Как выбрать лучший кабель ethernet? 5 лучших моделей для высокой скорости передачи

Удлинитель USB по витой паре

Иногда случается ситуации, когда необходимо протянуть USB-кабель на расстояние более 5, 15, 30 метров или даже больше. Это можно сделать самостоятельно, сегодня есть несколько решений на выбор. Все зависит от ограничений максимальной длины кабеля, а также от его качества.

Прежде нужно перейти к опциям расширения USB, чтобы понять основные ограничения длины такого кабеля. Максимальная длина кабеля между устройствами USB 2.0 составляет 5 метров, а для USB 3.x составляет 3 метра. При использовании активных USB-кабелей или ретрансляторов ограничение протяженности зависит от того, используется ли обычный USB-кабель с активным или нет. Для них длина активного кабеля для USB 2.0 составляет 30 метров, а для USB 3.x – 18 метров. Если используется обычный кабель, то предельная длина для удлинителя по витой паре USB 2.0 примерно 20 метров, а рекомендуемая для USB 3.x — 10 метров.

Скажем, нужно подключить USB-микрофон или веб-камеру от стола в конференц-зале к настенным телевизорам, которые находятся на расстоянии 25 метров или около того. Чтобы выполнить такое подключение используют одно устройство Hall Research.

Основные характеристики UTP кабеля

Если полистать технический словарь и найти кабель utp что это, то можно выяснить что с английского языка эта аббревиатура переводится как «неэкранированная витая пара». Такой кабель подразумевает завивку его отдельных жил между собой и объединение их в пары по две штуки. Делается это с вполне обоснованными техническими целями. Скрученные между собой проводники менее подвержены воздействию внешних помех. Собственно поэтому кабель ЮТП используется для передачи данных.

Чаще всего используются шнуры с 8 проводами, т.е. 4 пары. Их подробное описание можно найти на бухте, в которой они продаются. Такие кабели можно встретить в жилых домах в качестве линии для сети Интернет. Однако этот форм-фактор является далеко не единственным. В одном кабеле может содержаться от 2 до 50 пар витых проводников. Отдельные жилы имеют индивидуальную изоляцию толщиной 0,2 мм. Сами провода сделаны из монолитной медной проволоки диаметром 0,4-0,6 мм. Существует и гибкий ютипи кабель. В нём одна жила состоит из множества более мелких проводников. Такой кабель получается более пластичным, удобным и износостойким, поэтому он может справляться с механической раскачкой от ветра или прочих внешних усилий.

Дополнительная информация. Следует избегать многократных перегибов монолитного кабеля в одном и том же месте. Периодическое воздействие способно надломить жилу. В дальнейшем отыскать обрыв под 2-3 слоями изоляции будет крайне проблематично.

Каждая пара проводников отличается уникальным сочетанием цветов. Т.е. в любом кабеле будет только одна бело-синяя или чёрно-зелёная группа. Сделано это для того, чтобы различать провода между собой, ведь это необходимо для правильного их подключения. Всего в маркировке используется 10 цветов, благодаря которым кабель проще обжать в штекере для подключения к ПК или прочим сетевым устройствам.

Коннектор RJ-45

Весь массив жил снаружи имеет общую изоляцию серого или белого цвета толщиной 0,5-0,9 мм (для 4-х парных кабелей). Чаще всего она изготовлена из поливинилхлорида, однако в более качественных и дорогих марках может использоваться полиэтилен или полипропилен. Выделяются и кабели с защитным покрытием, препятствующим прониканию влаги или горению. Дополнительно внутри может быть капроновая разрывная нить. Она предназначена для более удобной разделки кабеля. Также, ввиду прочностных свойств капрона, разрывная нить выполняет защитную функцию и препятствует растяжению и разрыву жил.

Цветовая маркировка UTP

Что такое витая пара?

Витая пара – это особый вид сетевого кабеля. Его основу составляют одна или несколько пар изолированных, а также скрученных между собой проводников (от их количества зависит категория кабеля). Количество витков на определенную единицу длины минимальное, но достаточное для того, чтобы значительно уменьшить взаимные наведения при передаче сигнала. Сверху витая пара, как правило, покрыта защитной пластиковой оболочкой.

В последнее время этот вид кабеля связи стал самым распространенным при создании локальных и структурированных кабельных сетей. Это произошло благодаря его дешевизне и легкости прокладки.

Основным недостатком витой пары является значительное затухание сигнала (до уровня не распознаваемости) на расстояниях свыше 100 метров. Но этот недостаток легко ликвидируется с помощью повторителей.

Виды

В зависимости от того, есть защита или нет, а также ее качества, различают несколько видов кабелей созданных по этой технологии:

• неэкранированная витая пара (UTP) – не используется никаких дополнительных защитных приспособлений;
• экранированная витая пара (STP) – используется медная сетка;
• фольгированная витая пара (FTP) — используется алюминиевая фольга;
• экранированная фольгированная витая пара (SFTP) — используется медная сетка и алюминиевая фольга.

При этом в некоторых видах экранированного кабеля могут использовать защиту вокруг каждой пары. Такой вид экранирования обеспечивает значительно лучшую защиту от различного рода наведений, как внутренних, так и внешних.

Категории кабеля «витая пара»

Всего на данный момент существует около 15 категорий витой пары. Они нумеруются от САТ 1 до САТ 8.2. В большинстве случаев категория имеет прямую зависимость от количества используемых пар для передачи информации, а также от количества витков, которые используются на единицу длины. Категории кабеля четко описаны в Американском стандарте проводки в коммерческих строениях.

Опишем кратко каждую из категорий:

• САТ 1 – всем известный телефонный кабель. В нем используется только одна пара. Применим исключительно для передачи голоса и создания подключений с помощью модема.
• САТ 2 – устаревший тип кабеля, состоящий из 2-х пар проводников. Он поддерживал передачу данных на скоростях менее 4 Мбит/сек. Часто использовали его в сетях token ring. Сейчас редко используется в некоторых телефонных сетях.
• САТ 3 – улучшенная версия предыдущего 2-х парного кабеля. Создана для обеспечения передачи данных на скоростях до 10 Мбит/сек. Сейчас очень часто продолжает встречаться в телефонных сетях.
• САТ 4 – еще один неиспользуемый на сегодня вид кабеля. Состоит из 4-х пар, имеет скорость передачи до 16 Мбит/сек.
• САТ 5 – именно кабели этой категории чаще всего и называют «витая пара» в классическом ее понимании. Состоит из 4-х пар. Скорость передачи варьируется от 100 Мбит/сек (используются 2 пары) до 1000 Мбит/сек (используются 4 пары).
• САТ 5е – улучшенная версия обычной 5 категории. Также состоит из 4-х пар. Кабель имеет те же скоростные характеристики, что и витая пара предыдущей категории. Сейчас эта категория является самой распространенной.
• САТ 6 – для передачи используется 4 пары, которые позволяют повысить скорость передачи до 10000 Мбит/сек.
• САТ 6а — для передачи используется 4 пары, которые позволяют повысить скорость передачи до 10 Гбит/сек.
• САТ 7 — для передачи используется 4 пары, которые позволяют повысить скорость передачи до 10 Гбит/сек. Кабель этой категории должен быть экранированным.
• САТ 8 – находится на данный момент в разработке. Предположительно позволит передавать информационный поток со скоростью до 40 Гбит/сек. Должен иметь общий экран или экран для каждой пары.

Количество пар в одном кабеле может доходить до 100 штук! Посмотрите, как могут выглядеть разные виды (UTP, F/UTP, S/FTP, SF/UTP, U/FTP) и категории (от Cat.3 до Cat.7A) в телекоммуникационном каталоге LAN-ART.

Там же опубликованы фотографии бухт, на которые наматывается провод, можно узнать цену и характеристики товаров.

Виды жил кабелей витая пара

Жилы витых пар в lan кабелях бываю двух видов, из одиночного проводника и многожильные. Диаметр жил в одножильных витых парах составляет 0,51 мм. Кабели с одножильными проводниками применяют для монтажа сетей в коробах, кабель — каналах и по стенам. К тому же его легче монтировать в коммуникационных приборах.

С многожильными проводниками кабель применяют только там, где он может подвергаться частым изгибам, например, соединять компьютер с розеткой стандарта RJ, их еще называют патч-кордами. Затухание сигнала в кабеле из многожильных витых пар больше, чем у кабеля, сделанного из одножильных проводников. Для обжатия многожильных витых пар нужны специальные коннекторы 8P8C стандарта . Они отличаются тем, что зубцы в ламелях разведены в стороны, как у пилы.

Что такое витая пара?

Витая пара – это особый вид сетевого кабеля. Его основу составляют одна или несколько пар изолированных, а также скрученных между собой проводников (от их количества зависит категория кабеля)
. Количество витков на определенную единицу длины минимальное, но достаточное для того, чтобы значительно уменьшить взаимные наведения при передаче сигнала. Сверху витая пара, как правило, покрыта защитной пластиковой оболочкой.

В последнее время этот вид кабеля связи стал самым распространенным при создании локальных и структурированных кабельных сетей. Это произошло благодаря его дешевизне и легкости прокладки.

Основным недостатком витой пары является значительное затухание сигнала (до уровня не распознаваемости)
на расстояниях свыше 100 метров. Но этот недостаток легко ликвидируется с помощью повторителей.

Виды

В зависимости от того, есть защита или нет, а также ее качества, различают несколько видов кабелей созданных по этой технологии:

• неэкранированная витая пара (UTP) – не используется никаких дополнительных защитных приспособлений;
• экранированная витая пара (STP) – используется медная сетка;
• фольгированная витая пара (FTP) — используется алюминиевая фольга;
• экранированная фольгированная витая пара (SFTP) — используется медная сетка и алюминиевая фольга.

При этом в некоторых видах экранированного кабеля могут использовать защиту вокруг каждой пары. Такой вид экранирования обеспечивает значительно лучшую защиту от различного рода наведений, как внутренних, так и внешних.

Категории кабеля «витая пара»

Всего на данный момент существует около 15 категорий витой пары. Они нумеруются от САТ 1 до САТ 8.2. В большинстве случаев категория имеет прямую зависимость от количества используемых пар для передачи информации, а также от количества витков, которые используются на единицу длины. Категории кабеля четко описаны в Американском стандарте проводки в коммерческих строениях.

Опишем кратко каждую из категорий:

• САТ 1 – всем известный телефонный кабель. В нем используется только одна пара. Применим исключительно для передачи голоса и создания подключений с помощью модема.
• САТ 2 – устаревший тип кабеля, состоящий из 2-х пар проводников. Он поддерживал передачу данных на скоростях менее 4 Мбит/сек. Часто использовали его в сетях token ring. Сейчас редко используется в некоторых телефонных сетях.
• САТ 3 – улучшенная версия предыдущего 2-х парного кабеля. Создана для обеспечения передачи данных на скоростях до 10 Мбит/сек. Сейчас очень часто продолжает встречаться в телефонных сетях.
• САТ 4 – еще один неиспользуемый на сегодня вид кабеля. Состоит из 4-х пар, имеет скорость передачи до 16 Мбит/сек.
• САТ 5 – именно кабели этой категории чаще всего и называют «витая пара» в классическом ее понимании. Состоит из 4-х пар. Скорость передачи варьируется от 100 Мбит/сек (используются 2 пары) до 1000 Мбит/сек (используются 4 пары).
• САТ 5е – улучшенная версия обычной 5 категории. Также состоит из 4-х пар. Кабель имеет те же скоростные характеристики, что и витая пара предыдущей категории. Сейчас эта категория является самой распространенной.
• САТ 6 – для передачи используется 4 пары, которые позволяют повысить скорость передачи до 10000 Мбит/сек.
• САТ 6а — для передачи используется 4 пары, которые позволяют повысить скорость передачи до 10 Гбит/сек.
• САТ 7 — для передачи используется 4 пары, которые позволяют повысить скорость передачи до 10 Гбит/сек. Кабель этой категории должен быть экранированным.
• САТ 8 – находится на данный момент в разработке. Предположительно позволит передавать информационный поток со скоростью до 40 Гбит/сек. Должен иметь общий экран или экран для каждой пары.

Категории кабеля витая пара (скорость передачи данных).

В основу определения категории витой пары положен максимально пропускаемый частотный диапазон. Это обусловлено количеством витков на одну единицу длины кабеля. То бишь, чем выше категория, тем больше пропускаемый частотный диапазон в следствии увеличения витков каждой витой пары. Категории витой пары описывается в международных и отечественных стандартах.

Категории (сокращенно CAT) витой пары определяют расчетную скорость передачи данных. Кроме этого кабель LAN еще разделяют на классы и при построении структурированной кабельной системы их тоже учитывают. Следует помнить, что витая пара более высокого класса поддерживает технические возможности низшего класса. А вот витая пара по классу ниже не поддерживает технические приложения высшего класса. Чем выше класс тем лучше передаточные характеристики и выше предельная частота работы кабельной линии.

• CAT1 (частотная полоса — 0,1 МГц). Имеет одну пару и используется для передачи голоса и цифровых данных при участии модема. Это стандартный телефонный кабель, который в свое время использовался в «скрученном» виде в США, а в России применяется и сейчас без скруток. Не подходит для современных систем и имеет большое влияние помех.
• CAT2 (частотная полоса — 1 МГц). Имеет две пары проводников и уже изжил себя. Иногда применяется при построении телефонных сетей. Ранее встречался в сетях Arcnet и Token Ring. Обладает скоростью передачи данных до 4 Мбит/с. Не годиться для построения современных сетей.
• CAT3 (частотная полоса — 16 МГц. Класс «С»). Встречается 2-х парный и 4-х парный тип витой пары. Применяется не только для создания телефонных, но и локальных сетей на базе 10BASE-T. Поддерживает скорость передачи данных от 10 до 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 протяженностью не более 100 метров. В отличии от CAT1 и CAT2 поддерживает стандарт IEEE 802.3.
• CAT4 (частотная полоса — 20 МГц). В свое время этот 4-х парный кабель использовался в технологии 10BASE-T и 100BASE-T4. Возможна скорость передачи данных до 16 Мбит/с. В наши дни не используется.
• CAT5 (частотная полоса — 100 МГц. Класс «D»). Кабель применялся для создания телефонных линий и построения локальных сетей 100BASE-TX, а также в Ethernet (LAN). Поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с.
• CAT5e (частотная полоса 125 МГц). Это усовершенствованная витая пара пятой категории. При использовании 2-х пар поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с и до 1000 Мбит/с в 4-х парном кабеле. Как правило, используется 4-х парный кабель для построения локальной компьютерной сети. Это самый распространенный тип витой пары.
• CAT6 (частотная полоса 250 МГц. Класс «E»). Это распространенный тип кабеля, который применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. В структуре кабеля четыре пары проводников. Поддерживает высокую скорость передачи данных до до 10 Гбит/с протяженностью не более 55 метров.
• CAT6a (частотная полоса 500 МГц. Класс «EA»). Структура кабеля состоит из четырех пар проводников. Он используется в сетях Gigabit Ethernet и поддерживает скорость до 10 Гбит/с на расстоянии до 100 метров.
• CAT7 (частотная полоса 600 — 700 МГц. Класс «F»). Поддерживает скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Структура кабеля имеет общий внешний экран и фольгированную защиту каждой пары. По типу относиться к S/FTP (ScreenedFullyShieldedTwistedPair).
• CAT7a (частотная полоса 1000 -1200 МГц. Класс «FA»). Скорость витой пары доходит до 40 Гбит/с на расстоянии до 50 метров и до 100 Гбит/с протяженностью до 15 метров.

На просторах интернет мне попалось хорошее видео по теме, предлагаю вам его посмотреть.

Для того чтобы сетевой кабель служил долго следует соблюдать правила монтажа. Например, при прокладке нужно следить за целостностью кабеля по всей его длине и не допускать растяжений и изгибов потому, что это может нарушить структуру экрана, что приведет к низкой устойчивости кабеля к электромагнитным помехам. Дренажный провод кабеля должен быть соединен с экраном разъема.

Кроме этого при монтаже нельзя допускать изгибов более восьми внешних диаметров кабеля. Слишком сильный изгиб может повредить фольгированный экран, что заметно ухудшит свойства кабеля и снизит скорость связи внутри сети. Пока!

Схемы обжима

Нумерация в штекере 8P8C

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).

Вариант по стандарту TIA/EIA-568A

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

Перекрёстный кабель (crossover cable)

Основная статья: Кросс-кабель Ethernet

Предназначен для соединения однотипного оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако большинство современных сетевых устройств способно автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него (Auto MDI/MDI-X), и перекрёстный кабель сегодня потерял свою актуальность. Вариант для скорости 100 Мбит/с

Вариант для скорости 1000 Мбит/с

Устройства стандарта 1000BASE-T сами определяют верную раскладку кабеля благодаря технологии Auto-MDIX (её реализация требуется стандартом 1000BASE-T).

Консольный кабель (rollover cable)

Основная статья: Консольный кабель

Один конец этого кабеля обжат по обратной схеме относительно другого, как если бы вы перевернули его и посмотрели бы на него с другой стороны. Используется для настройки маршрутизатора или коммутатора с помощью компьютера. Применяется в основном в оборудовании Cisco. Как правило голубого цвета.

Схема обжима

Общие положения

Обжимной инструмент (кримпер)

Рабочая часть кримпера: для восьми-, шестиконтактных разъёмов и регулируемый резак, позволяющий снять внешнюю изоляцию, без повреждения проводов пар.

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

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.

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.

Указанная выше схема обжима подходит как для 100-мегабитного соединения, так и для гигабитного. При использовании 100-мегабитного соединения используются только две из четырёх пар, а именно оранжевая (1-2 TDP-TDN) и зелёная (3-6 RDP-RDN) пары. Синяя и коричневая пары могут остаться незадействованными, либо могут быть использованы для передачи питания в некоторых вариантах Power over Ethernet (PoE). Для обеспечения гигабитного соединения используются все четыре пары проводников стандартного кабеля.

Также существуют ограничения на выбор схемы перекрёстного соединения пар, накладываемые стандартом PoE. При прямом соединении пар в кабеле («один к одному»), этот стандарт будет работать автоматически.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

В качестве тестирующего оборудования использована цифровая измерительная система с эффективной полосой пропускания приёмной части в 500 МГц. Объектом измерения выступал кабель категории 5е класса F/UTP длиной 50 м.

Кабель категории 5е был выбран как наиболее узкополосное стандартное современное изделие. Аппаратура Ethernet на разных скоростях сохраняет форматы кадров неизменными, а при скорости 1 Гбит/с и выше принципы формирования линейного сигнала отличаются незначительно. С учётом этого предполагается, что при переходе на более высокие категории степень отклонения отдельных компонентов смеси сигнала с помехой от получаемых в процессе экспериментов по крайней мере не увеличится.

Обращение к 50-метровой длине объекта измерений было обусловлено следующими соображениями. С одной стороны, такая протяжённость даёт возможность подавить эффекты краевых взаимодействий резонансного характера, возникающих из-за концевых неоднородностей. Тем более что она позволяет гарантированно устранить известный в технике СКС эффект локального роста мощности переходных шумов ближнего конца (т.н. проблема 15 м), который значительно искажает результаты измерений. С другой стороны, одновременно выбранная протяжённость кабеля не настолько велика, чтобы слишком сильно снизить мощность сигнала на его выходе даже в самой высокочастотной части спектра. Это позволяет практически исключить влияние на получаемые результаты тепловых шумов входных каскадов приёмника измерительной системы.

Кроме того, 50-метровая длина кабеля близка к средней протяжённости стационарной линии (40 м) офисных СКС, что дополнительно увеличивает ценность получаемых результатов.

Выбор конструкции F/UTP целесообразен тем, что общий экран кабеля снижал до приемлемого предела степень искажения принимаемого сигнала мощными источниками внешнего электромагнитного излучения.

Витые пары кабеля на обоих концах нагружались на согласующие резисторы. Неизбежное в реальных условиях рассогласование волнового сопротивления кабеля и входных схем интерфейсной части приёмопередатчика было в основном обусловлено паразитной ёмкостью измерительных цепей (30-35 пФ).

Отсчёты входного воздействия и выходной реакции сохранялись в памяти ПЭВМ. Ошибка собственно измерений уменьшалась до приемлемой величины использованием накопления отсчётов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведённых экспериментов свидетельствуют о том, что:

• переходная помеха как наиболее мощная помехо-вая составляющая не может считаться гауссовым белым шумом. При этом степень отличия такова, что при расчётах качественных показателей каналов связи сохраняется возможность в первом приближении пользоваться гауссовой моделью составляющих отношения сигнала к шуму;
• относительно слабый характер отклонения шума и сигнала от белого определяет корректность применения интегральной формы соотношения Шеннона при выполнении инженерных расчётов;
• «окрашенный» характер переходной помехи даёт возможность в случае выполнения соответствующей коррекции примерно на 15% увеличить скорость передачи по отношению к шенноновскому пределу для случая белого шума;
• принятый IEEE в процессе нормирования характеристик симметричных кабельных трактов более чем 30-процентный запас по шенноновской пропускной способности представляется несколько завышенным. Имеющиеся превышения могут быть израсходованы на увеличение предельной протяжённости тракта, компенсацию эффектов старения, ошибок монтажа, эксплуатационных повреждений и иных аналогичных факторов;
• система традиционных аналоговых передаточных параметров симметричного кабеля СКС вполне адекватна практике. На линиях небольшой протяжённости (менее 20 м) в обоснованных случаях следует учитывать эффекты резонансного взаимодействия отражений от концов;
• на скорости передачи информации 1 Гбит/с и выше становится невозможным достижение хороших потребительских качеств электропроводной линии без предварительной отработки полноценной системы из кабеля и разъёмных соединителей.

1 Shannon С. A mathematical theory of communication. Bell system technology. J. — 1948. №3, р. 379-423, № 4, p. 623-656.