Реферат Витая пара. ЭОСИ. Реферат. Витая пара. Витая пара виды, пропускная способность, ограничения по длине

• Название: Витая пара виды, пропускная способность, ограничения по длине
• Анкор: Реферат Витая пара
• Дата: 24.02.2022
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: ЭОСИ. Реферат. Витая пара.docx
• Тип: Реферат; #372047

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина»

Колледж экономики, права и информатики

РЕФЕРАТ

на тему: «Витая пара: виды, пропускная способность, ограничения по длине»

по предмету «Эксплуатация объектов сетевой инфраструктуры»

студента 3 курса группы № 1435 б – САо

специальности 09.02.06 Сетевое и системное администрирование
Нестеровой Дарьи Александровны

Преподаватель: Хохлов Роман Николаевич


Дата защиты реферата: «» 20 г.

Оценка: _______________

Подпись преподавателя: ____________________

Сыктывкар 2022

Содержание

Введение 3

1.Виды кабеля «витая пара» 4

2.Пропускная способность 8

3.Ограничение кабеля «витая пара» по длине 11

4.Разъемы, применяемые совместно с кабелем «витая пара» 12

5.Кросс – разводка кабеля «витая пара» 13

Заключение 14

Библиографический список 15

Введение

Витая пара — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных сетей. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

1. Виды кабеля «витая пара»

Конструкция кабелей витой пары бывает как с экраном, так и без него. Для домашней или офисной сети с небольшими расстояниями и без электромагнитных помех вполне подходит кабель без защитного экрана. Для больших расстояний, а также в местах с электромагнитными наводками нужно использовать кабеля с защитным экраном

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. В локальных сетях, работающих на скоростях 100 или 1000 Мбит/с, применяются в основном неэкранированные кабели. Однако стоит отметить, что для высокоскоростных сетей 10 Гбит/с, 40 Гбит/с, 100 Гбит/с стандарты определяют использование только экранированных кабелей.


Рис. 1 – Виды кабеля витая пара.

• 
  UTP или U/UTP (Unshielded twisted pair — неэкранированная витая пара) — кабель не имеет защитного экрана;
  
• 
  FTP или F/UTP (Foiled twisted pair — фольгированная витая пара) — кабель имеет один внешний общий защитный слой из фольги;
  
• 
  STP (Shielded twisted pair — экранированная витая пара) — кабель имеет экран для каждой пары и внешнюю защиту наподобие сетки;
  
• 
  SSTP или S/FTP (Screened Foiled twisted pair — фольгированная экранированная витая пара) — данный кабель имеет фольгированную защиту каждой пары, а также внешний экран;
  
• 
  U/STP (Unshielded Screened twisted pair — незащищенный кабель с экранированием витой пары) — кабель не имеет общего экрана, но каждая пара имеет фольгированную защиту;
  
• 
  SFTP или SF/UTP (Screened Foiled Unshielded twisted pair — экранированная витая пара с защитой) — имеет два внешних экрана. Один из медной сетки, а второй из экран – фольги. Между ними дренажный провод.
  

Рис. 2 – Виды кабеля витая пара в разрезе.

Основное различие — это наличие и вид экрана. Экран в витой паре служит для защиты сигнала от внешних помех. Например, когда невозможно проложить витую пару отдельно от силовых кабелей. Кроме этого, каждый производитель может добавлять и другие обозначения в зависимости от конструкции кабеля, например:

• 
  AWG (American Wire Gauge) калибр проводов — американская система маркирования толщины проводов. Проводники имеют определенное сечение, но чаще на кабеле указывают не сечение проводника, а значение AWG;
  
• 
  моножила (англ. solid) или многопроволочная жила (англ. patch). Наибольшее распространение, как более дешевая, получила моножила. Многопроволочная жила применяется в местах прокладки, где возможны частые изгибы кабеля, а также для изготовления патч – кордов. Патч – корд — это кусок кабеля определенной длины c конекторами на концах для соединения двух цифровых устройств;
  
• 
  диаметр жилы – от 0,4 до 0,64 мм. По стандарту в 5 – ой и 6 – ой категориях используются жилы диаметром не менее 0,51 мм или 24AWG по американской маркировке. Не сертифицированный кабель может иметь жилы диаметром от 0,4 до 0,5 мм, что обычно достаточно для подключения домашнего интернет;
  
• 
  количество пар – количество пар может быть до 1000. Для компьютерных систем применяется 4 – парный кабель (обозначается как 4х2х0,51). Все четыре пары задействуются только при создании сетей со скоростью до 1 Гбит/с. В большинстве же случаев: сети малых офисов, подключение домашнего интернета и др. сети со скоростью до 100 Мбит/с – используются только две пары. Для таких сетей, а также для устройства сигнализации и домофонов выпускается 2 – парная витая пара: маркируется соответственно 2х2х0,51;
  
• 
  оболочка – в данном вопросе у кабеля витая пара все, как и у других типов кабелей: внешняя оболочка зависит от условий прокладки и эксплуатации кабеля.
  

Виды оболочки:

• 
  PVC — ПВХ – пластиката. Для внутреннего применения.
  
• 
  PP — полипропилен. Для внешней прокладки в основном для высоких температур - до +140°С;
  
• 
  PE — полиэтилен. Для внешней прокладки;
  
• 
  FR — огнестойкий. Может работать в открытом пламене заданное время: на сегодня стандартизированы огнестойкие оболочки на 30, 90 и 180 мин;
  
• 
  LS (Low Smoke) — пониженное дымовыделение при горении;
  

• 
  ZH (Zero Halogen) — изготовлен из материалов, которые при горении не выделяют отравляющие галогеновые газы;
  
• 
  B — бронь. Чаще всего для брони используется стальная лента, которая обвивается вдоль кабеля;
  

• 
  C — трос. Трос нужен для натяжения кабеля между строениями.
  

Таким образом, маркировка, например, U/UTP 4 cat.5e solid 24AWG LSZH переводится так: не экранированный кабель, содержит 4 пары по 2 жилы, 5 категории, solid – жила однопроволочная, 24 AWG – диаметр 0,51 мм, LSZH – безгалогенный кабель с низким дымовыделением.



Рис 3. – Разновидности кабеля витая пара, в зависимости от среды.

2. Пропускная способность

Существует несколько категорий витой пары, которые нумеруются от CAT1 до CAT8 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 — представлена в 2002 году вместе с Сat6. Стандарт первоначально позиционировался как более мощная версия Сat6, способная передавать 10 Гб/c на расстояние свыше 50 м, но с появлением Сat6A утратил свою актуальность, 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;
  
• 
  СAT7a — глубокая модернизация СAT7, предназначенная для работы с 25 – гигабитным Ethernet. Пропускная способность этого кабеля также позволяет предавать сигнал 40 – гигабитным Ethernet, но лишь на дистанцию 1 – 15 метров;
  
• 
  CAT8 — представляет собой Ethernet кабель, который сильно отличается от предыдущих кабелей тем, что он поддерживает частоту до 2 Гц (2000 МГц), и ограничен 30 – метровым каналом, с 2 – мя разъемами. Также требует экранированного кабеля. Ethernet кабели Cat 8 могут поддерживать скорость 25000 Мбит/с или даже 40000 Мбит/с. Внешний вид кабеля Cat 8 аналогичен с кабелем нижней категории, и он терминирован разъемом RJ45 или другим разъёмом. Cat 8 кабель также обратно совместим со своими предыдущими версиями. Так что можно использовать его со стандартным разъемом Cat 7.
  
• 
  CAT8.1 – стандартизирована для работы с коннекторами типа RJ–45 и обратно совместим с кабелями СAT6a;
  
• 
  CAT8.2 – предназначена для коннекторов типа TERA (разработка Siemens Company), GG45 (разработка Nexans), и ARJ–45 (разработка Bei Fuse Ltd). Данные коннекторы являются проприетарными и перспективы их применения пока туманны.
  

Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 100 ± 25 Ом, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена, и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.

3. Ограничение кабеля «витая пара» по длине

Витая пара имеет свою максимальную длину, при которой хорошо подается сигнал, и она составляет не более 100 – 120 метров между усилителем сигнала, то есть конечным устройством и точкой доступа. Максимальная длина определяется в связи с одним свойством слаботочного кабеля, передающего электричество. Дело в том, что только на расстоянии не более 100 метров витая пара может обеспечивать сигнал без ощутимых перебоев. Еще один момент, во избежание потери некоторой части сигнала и появлении помех сигнала, следует помнить о том, что витую пару не рекомендуется прокладывать вблизи силовых кабелей. При параллельной прокладке минимальное расстояние между витой парой и силовым кабелем должна составлять не меньше 12,5 сантиметров. При отсутствии возможности прокладки кабеля на необходимом расстоянии, можно воспользоваться экранированным вариантом витой пары, например кабеля FTP.

Но ещё более рационально решают проблему подбора длинны кабеля — коммутаторы, которые поддерживают возможность увеличить дистанцию подключения в 2,5 раза, т. е. до 250 метров. Использование этих моделей наибольшее распространение получило в системе видеонаблюдения и прокладки интернет – коммуникаций.

4. Разъемы, применяемые совместно с кабелем «витая пара»

На данный момент существует четыре основных типа разъемов, совместно с которыми используется кабель «витая пара». Два из них имеют по 8 контактов, и часто именуются как RJ45, что не совсем, верно. Остальные разъемы имеют по 6 контактов, именуемые как RJ11 или RJ12 в зависимости от количества активных контактов. Использование подобной терминологии может приводить к противоречиям, поскольку аббревиатура RJ используется для идентификации кабельной разводки, закрепленной USOC (Universal Service Ordering Codes). Само сокращение RJ расшифровывается как Registered Jack.



Рис. 4 – Виды разъемов.

Каждый из приведенных выше разъемов может использоваться для различных конфигураций разводки. Так, к примеру, 6 – ти пиновый разъем может быть сконфигурирован под однопарную схему разводки RJ11C, двупарную RJ14C, или трехпарную схему RJ25C. В свою очередь 8 – ми пиновый разъем поддерживает конфигурацию RJ61C (4 пары) и RJ48C. Модифицированный 8 – ми пиновый разъем с ключом с легкостью используется для схем RJ45S, RJ46S, RJ47S.

Последний из представленных разъемов разработан корпорацией DEC (Digital Equipment Corporation). Разъем требует использования модифицированного коннектора, тем самым предотвращая возможность подключения информационного линка к телефонным линиям.

5. Кросс – разводка кабеля «витая пара»

Термин «кросс – разводка» используется применительно к разводке пар в патч – кордах. Всего существует две базовых кросс – разводки — прямая и перекрестная. Их названия говорят сами за себя.



Рис. 5 – Виды кросс – разводки.

В первом случае каждый проводник выводится строго на один и тот же контакт разъемов с обоих концов кабеля. Т. е. 1 – ый контакт с одного конца соединен с 1 – ым на другом, 2 – ой со 2 – ым, и так все пины. Патч – корды с подобной разводкой используются в кроссировочных узлах. При соединении с сетью оконечного оборудования, будь то персональный компьютер, факс и т. п., применяются патч – корды с перекрестной кросс – разводкой. Конкретная схема перекрестной кросс – разводки зависит от конкретной реализуемой сети, в частности, один из стандартов предполагает образование перекрестной разводки за счет смены местами четырех пинов. Первый меняется с третьим, а второй с шестым.

Заключение

В заключение можно сделать вывод, что, несмотря на то что некоторые категории витой пары давно устарели и не используются, развитие этого типа кабеля связи продолжает. Если посмотреть объективно, то на сегодняшний день не существует аналогов (по соотношению характеристик и цены), которые могли бы заменить витую пару.

Библиографический список

1. 
   Бейли Д., Волоконная оптика: теория и практика / Бейли Д., Райт Э. – М: «КУДИЦ-ПРЕСС», 2008. – 320 с.
   
2. 
   Закер К., Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей / Закер К – Петербург: БХВ. 2000. – 1008 с.
   
3. 
   Кульгин М., Компьютерные сети. Практика построения / Кульгин М. – Питербург: СПб, 2003. – 462 с.
   
4. 
   Погонин В. А., Сети и системы телекоммуникаций / В. А. Погонин, С. Б. Путин, А. А. Третьяков, В. А. Шиганцов. – М.: «Издательство Машиностроение–1». 2005. – 176 с.