По каким проводам идет интернет?

Denis Peshkov’s Notes

Developers notes and not only.

• Main
• CV (en)

Thursday, 2 January 2014

100 Мбит/с витая пара (4 провода VS 8 проводов)

При использовании витой пары для поддержки скорости в 100 Мб/с используется ЧЕТЫРЕ провода. По умолчанию это оранжевая и зеленая пары. В большинстве случаев остальные провода не используются. По этому их применяют для: подключения еще одного ПК по тому же проводу, либо же двух аналоговых телефонов, либо подключения IP телефонов, либо в случае с PoE (Power over Ethernet) незадействованные пары используются для передачи электричества.
В 1000 Мб/с используются все 4 пары. То есть ВОСЕМЬ проводов. Там и кроссоверы совсем по-другому обжимаются.

Для 100 МБит используется 2 пары: 1, 2, 3 и 6 контакты. для кроса меняются 1 с 3 контакты и 2 с 6.

Прямое соединение (с обоих концов):
1-белооранжевый
2-оранжевый
3-белозеленый
6-зеленый

Крос (на одном конце остается как описано выше, а с другого конца меняется):
1-белозеленый
2-зеленый
3-белооранжевый
6-оранжевый

Скорость 100 Мбит/с относится и применяется в сети Fast Ethernet (см. витая пара):
CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар.
CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4-х пар.

Сертификацию проходит сеть сделанная на витой паре 5е (8 проводов). Но при этом и тот и другой кабель поддерживают полный дуплекс.

Хочу заметить, что 2-х пар кабеля, неважно(!), 5-ой или 5E категории, — вполне хватает для 100 мбитных сетей, т.е. для их 100 мбитных свитчей.

Всплывает вопрос: зачем в портах 100 мегабитных свитчей 8 контактов для подключения обжатого 8 жильного кабеля.

Натыкаюсь на это:

4, 5, 7, 8 присутствует в кабеле но не используется(!). Ищу дальше.

Натыкаюсь на это:
100BASE-TX, IEEE 802.3u — развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м. (см. вики).

Странно. Думаю. Ну ладно 2 пары так 2 — потому что даже конвейерное производство 4 парного кабеля 5E уже заставляет задуматься зачем использовать 8 проводников, что 5-ой, что 5E категории в 100 мбитных сетях, если даже вики говорит что фактически 2 пары работает на 100 мбитах, без проблем, но больше всего заставляет призадуматься почему 4, 5, 7, 8 проводник не участвует даже в 5-ой категории.

Итак, зачем делать 8 контактов в порту свитча который никогда не сможет работать с кабелем 5Е на скорость до 1000 мегабит?

Этот вопрос нужно задавать производителям. Думаю, это связано с тем, что на складе были только такие коннектора (гнезда) и оборудование для пайки настроено для них.

1) По поводу вычисления реальной скорости смотреть надо в сторону команды ping.

2) Как правило, для того, чтобы раздать интернет четырем абонентам со скоростью в 1 Мб/с не обязательно провайдеру иметь у себя канал в 4Мб/с. Есть специальная формула для вычисленя оптимальной скорости. Это обьясняется тем, что далеко не всегда все 4 абонента одновременно будут качать/отдавать. Как правило, провайдер не гарантирует скорость, а говорит, что таковая возможна. Более детально полосу пропускания можно прочитать тут.

3) Чтобы не терроризировать свой мозг мыслями о количестве жил протяните домой оптику. Там всего одно волокно требуется (ну или два, но это уже прошлый век). А вообще для дома/квартиры лучшего решения чем Wi-Fi просто нет.

Сколько жил в интернет кабеле?

Сколько жил в интернет кабеле?

В чём отличие 100 Мбит/с витая пара (обжато все 8 проводков) и 100 Мбит/с (обжато 4 проводка), какие плюсы и минусы? Немного теории
При использовании витой пары для поддержки скорости в 100 Мб/с используется ЧЕТЫРЕ провода. По умолчанию это оранжевая и зеленая пары. В большинстве случаев остальные провода не используются. По этому их применяют для: подключения еще одного ПК по тому же проводу, либо же двух аналоговых телефонов, либо подключения IP телефонов, либо в случае с PoE (Power over Ethernet) незадействованные пары используются для передачи электричества.
В 1000 Мб/с используются все 4 пары. То есть ВОСЕМЬ проводов. Там и кроссоверы совсем по-другому обжимаются.
Для 100 МБит используется 2 пары: 1, 2, 3 и 6 контакты… для кроса меняются 1 с 3 контакты и 2 с 6.
Прямое соединение (с обоих концов):
1-белооранжевый
2-оранжевый
3-белозеленый
6-зеленый
Крос (на одном конце остается как описано выше, а с другого конца меняется):
1-белозеленый
2-зеленый
3-белооранжевый
6-оранжевый
Скорость 100 Мбит/с относится и применяется в сети Fast Ethernet (см. витая пара):
CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар.
CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4-х пар.
Сертификацию проходит сеть сделанная на витой паре 5е (8 проводов). Но при этом и тот и другой кабель поддерживают полный дуплекс.
Хочу заметить, что 2-х пар кабеля, неважно(!), 5-ой или 5E категории, — вполне хватает для 100 мбитных сетей, т.е. для их 100 мбитных свитчей.
Всплывает вопрос: зачем в портах 100 мегабитных свитчей 8 контактов для подключения обжатого 8 жильного кабеля.
Натыкаюсь на это:
4, 5, 7, 8 присутствует в кабеле но не используется(!). Ищу дальше…
Натыкаюсь на это:
100BASE-TX, IEEE 802.3u — развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м. (см. вики).
Странно… Думаю… Ну ладно 2 пары так 2 — потому что даже конвейерное производство 4 парного кабеля 5E уже заставляет задуматься зачем использовать 8 проводников, что 5-ой, что 5E категории в 100 мбитных сетях, если даже вики говорит что фактически 2 пары работает на 100 мбитах, без проблем, но больше всего заставляет призадуматься почему 4, 5, 7, 8 проводник не участвует даже в 5-ой категории.
Итак, зачем делать 8 контактов в порту свитча который никогда не сможет работать с кабелем 5Е на скорость до 1000 мегабит?
Этот вопрос нужно задавать производителям. Думаю, это связано с тем, что на складе были только такие коннектора (гнезда) и оборудование для пайки настроено для них.
Выводы
1) По поводу вычисления реальной скорости смотреть надо в сторону команды ping.
2) Как правило, для того, чтобы раздать интернет четырем абонентам со скоростью в 1 Мб/с не обязательно провайдеру иметь у себя канал в 4Мб/с. Есть специальная формула для вычисленя оптимальной скорости. Это обьясняется тем, что далеко не всегда все 4 абонента одновременно будут качать/отдавать. Как правило, провайдер не гарантирует скорость, а говорит, что таковая возможна. Более детально полосу пропускания можно прочитать .
3) Чтобы не терроризировать свой мозг мыслями о количестве жил протяните домой оптику. Там всего одно волокно требуется (ну или два, но это уже прошлый век). А вообще для дома/квартиры лучшего решения чем Wi-Fi просто нет.
Ссылки

• Обзор изменений нового американского стандарта ANSI/TIA/EIA-568-B по сравнению с ANSI/TIA/EIA-568-A

Интернет через телефонную линию: когда есть смысл использовать эту технологию?

Технология интернета по телефонной линии, о которой в России ничего не слышно уже несколько лет, отказывается умирать. Более того, она развивается. И что еще более странно, продолжается ее использование и внедрение в первую очередь в богатых странах Европы и в Америке. Может и нам рано списывать телефонные провода со счетов и есть ситуации, когда их использование будет выгодно? Давайте вспомним, как и почему технологии семейства xDSL обрели второе дыхание, каких успехов им удалось достичь, а также проблемы передачи данных по телефонным проводам и способы их устранения.

Несмотря на очевидные преимущества оптоволоконных линий связи, в некоторых случаях подведение оптоволокна в каждый дом дорого и нецелесообразно. Особенно актуальна эта проблема в частном секторе, где оператору или интернет-провайдеру предоставляется выбор – тянуть на несколько сот метров подземный оптоволоконный кабель или провести интернет через уже проложенные телефонные линии.

Востребованность «интернета по телефонному проводу» стимулирует появление технологий, позволяющих использовать на последней миле имеющиеся медные абонентские линии, которые десятилетиями развивались операторами связи и КТВ. Причем появляются как новые технологии, так и средства для их инсталляции и диагностики.

Примером увеличения пропускной способности телефонной линии служит стандарт G.fast, который регламентирует передачу информации со скоростью до 1 Гбит/с по обычным телефонным проводам. Это, в свою очередь, обеспечивает качественную работу современных сервисов IPTV с потоковым видео 4К.

Обычно длина отвода медных кабелей составляет несколько сотен метров в домах, офисных зданиях и производственных помещениях. Скорость G.fast для медного кабеля длиной до 100 м может достигать 500-1000 Мбит/c. Более того, в Великобритании в октябре 2017 г. проведены тесты новой технологии XG.fast, которая позволяет увеличить скорость до 1,8 Гбит/с на 100 м. Как ожидается, благодаря G.fast существующая медная инфраструктура будет использоваться еще десятилетие, пока не будет заменена. Это касается и России, телефонная и кабельная сети которой нуждаются в таких «промежуточных» стандартах.

Консорциум Broadband Forum уже сертифицировал ряд образцов оборудования для G.Fast, и к 2021 г. технология G.Fast будет работать примерно в 30 млн домов в разных регионах планеты, по прогнозам исследовательской компании Ovum.

Также надо отметить, что распространение оптоволоконных сетей высвобождает большое количество медных пар в абонентских сетях. Это создает возможность увеличения скорости доступа с помощью организации канала DSL по двум и более медным парам. Так называемая связка каналов (channel bonding) представляет собой объединение двух и более каналов связи для получения большей пропускной способности. Например, ADSL 8 Мбит/с можно объединить в связку со скоростью 16 Мбит/с.

Подобные связи могут быть особенно полезны, когда необходимо «подтянуть» возможности медных линий для реализации максимального потенциала технологии G.Fast. Более того, можно использовать связку линий G.Fast, что даст еще большую скорость.

Вместе с тем, организация высокоскоростного канала по медной линии, предъявляет ряд требований к ее качеству.

Возможные проблемы в работе интернета по телефонной линии и инструменты для их устранения

Как и любой проводник тока, медные линии связи подвержены большому количеству возможных нарушений проводимости. Так, в телефонном или телевизионном кабеле могут быть вода, плохой контакт в муфте, обрыв проводника, замыкание между жилами и т. д. Также есть специфические проблемы. В некоторых сетях установлены пупиновские катушки, которые приводят к затуханию высокочастотных сигналов современных стандартов связи. В России немного сетей с пупиновскими катушками, например, у МГТС примерно 5% таких сетей. Но специалист связи может с ними столкнуться.

Телефонные линии обычно бывают запутанные или очень запутанные

Серьезной проблемой также является наличие параллельных отводов, оставшихся от старой кроссировки. При подключении новых цифровых услуг отводы создают эхо-сигналы, ухудшающие качество связи.

Все эти проблемы аналоговых линий должны быть решены перед подключением современных услуг, требующих высокоскоростной связи.

Для решения озвученных задач есть не так много удобных инструментов, один из самых лучших – анализатор Greenlee Sidekick Plus 1155-5019, способный обнаружить и устранить все повреждения абонентской линии, поддерживает технологии Bonding и Vectoring, а также поможет в инсталляции и настройке IPTV. А опция измерителя Greenlee GUPM100-04 позволить проверить и мощность оптического сигнала.

Анализатор Greenlee Sidekick Plus 1155-5019

Список функций анализатора выстроен в соответствии с порядком наиболее частого их использования: измерение напряжения в линии; тока шлейфа; режим комплекса измерений для оценки работоспособности линии и её пригодности для высокоскоростной связи.

Анализатор проверяет помехи и наводки, затухание сигнала, измеряет емкость телефонного кабеля, сопротивление изоляции, обнаруживает местоположение и количество пупиновских катушек, повреждения линий и отводов, а также множество других параметров, важных для высокого качества связи.

Как и у большинства современных анализаторов, Greenlee Sidekick Plus 1155-5019 имеет функции автоматического тестирования и записи результатов измерения во встроенную память.

Какой кабель для интернета лучше проложить в квартире?

При проведении линий локальной связи используется ethernet-кабель, который выпускается в нескольких разновидностях (коаксиальный, оптоволоконный, витая пара). Отличается диаметр кабеля, состав и тип жил, скорость и качество передачи информации; изделия выпускаются цельными и скрученными, стандартными либо экранированными.

Виды кабелей для интернета

В перечне основных видов сетевых кабелей:

• коаксиальный;
• оптоволоконный;
• витая пара.

Конструкция провода коаксиального включает проводник с плотным изоляционным покрытием, оплетку из меди либо алюминия, внешний изолирующий слой. Помимо подключения к сети, интернет-продукция применяется для перевода сигналов от антенн и телевизионных спутников для построения скоростных цифровых сетей (кабельное ТВ).

Отличается конфигурация разъёмов провода:

• BNC-коннектор закрепляется на концах кабеля, обеспечивает подсоединение к Т-коннектору и баррел-коннектору.
• BNC баррел-коннектор предназначен для соединения поврежденных элементов либо удлинения провода для расширения радиуса действия сети, подсоединения дополнительной электротехники.
• BNC T-коннектор является тройником, применяемым для подсоединения компьютерной техники к главной сетевой линии. В проводе 3 разъема (1 предназначен для вывода к централизованной сети, 2 разъёма необходимы для объединения локальной системы).
• BNC-терминатор сконструирован для выполнения роли заземляющей заглушки, предотвращающей распространение сигнала вне локальной линии. Разъём обязателен для стабильной работы сетевых соединений, занимающих большую площадь.

Для создания локальных линий используется сетевой кабель витая пара. Продукция включает попарно перекрученные медные проводники с изолирующим слоем. Стандартный провод состоит из 4 (8 проводников) либо из 2 пар (4 жилы). Между приборами, объединенными с помощью кабеля, должно быть по нормативам не более 100 м. Провод выпускается стандартный либо с защитой. Для работы с кабелем используется разъем типа 8P8C.

До того как выбрать кабель для интернета витая пара, необходимо определить подвид по характеристикам внешнего слоя (толщина, наличие армирования, состав). Провод UTP с пластиковым внешним слоем не защищен, выпускается без заземления. Изделия F/UTP, STP, S/FTP производятся с экранированием.

Маркировка кабеля витая пара отражает категории по цвету изолирующего слоя:

• серый (применяется во внутренних пространствах зданий);
• черный (используется для обозначения продукции с покрытием для защиты от атмосферных осадков и электромагнитных излучений, применяется для уличных конструкций);
• оранжевый оттенок используется для обозначения негорючих полимерных соединений.

Кабель оптоволоконный является усовершенствованным проводом для построения сетевых линий. Изделие состоит из пластичных стеклопластиковых световодов с защитой из пластика. Кабельная продукция отличается высокой скоростью перевода информации, устойчива к помехам на линии. Провод может соединять системы на больших расстояниях. Изделия подразделяются на одно- и многомодовые.

В оптоволокне используются разные виды разъемов (FJ, ST, MU, SC). Провода бюджетны, выглядят эстетично, однако требуют приобретения дополнительного оборудования и сложны в установке. Продукция используется для формирования масштабных сетевых систем, создания доступа к интернету на большой скорости.

Медные проводники в Ethernet-кабеле выпускаются:

• цельными;
• скрученными.

Цельные проводники прочные, надежные, долговечные, однако менее пластичные. Продукция предназначена для стационарных систем в помещениях либо укладки небольшой протяженности на внешних конструкциях.

Изделия скрученные состоят из тонких медных проволок, свитых вместе. Кабели прочные, пластичные, предназначены для размещения в рабочих пространствах, в местах с необходимостью перемещения объектов.

Какие бывают жилы

В сетевых проводах применяется несколько вариантов жил:

• медные;
• омедненные.

Омедненный

Омедненные элементы отличаются небольшой скоростью проведения информации. Центральная часть выполнена из композитного сырья, внешний слой состоит из медных сплавов. Потери электрической энергии у провода небольшие, т.к. ток проходит по внешнему слою.

Производится несколько видов омедненных сетевых изделий, отличающихся материалами центральной части жилы:

• CCS;
• CCA.

Названием CCA обозначается продукция из алюминия с внешним слоем из сплавов меди. Изделия пластичные, качественные, простые в монтаже.

CCS — провод из стали с покрытием из меди. Кабель прочный, менее эластичный, чем аналоги из алюминия, не рекомендован для протяженных сетей, т.к. при скручивании в изделиях образуются надломы. Продукция не выдерживает процесс обжимки.

Количество жил

Кабель витая пара может выпускаться с 4 и 8 жилами. Для передачи по стандарту на скорости до 100 Мбит/сек можно использовать 4 жилы, а вот чтобы получить больше 100 мегабит/с — 1 Гбит/c, понадобятся все 8 жил кабеля.

Поэтому необходимо заранее выяснить, какая в квартире скорость интернета, чтобы выбрать правильное количество жил кабеля витая пара.

Также изделия выпускаются:

• одножильными;
• многожильными.

Кабели с 1 медной жилой используются для проведения линий в стеновых панелях, для подсоединения к розеткам. Не допускается контакта однопроволочного изделия с сетевым оборудованием. На протяженных линиях жилы могут деформироваться, разрушаться.

Кабели многожильные состоят из нескольких проволок. Вид не предназначен для врезки в панели розеток. Изделия пластичные, рекомендованы для выполнения сложной проводки со скручиваниями, прокладки в углах и проходах. Продукция подходит для блоков, объединяющих приборы.

Медь или кабель частично омедненный

При выборе провода учитывается протяженность сети, количество подключаемых объектов. На небольших расстояниях разница в изделиях из меди либо омедненных незначительна. При проведении сетей протяженностью более 50 метров в омедненных проводах возникают сбои в передаче сигнала. Проводимость алюминиевого сплава и стали ниже меди.

Изделия из медных сплавов предназначены для построения масштабных локальных систем с расстоянием между объектами до 10-20 метров. Изделия не создают помех при переводе сигнала. Для соединения компьютера с тройниками, розетками, коммутационным оборудованием достаточно жил с комбинированным составом (омедненных).

На видео ниже наглядно показаны отличия медной FTP жилы витого кабеля и покрытого медью алюминиевого UTP.

Категории кабеля

В маркировках кабель для интернета подразделяется на категории с нумерацией 5-7, отражающей характеристики метода изготовления (шаг скручивания, вид разделительного материала, диаметр жилы).

CAT5 содержит 4 пары; пропускающие характеристики при активизации 2 пар достигают 100 Мбит/сек; полоса проводимости достигает 100 МГц. Продукция пятой категории предназначена для подсоединения компьютерных линий.

CAT5e — объединяет 4 пары. Подключение 2 пар позволяет достичь 100 Мбит/с; при использовании 4 пар скорость увеличивается до 1000 Мбит/с. По техническим параметрам изделия превышают характеристики кабеля CAT5. Прокладывать сети можно для передачи данных на больших расстояниях.

В проводах категории CAT6 содержится 4 пары жил, при подключении которых скорость перевода сведений составляет 10 Гбит/с на территорию, ограниченную 50 м. Пропускная полоса — 250 МГц. Типы изделий оптимальны для проведения сложных сетевых компьютерных соединений.

В категории кабеля CAT6a содержатся 4 пары. Скоростные характеристики сетей составляют 10 Гбит/с, протяженность линий — 100 м, пропускающая полоса — 500 МГц. Усовершенствованная продукция снабжается общим экраном либо защитой для каждой витой пары. Изделия долговечны, предназначены для проведения сетевых соединений в жилых и общественных зданиях.

Продукция категории CAT7 имеет 4 пары проводов. Соединение скоростное, с высокоскоростным широкополосным интернетом (10 Гбит/с); пропускающая способность составляет 700 МГц. Кабель 7 категории снабжен внешним экраном и дополнительными защитными элементами.

Что Такое Витая Пара и Сетевой Кабель Связи UTP и FTP — Схемы и Категории из 4 или 8 Жил

В этой статье хочу пролить свет на то, какие бывают сетевые кабели, которые в народе называют «витая пара». Витые пары стандарта категории UTP или FTP состоят из 4 или 8 жил и используются для подключения интернета в наших домах. Кабели связи из 4 жил были предназначены для уже устаревшего типа подключения интернета через ADSL модем, которое встречается и в наше время. А вот по сетевому кабелю из 8 жил в большинстве случаев сегодня передается интернет в вашу квартиру. И именно восьмижильной витой парой соединяются между собой компьютеры и роутер. Такой патчкорд идет в комплекте к любому wifi маршрутизатору, чтобы подключить к нему какие-либо устройство. На смену сетевым UTP и FTP сегодня уже приходят более современные оптоволоконные и коаксиальные кабели, но их дороговизна и невысокая надежность пока не дает уйти «на пенсию» старой доброй витой паре.

1. Что такое витая пара?
2. Категории витых пар из 8 жил (Cat) по стандарту защиты
3. Типы витых пар по сетевому подключению
4. Схемы обжима сетевых кабелей UTP/FTP типа «витая пара» RJ-45
5. Видео про витые пары

Что такое витая пара?

Витая пара — это обычный сетевой кабель, которым подключаются компьютеры к роутеру и по которому подается интернет. Название «витая пара» появилось благодаря конструкции кабеля. Внутри него, под оплеткой, проложено несколько пар жил — обычно 4 или 8, — завитых между собой по две. Отсюда и пошло — «витая пара»

Сегодня, в мире высоких скоростей интернета, чтобы по-максимуму использовать весь потенциал роутера и других сетевых девайсов, крайне важно, чтобы сетевой кабель в виде витой пары соответствовал самому высокому классу защиты. Технология, при которой передача информации по проводам в виде электрических импульсов, сильно подвержена влиянию окружающего электромагнитного поля.

• Самые дешевые сетевые кабели (UTP) имеют тонкую оплетку, внутри которой без какого-либо дополнительного содержимого проложены витые пары проводов. Такой кабель я бы не рекомендовал использовать даже для самого банального подключения компьютера к маршрутизатору.
• Но чаще попадаются кабели Ethernet с экранированием — проложенной под оплеткой дополнительной защитой в виде некого подобия фольги для защиты от посторонних наводок. Такая категория витой пары вполне подходит для решения большинства повседневных задач для подключения к роутеру.
• Если расстояние между устройствами большое, то прокладка витой пары проходит через много помещений с различным электромагнитным фоном. Например, когда нужно соединить кабелем локальной сети IP камеру видеонаблюдения, расположенную далеко на улице. В этом случае необходимо использовать максимально защищенный коаксиальный кабель для уменьшения потерь в передачи данных.

Категории витых пар из 8 жил (Cat) по стандарту защиты

По категориям защиты витых пар в наши дни существуют следующие:

1. Витая пара UTP (Unshielded Twisted Pair) — первый, самый бюджетный вариант, когда кабель не оснашен вообще никакой защитой.
2. FTP (Foiled Twisted Pair) — этот тот тип, который я привел в качестве второго — сетевой кабель имеет один для всех общий защитный слой из фольги, который проложен сразу под оплеткой.
3. S/FTP или SSTP (Screened Foiled Twisted Pair) — фольгированная экранированная витая пара, которая имеет защиту каждой группы проводов плюс такой же внешний экран.
4. U/STP (Unshielded Screened Twisted Pair — здесь внешняя защита отсутствует, но зато каждая пара имеет свою собственную фольгированную защиту.
5. STP (Shielded Twisted Pair) — витой кабель этой категории имеет отдельный экран из фольги для каждой пары и внешнюю защиту из тонкой проволочной сетки.
6. SF/UTP или SFTP (Screened Foiled Unshielded Twisted Pair) — это самая защищенная категория, в которой экранированная витая пара имеет целых два внешних экрана — один в виде медной сетки, а второй из фольги. Между ними также проложен дренажный провод.

Типы витых пар по сетевому подключению

По своему назначение витые пары делятся на 10 основных категорий. Я не буду здесь перечислять все, а остановлюсь лишь на тех, которых подходят для использования в качестве сетевого кабеля интернета.

• Cat 5D — витая пара, состоящая из 4 скруток, то есть 8 жил. Такой кабель поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при задействовании двух пар и 1000 Мбит/с — четырех.
• Cat 5E — усовершенствованный вариант предыдущей категории — он тоньше и дешевле. Самый распространенный вариант для работы с сетями Fast и Gigabit Ethernet.
• Cat 6E — второй по популярности тип сетевого кабеля Ethernet. Он неэкранированный, имеет 8 пар жил и поддерживает передачу данных на скорости до 10 Гбит/с. Максимальное расстояние — 55 метров
• Cat 6А — сетевой кабель, состоящий из 4 витых пар. Тип экранирования — S/FTP или F/FTP, расстояние уже 200 метров
• Cat 7F — 8 жил, экранирован по категории S/FTP, скорость та же — до 10 Гбит/с
• 7A — самый продвинутый сетевой кабель, имеющий в своем арсенале 8 проводов, экранирован по типу S/FTP. Передача информации происходит на скорости до 40 Гбит/с по линии длиной до 50 метров и до 100 Гбит/с с максимальным расстояние в 15 метров.

Схемы обжима сетевых кабелей UTP/FTP типа «витая пара» RJ-45

Про то, как обжать витую пару для интернет кабеля своими руками, мы написали отдельную инструкцию. Советую прочитать! А здесь коротко приведу основные схемы, которые используются для подключения интернета и сетевых устройств

• Прямая — используется для соединения роутера и компьютера, а также в сетевом кабеле интернета
• Перекрестная — для соединения двух компьютеров между собой

Видео про витые пары

Физика Ethernet для самых маленьких

• Что такое домен коллизий?
• Сколько пар используется для Ethernet и почему?
• По каким парам идет прием, а по каким передача?
• Что ограничивает длину сегмента сети?
• Почему кадр не может быть меньше определенной величины?

Если не знаешь ответов на эти вопросы, а читать стандарты и серьезную литературу по теме лень — прошу под кат.

Кто-то считает, что это очевидные вещи, другие скажут, что скучная и ненужная теория. Тем не менее на собеседованиях периодически можно услышать подобные вопросы. Мое мнение: о том, о чем ниже пойдет речь, нужно знать всем, кому приходится брать в руки «обжимку» 8P8C (этот разъем обычно ошибочно называют RJ-45). На академическую глубину не претендую, воздержусь от формул и таблиц, так же за бортом оставим линейное кодирование. Речь пойдет в основном о медных проводах, не об оптике, т.к. они шире распространены в быту.

Технология Ethernet описывает сразу два нижних уровня модели OSI. Физический и канальный. Дальше будем говорить только о физическом, т.е. о том, как передаются биты между двумя соседними устройствами.

Технология Ethernet — часть богатого наследия исследовательского центра Xerox PARC. Ранние версии Ethernet использовали в качестве среды передачи коаксиальный кабель, но со временем он был полностью вытеснен оптоволокном и витой парой. Однако важно понимать, что применение коаксиального кабеля во многом определило принципы работы Ethernet. Дело в том, что коаксиальный кабель — разделяемая среда передачи. Важная особенность разделяемой среды: ее могут использовать одновременно несколько интерфейсов, но передавать в каждый момент времени должен только один. С помощью коаксиального кабеля можно соединит не только 2 компьютера между собой, но и более двух, без применения активного оборудования. Такая топология называется шина. Однако если хотябы два узла на одной шине начнут одновременно передавать информацию, то их сигналы наложатся друг на друга и приемники других узлов ничего не разберут. Такая ситуация называется коллизией, а часть сети, узлы в которой конкурируют за общую среду передачи — доменом коллизий. Для того чтоб распознать коллизию, передающий узел постоянно наблюдает за сигналов в среде и если собственный передаваемый сигнал отличается от наблюдаемого — фиксируется коллизия. В этом случае все узлы перестают передавать и возобновляют передачу через случайный промежуток времени.

Диаметр коллизионного домена и минимальный размер кадра

Теперь давайте представим, что будет, если в сети, изображенной на рисунке, узлы A и С одновременно начнут передачу, но успеют ее закончить раньше, чем примут сигнал друг друга. Это возможно, при достаточно коротком передаваемом сообщении и достаточно длинном кабеле, ведь как нам известно из школьной программы, скорость распространения любых сигналов в лучшем случае составляет C=3*10 8 м/с. Т.к. каждый из передающих узлов примет встречный сигнал только после того, как уже закончит передавать свое сообщение — факт того, что произошла коллизия не будет установлен ни одним из них, а значит повторной передачи кадров не будет. Зато узел B на входе получит сумму сигналов и не сможет корректно принять ни один из них. Для того, чтоб такой ситуации не произошло необходимо ограничить размер домена коллизий и минимальный размер кадра. Не трудно догадаться, что эти величины прямо пропорциональны друг другу. В случае же если объем передаваемой информации не дотягивает до минимального кадра, то его увеличивают за счет специального поля pad, название которого можно перевести как заполнитель.

Таким образом чем больше потенциальный размер сегмента сети, тем больше накладных расходов уходит на передачу порций данных маленького размера. Разработчикам технологии Ethernet пришлось искать золотую середину между двумя этими параметрами, и минимальным размером кадра была установлена величина 64 байта.

Витая пара и дуплексный режим рабты

Витая пара в качестве среды передачи отличается от коаксиального кабеля тем, что может соединять только два узла и использует разделенные среды для передачи информации в разных направлениях. Одна пара используется для передачи (1,2 контакты, как правило оранжевый и бело-оранжевый провода) и одна пара для приема (3,6 контакты, как правило зеленый и бело-зеленый провода). На активном сетевом оборудовании наоборот. Не трудно заметить, что пропущена центральная пара контактов: 4, 5. Эту пару специально оставили свободной, если в ту же розетку вставить RJ11, то он займет как раз свободные контакты. Таким образом можно использовать один кабели и одну розетку, для LAN и, например, телефона. Пары в кабеле выбраны таким образом, чтоб свести к минимуму взаимное влияние сигналов друг на друга и улучшить качество связи. Провода одной пару свиты между собой для того, чтоб влияние внешних помех на оба провода в паре было примерно одинаковым.
Для соединения двух однотипных устройств, к примеру двух компьютеров, используется так называемый кроссовер-кабель(crossover), в котором одна пара соединяет контакты 1,2 одной стороны и 3,6 другой, а вторая наоборот: 3,6 контакты одной стороны и 1,2 другой. Это нужно для того, чтоб соединить приемник с передатчиком, если использовать прямой кабель, то получится приемник-приемник, передатчик-передатчик. Хотя сейчас это имеет значение только если работать с каким-то архаичным оборудованием, т.к. почти всё современное оборудование поддерживает Auto-MDIX — технология позволяющая интерфейсу автоматически определять на какой паре прием, а на какой передача.

Возникает вопрос: откуда берется ограничение на длину сегмента у Ethernet по витой паре, если нет разделяемой среды? Всё дело в том, первые сети построенные на витой паре использовали концентраторы. Концентратор (иначе говоря многовходовый повторитель) — устройство имеющее несколько портов Ethernet и транслирующее полученный пакет во все порты кроме того, с которого этот пакет пришел. Таким образом если концентратор начинал принимать сигналы сразу с двух портов, то он не знал, что транслировать в остальные порты, это была коллизия. То же касалось и первых Ethernet-сетей использующих оптику (10Base-FL).

Зачем же тогда использовать 4х-парный кабель, если из 4х пар используются только две? Резонный вопрос, и вот несколько причин для того, чтобы делать это:

• 4х-парный кабель механически более надежен чем 2х-парный.
• 4х-парный кабель не придется менять при переходе на Gigabit Ethernet или 100BaseT4, использующие уже все 4 пары
• Если перебита одна пара, можно вместо нее использовать свободную и не перекладывать кабель
• Возможность использовать технологию Power over ethernet

Не смотря на это на практике часто используют 2х-парный кабель, подключают сразу 2 компьютера по одному 4х-парному, либо используют свободные пары для подключения телефона.

Gigabit Ethernet

В отличии от своих предшественников Gigabit Ethernet всегда использует для передачи одновременно все 4 пары. Причем сразу в двух направлениях. Кроме того информация кодируется не двумя уровнями как обычно (0 и 1), а четырьмя (00,01,10,11). Т.е. уровень напряжения в каждый конкретный момент кодирует не один, а сразу два бита. Это сделано для того, чтоб снизить частоту модуляции с 250 МГц до 125 МГц. Кроме того добавлен пятый уровень, для создания избыточности кода. Он делает возможной коррекцию ошибок на приеме. Такой вид кодирования называется пятиуровневым импульсно-амплитудным кодированием (PAM-5). Кроме того, для того, чтоб использовать все пары одновременно для приема и передачи сетевой адаптер вычитает из общего сигнала собственный переданный сигнал, чтоб получить сигнал переданный другой стороной. Таким образом реализуется полнодуплексный режим по одному каналу.

Дальше — больше

10 Gigabit Ethernet уже во всю используется провайдерами, но в SOHO сегменте не применяется, т.к. судя по всему там вполне хватает Gigabit Ethernet. 10GBE качестве среды распространения использует одно- и многомодовое волокно, с или без уплотнением по длине волны, медные кабели с разъемом InfiniBand а так же витую пару в стандарте 10GBASE-T или IEEE 802.3an-2006.

40-гигабитный Ethernet (или 40GbE) и 100-гигабитный Ethernet (или 100GbE). Разработка этих стандартов была закончена в июле 2010 года. В настоящий момент ведущие производители сетевого оборудования, такие как Cisco, Juniper Networks и Huawei уже заняты разработкой и выпуском первых маршрутизаторов поддерживающих эти технологии.

В заключении стоит упомянуть о перспективной технологии Terabit Ethernet. Боб Меткалф, создатель предположил, что технология будет разработана к 2015 году, и так же сказал:

Чтобы реализовать Ethernet 1 ТБит/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, все новое

UPD: Спасибо хабраюзеру Nickel3000, что подсказал, про то что разъем, который я всю жизнь называл RJ45 на самом деле 8P8C.
UPD2:: Спасибо пользователю Wott, что объяснил, почему используются контакты 1,2,3 и 6.