prize. Acest lucru se datorează faptului că conductorii de cupru sunt destul de groși și se rup rapid cu îndoiri frecvente. Cu toate acestea, pentru „tăierea” conectorilor panourilor prize, astfel de nuclee sunt cele mai potrivite.
Un cablu torsionat nu tolerează „tăierea” în conectorii panoului priză (sunt tăiate miezurile subțiri), dar se comportă remarcabil atunci când se îndoaie și se răsucesc. În plus, sârma torsadată are o atenuare mai mare a semnalului. Prin urmare, un cablu cu șuvițe este utilizat în principal pentru fabricarea de cabluri de corecție ( de exemplu, cablu de corecție ), conectând dispozitivele de rețea cu prize.
Ecranarea este utilizată pentru a proteja împotriva interferențelor electrice atunci când semnalele de înaltă frecvență sunt utilizate în cablurile din categoria 6a-8. Ecranarea se aplică atât perechilor răsucite individuale, care sunt învelite în folie de aluminiu (bandă de polietilenă metalizată cu aluminiu), cât și cablului în ansamblu sub forma unui scut comun din folie și/sau împletitură din sârmă de cupru. Ecranul poate fi conectat și la un fir de scurgere neizolat, care servește ca fir de împământare și susține mecanic scutul în cazul separării în secțiuni din cauza îndoirii sau întinderii excesive a cablului.
Conform standardului internațional ISO / IEC 11801 , Anexa E, o combinație de trei litere este utilizată pentru a indica proiectarea unui cablu ecranat: U - neecranat, S - împletitură metalică (numai ecranul general), F - bandă metalizată (folie de aluminiu ). Aceste litere formează abrevierea xx/xTP, indicând tipul de ecran comun și tipul de ecran pentru perechile individuale.
Următoarele modele de ecran sunt comune:
Cablu neecranat (U/UTP) Nu există scuturi. Categoria 6 și mai jos. Ecran individual (U/FTP) Folie de ecranare a fiecărei perechi individuale. Protejează împotriva interferențelor externe și a diafoniei între perechile răsucite. Ecran comun (F/UTP, S/UTP, SF/UTP) Ecran general din folie, împletitură sau folie cu împletitură. Protejează împotriva interferențelor electromagnetice externe. Ecran individual și partajat (F/FTP, S/FTP, SF/FTP) Scuturi individuale din folie pentru fiecare pereche răsucită, plus o folie generală, împletită sau împletită cu folie. Protejează împotriva interferențelor externe și a diafoniei între perechile răsucite.Cablurile ecranate de categoria 5e, 6/6 A și 8/8.1 utilizează cel mai adesea designul F/UTP (protecție generală din folie), în timp ce cablurile ecranate de categoria 7/7 A și 8.2 utilizează S/FTP (panglică și folie metalice totale) proiectare.pentru fiecare pereche) [1] .
| denumirea comună | Desemnare conform ISO/IEC 11801 | Ecran general | Ecran pentru cupluri |
|---|---|---|---|
| UTP | U/UTP | Nu | Nu |
| STP, ScTP, PiMF | U/FTP | Nu | folie |
| FTP, STP, ScTP | F/UTP | folie | Nu |
| STP, ScTP | S/UTP | tresă | Nu |
| SFTP, S-FTP, STP | SF/UTP | împletitură, folie | Nu |
| FFTP | F/FTP | folie | folie |
| SSTP, SFTP, STP PiMF | S/FTP | tresă | folie |
| SSTP, SFTP | SF/FTP | împletitură, folie | folie |
Codul litera dinaintea barei oblice inversă indică tipul de ecranare generală pentru întregul cablu, codul de după liniuță indică tipul de ecranare individuală pentru fiecare pereche răsucită:
U = neecranat F = folie S = ecran împletit (numai ecran exterior) TP = pereche răsucită TQ = scut individual pentru două perechi răsucite (pentru 4 fire)Cablul cu perechi răsucite are un diametru total de aproximativ 5,2-6 mm. Cablul este format din mai multe perechi răsucite. Conductoarele în perechi sunt realizate din sârmă de cupru solidă cu grosimea de 0,4-0,6 mm sau din mai multe conductori de cupru mai subțiri (cablul este mai flexibil și este de obicei folosit la cordonele de corecție ). În plus față de metrică , este utilizat sistemul american AWG , în care aceste valori sunt 26-22 AWG. Cablurile standard cu 4 perechi folosesc în principal conductori de 0,51 mm (24 AWG). Grosimea izolației conductorului este de aproximativ 0,2 mm. Materialul izolator este de obicei clorură de polivinil (PVC, PVC englezesc ) , pentru mostre de calitate superioară din categoria 5 - polipropilenă (PP, PP engleză ) , polietilenă (PE, PE engleză ). Cablurile deosebit de de înaltă calitate sunt izolate cu polietilenă expandată (celulară) , care asigură pierderi dielectrice scăzute, sau cu teflon , care oferă o gamă largă de temperaturi de funcționare.
De asemenea, în interiorul cablului, există uneori așa-numitul „fir de rupere” (de obicei capron ), care este folosit pentru a facilita tăierea tecii exterioare - atunci când este trasă, face o tăietură longitudinală pe manta, care deschide accesul la miezul cablului. , fără a deteriora izolația conductorilor. De asemenea, firul de rupere, datorită rezistenței sale mari la tracțiune, îndeplinește o funcție de protecție.
Mantaua exterioară a cablurilor cu 4 perechi are o grosime de 0,5-0,9 mm în funcție de categoria de cablu și este de obicei realizată din clorură de polivinil cu adaos de cretă , ceea ce crește fragilitatea. Acest lucru este necesar pentru o pauză precisă la locul inciziei cu lama instrumentului de tăiere. Pentru fabricarea învelișului se pot utiliza polimeri care nu răspândesc arderea în timpul așezării în grup și nu emit halogeni atunci când sunt încălzite (astfel de cabluri sunt marcate cu abrevierea în limba engleză LSZH : low smoke zero halogen - low smoke, nu emite halogeni; Marcaj rusesc: ng (A) -HF, ng(B)-HF, ng(C)-HF, ng(D)-HF). Cablurile care nu suportă arderea și nu degajă fum , conform standardelor europene, pot fi așezate și utilizate în spații închise unde pot trece fluxurile de aer ale sistemului de aer condiționat și ventilație (așa-numitele zone de plen). Cablurile pentru pozarea exterioară peste o manta din PVC au o manta din polietilena pentru protectie impotriva radiatiilor solare. Aceste cabluri răspândesc flacăra chiar și atunci când sunt așezate singure. Pozarea deschisă a unor astfel de cabluri în clădiri și structuri este interzisă.
În general, culorile nu indică proprietăți speciale, dar utilizarea lor facilitează distingerea comunicațiilor cu diferite scopuri funcționale, atât în timpul instalării, cât și al întreținerii. Cea mai comună culoare a mantalei cablului este gri. Cablurile externe au o manta exterioara neagra. O culoare portocalie indică în general un material de înveliș necombustibil.
Separat, este necesar să se noteze marcajul. Marcajul de pe cablu în bobine, pe lângă datele despre producător și tipul de cablu, trebuie să includă semne de metri sau picior. Aceste semne vă permit să aflați lungimea cablului deja așezat într-un mod închis. Marcajele cordonului de corecție nu includ semne de lungime.
Forma mantalei exterioare a cablului cu perechi răsucite poate fi diferită. Mai des decât altele, se folosește o formă rotundă. Cablul plat poate fi folosit pentru sub covoare. Într-un cablu plat, firele sunt, de asemenea, răsucite în perechi, dar perechile nu sunt răsucite în jurul unei axe comune. Ca rezultat, cablul plat este mai susceptibil la interferențe.
Cablurile pentru așezarea în aer liber au în mod necesar o manta de polietilenă rezistentă la umiditate , care se aplică (de regulă) cu un al doilea strat peste PVC obișnuit . În plus, este posibil să umpleți golurile din cablu cu gel hidrofug și armura cu bandă ondulată sau sârmă de oțel .
Există mai multe categorii de cabluri cu perechi răsucite, numerotate de la 1 la 8, care determină intervalul efectiv de frecvență de trecut. Cablul de categorie superioară conține de obicei mai multe perechi de fire și fiecare pereche are mai multe spire pe unitate de lungime. Categoriile de perechi răsucite neecranate sunt descrise în standardul EIA/TIA 568 (American Wiring Standard for Commercial Buildings) și în standardul internațional ISO 11801 și sunt, de asemenea, adoptate de GOST R 53246-2008 și GOST R 53245-2008.
| Categorie | Banda de frecventa, M Hz | Aplicație | Note |
|---|---|---|---|
| unu | 0,1 (0,4?) |
Telefon și linii de modem vechi | 1 pereche, nedescrisă în recomandările EIA / TIA pentru transmiterea datelor (în Rusia, se folosește un cablu și, în general, fără răsuciri - „ tăitei ” - caracteristicile sale nu sunt mai rele, dar efectul interferenței este mai mare). În SUA a fost folosit mai devreme, doar într-o formă „răsucită”. Folosit numai pentru transmisia de voce sau date prin modem (nu este potrivit pentru sistemele moderne) |
| 2 | 1 (4?) |
Terminale vechi (cum ar fi IBM 3270 ) | 2 perechi de conductori, tip vechi de cablu, nedescris in recomandarile EIA/TIA pentru transmisia de date, transfer de date suportat la viteze de pana la 4 Mbps , utilizat in retelele Token ring si Arcnet (nu este potrivit pentru sistemele moderne). Acum se găsește uneori în rețelele de telefonie. |
| 3 | 16 | 10BASE-T , 100BASE-T4 Ethernet | Cablul cu 4 perechi, utilizat în construcția rețelelor telefonice și locale 10BASE-T și token ring, acceptă rate de transfer de date de până la 10 Mbps sau 100 Mbps folosind tehnologia 100BASE-T4 la o distanță de cel mult 100 de metri [2] . Spre deosebire de cele două anterioare, îndeplinește cerințele standardului IEEE 802.3 . Acum este folosit în principal pentru linii telefonice. [3] |
| patru | douăzeci | token ring , neutilizat în prezent | cablul este format din 4 perechi răsucite, a fost folosit în rețele token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, rata de transfer de date nu depășește 16 Mbps per pereche. |
| 5 | 100 | Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T) [4] | Cablul cu 4 perechi, utilizat la construirea rețelelor locale 10BASE-T , 100BASE-TX și 1000BASE-T și pentru așezarea liniilor telefonice, acceptă rate de transfer de date de până la 100 Mbps la utilizarea a 2 perechi și până la 1000 Mbps la utilizarea a 4 perechi. |
| 5e | 125 | Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T) | Categoria 5 îmbunătățită cu 4 perechi (Specificații rafinate/Îmbunătățite) [4] . Rate de date de până la 100 Mbps atunci când utilizați 2 perechi și până la 1000 Mbps când utilizați 4 perechi. Cablul de categoria 5e este cel mai comun și este folosit pentru a construi rețele de calculatoare. Uneori există un cablu de categoria 5e cu două perechi. Avantajele acestui cablu sunt costul mai mic și grosimea mai mică. |
| 6 | 250 | 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) | cablul neecranat (UTP) este format din 4 perechi de conductori și este capabil să transmită date la viteze de până la 10 Gbps pe distanțe de până la 55 m [5] . Adăugat la standard în iunie 2002 . |
| 6 A | 500 | 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) | este format din 4 perechi de conductori și este capabil să transmită date la viteze de până la 10 Gb/s pe o distanță de până la 100 de metri. Adăugat la standard în februarie 2008 , ISO/IEC 11801:2002 Amendament 2. Cablul din această categorie are fie un ecran general (F/UTP) fie scuturi în jurul fiecărei perechi (U/FTP). |
| 7 | 600 | 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) | specificația pentru acest tip de cablu este aprobată doar de standardul internațional ISO 11801 , dar nu și de ANSI/TIA-568-C. Rata de transfer de date de până la 10 Gbps. Această categorie de cabluri are un ecran general și scuturi în jurul fiecărei perechi (F/FTP sau S/FTP). |
| 7A _ | 1000 | 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) | Standard internațional ISO 11801 , rata de transfer de date de până la 10 Gbps. Ecran partajat și ecrane în jurul fiecărei perechi (F/FTP sau S/FTP). |
| 8/8.1 | 1600-2000 | 40 Gigabit Ethernet (40GBASE-T) | În dezvoltare, recomandarea tehnică ISO/IEC TR 11801-99-1 și standardul internațional ISO 11801 ediția 3 (pentru Cat. 8.1), standardul american ANSI/TIA-568-C.2-1 (pentru Cat. 8). Complet compatibil cu cablul de categoria 6A. Rate de transfer de date de până la 40 Gbps folosind conectori standard 8P8C. Această categorie de cablu are fie un ecran general, fie scuturi în jurul fiecărei perechi (F/UTP sau U/FTP). |
| 8.2 | 1600-2000 | 40 Gigabit Ethernet (40GBASE-T) | În dezvoltare, standardul internațional ISO 11801 ediția 3. Complet compatibil cu cablul de categoria 7A. Rate de transfer de până la 40 Gbps utilizând conectorii standard 8P8C sau GG45/ARJ45 și TERA. Această categorie de cabluri are un ecran general și scuturi în jurul fiecărei perechi (F/FTP sau S/FTP). |
Fiecare pereche răsucită individuală, care face parte dintr-un cablu destinat transmiterii de date, trebuie să aibă o impedanță caracteristică de 100 ± 15 Ohm , altfel forma semnalului electric va fi distorsionată și transmiterea datelor va deveni imposibilă. Cauza problemelor de transmisie a datelor poate fi nu numai cablul de proastă calitate, ci și prezența „întorsăturii” în cablu și utilizarea prizei de o categorie inferioară cablului.
Uneori, sub pretextul perechii răsucite, pot vinde cabluri din sârmă de oțel placată cu cupru (Copper Clad Steel, CCS) sau sârmă de aluminiu placată cu cupru (aluminiu placat cu cupru, CCA) . Șuvițele de sârmă de aluminiu acoperite cu un strat subțire de cupru sunt mai puțin rezistente la îndoire și mai puțin durabile. Aceste cabluri CCA și cabluri CCS nu îndeplinesc categoriile EIA/TIA 568 din cauza nivelului crescut de atenuare a semnalului; standardul prevede și fabricarea miezurilor numai din cupru [6] . Cu toate acestea, datorită costului lor extrem de scăzut, astfel de cabluri sunt adesea folosite în viața de zi cu zi, precum și pentru așezarea liniilor, a căror lungime este relativ scurtă.
Există două opțiuni pentru sertizarea conectorului de pe cablu:
Conectorul 8P8C este sertizat (deseori denumit în mod eronat RJ45).
Opțiunea TIA/EIA-568A
Varianta TIA/EIA-568B (utilizată mai frecvent)
În cazul în care aveți nevoie de un cablu MDI cu crossover extern, așa-numitul cablu „drept” pentru conectarea unui computer la un hub sau un comutator , sunt utilizate următoarele scheme:
La conectarea EIA/TIA-568B, AT&T 258A 1: Alb-portocaliu 2: Portocaliu 3: Alb-verde 4: Albastru 5: Alb-albastru 6: Verde 7: Alb-maro 8: Maro
Culori moștenire perechi răsucite: 1: albastru 2: portocaliu 3: negru 4: roșu 5: verde 6: galben 7: maro 8: gri
La conectarea EIA/TIA-568A 1: Alb/Verde 2: Verde 3: Alb/Portocaliu 4: Albastru 5: Alb/Albastru 6: Portocaliu 7: Alb/Maro 8: Maro
Conform uneia dintre aceste scheme, conectorii sunt sertizate pe ambele părți.
- Cablu Ethernet - Diagrama de codare a culorilorProiectat pentru a conecta același tip de echipament (de exemplu, computer-la-computer). Cu toate acestea, majoritatea dispozitivelor de rețea moderne sunt capabile să detecteze automat metoda de sertizare a cablului și să se adapteze la aceasta (Auto MDI / MDI-X), iar cablul încrucișat și-a pierdut actuala actualitate.
Opțiune pentru 100 Mbps
Dacă aveți nevoie de un cablu MDI-X cu crossover intern (cablu crossover) pentru conexiune, de exemplu, „computer-to-computer” (la viteze de până la 100 Mbps), atunci schema EIA / TIA-568B este utilizată pe o parte a cablului, pe cealaltă EIA/TIA-568A
- Cablu Ethernet - Diagrama de codare a culorilorOpțiune pentru 1000 Mbps
Pentru conexiuni la viteze de până la 1000 Mbps, la realizarea unui cablu „încrucișat”, o parte trebuie să fie sertizată conform standardului EIA / TIA-568B, iar cealaltă după cum urmează:
1: Alb-verde 2: Verde 3: Alb-portocaliu 4: Alb-maro 5: Maro 6: Portocaliu 7: Albastru 8: Alb-albastru
- Crossover Patchkabel Gigabit (1000 BaseT) (germană)Dispozitivele standard 1000BASE-T determină în sine dispunerea corectă a cablurilor datorită tehnologiei Auto-MDIX (implementarea acesteia este cerută de standardul 1000BASE-T ) [7] .
Un capăt al acestui cablu este sertizat invers cu celălalt, ca și cum l-ați întoarce și l-ați privi din cealaltă parte. Folosit pentru a configura un router sau un comutator folosind un computer. Este utilizat în principal în echipamentele Cisco . De obicei albastru.
Schema de sertizare
Perechea 1-2 (TDP-TDN) este utilizată pentru transmisia de la portul MDI la portul MDI-X, perechea 3-6 (RDP-RDN) este utilizată pentru portul MDI pentru a primi de la portul MDI-X. Aceste perechi sunt întotdeauna necesare. Perechile 4-5 și 7-8 sunt utilizate după cum este necesar (de exemplu, când se utilizează cablu de categoria 3 în specificația 100Base-T4) și sunt de obicei bidirecționale.
| Nu. | Desemnare | Descriere |
|---|---|---|
| unu | TX+ (TXP) | Semnal de transmisie directă |
| 2 | TX-(TXN) | Semnal de transmisie inversat |
| 3 | RX+ (RXP) | Semnal de recepție directă |
| patru | ||
| 5 | ||
| 6 | RX-(RXN) | Semnal de recepție inversat |
| 7 | ||
| opt |
Folosirea unui cablu care nu este sertizat conform standardului poate duce (în funcție de lungimea cablului) la faptul că cablul nu va funcționa deloc sau va exista un procent foarte mare de pierdere de pachete [8] .
Pentru a verifica sertizarea corectă a cablului, pe lângă controlul vizual, sunt utilizate dispozitive speciale - teste de cablu . Un astfel de dispozitiv constă dintr-un transmițător și un receptor. Emițătorul trimite la rândul său un semnal către fiecare dintre cele opt miezuri de cablu, duplicând această transmisie prin aprinderea unuia dintre cele opt LED-uri, iar pe receptorul conectat la celălalt capăt al liniei, unul dintre cele opt LED-uri se aprinde corespunzător. Dacă LED-urile de pe transmisie și recepție se aprind la rând, înseamnă că cablul este sertizat fără eroare. Modelele mai scumpe de teste de cablu pot avea un interfon încorporat, un indicator de pauză care indică distanța până la întrerupere etc.
Schema de sertizare de mai sus este potrivită atât pentru o conexiune de 100 Mbps, cât și pentru o conexiune Gigabit. Când se utilizează o conexiune de 100 Mbps, sunt folosite doar două dintre cele patru perechi, și anume perechile portocalie (1-2 TDP-TDN) și verzi (3-6 RDP-RDN). Perechile albastru și maro pot rămâne neutilizate sau pot fi folosite pentru a transporta energie în unele opțiuni Power over Ethernet (PoE). Pentru a oferi o conexiune gigabit, sunt utilizate toate cele patru perechi de conductori ale unui cablu standard.
Există, de asemenea, restricții privind alegerea unei scheme de perechi crossover impuse de standardul PoE. Cu o conexiune directă de perechi în cablu ("unu la unu"), acest standard va funcționa automat.
Cu curburi ascuțite într-o pereche răsucită, omogenitatea unui mediu de transmisie simetrică este perturbată, uneori ireversibil. Raza de îndoire minimă reglementată a unui cablu neecranat în timpul instalării este de 8 diametre exterioare a cablului, ecranat - 10 [9] .
La instalarea unei perechi răsucite ecranate, este necesar să se monitorizeze integritatea scutului de-a lungul întregii lungimi a cablului. Întinderea sau îndoirea cablului duce la distrugerea ecranului, ceea ce duce la scăderea imunității la interferențe electromagnetice. Cablul de scurgere trebuie conectat la scutul conectorului.