4.3.1 Характеристики медных кабелей
Почему медь популярна?
- Дёшево в производстве
- Легко монтировать
- Малое сопротивление электрическому току
Два главных ограничения:
- Расстояние — сигнал затухает (attenuation)
- Помехи — сигнал искажается
Два типа помех:
| Тип | Что это | Источники |
|---|---|---|
| EMI/RFI | Электромагнитные/радиочастотные помехи извне | Люминесцентные лампы, электромоторы, радиоволны |
| Crosstalk | Наводки от соседнего провода внутри кабеля | Магнитное поле одного провода влияет на рядом лежащий |
Что происходит при помехах (по схеме):
1. Чистый цифровой сигнал: 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1
2. В среде появляется помеха
3. Сигнал искажается
4. Компьютер читает: 1 0 1 1 0 0 1 0 [1] 1 1 0 1
↑
0 превратился в 1 — ошибка!
Как борются с помехами:
| Проблема | Решение |
|---|---|
| EMI/RFI | Металлическое экранирование кабеля + заземление |
| Crosstalk | Скрутка пар проводов (витая пара) — поля компенсируют друг друга |
| EMI/RFI - Interference (Помехи) |
Общие рекомендации:
- Выбирать правильную категорию кабеля для среды
- Прокладывать кабели подальше от источников помех
- Соблюдать правила монтажа и обжимки разъёмов
4.3.2 Типы медных кабелей
4.3.3 Витая пара без экрана (UTP)
Что такое UTP?
UTP (Unshielded Twisted-Pair) abbreviation — самый распространённый сетевой кабель. Используется с разъёмами RJ-45 для подключения хостов к свитчам и роутерам.
Строение кабеля (по схеме):
| № | Компонент | Назначение |
|---|---|---|
| 1 | Outer jacket (внешняя оболочка) | Защищает провода от физических повреждений |
| 2 | Twisted pairs (скрученные пары) | Скрутка защищает от помех (crosstalk) |
| 3 | Color-coded insulation (цветная изоляция) | Электрически изолирует провода и помогает их идентифицировать |
Структура UTP кабеля:
Внешняя оболочка
└── 4 пары скрученных проводов:
Пара 1: бело-оранжевый + оранжевый
Пара 2: бело-зелёный + зелёный
Пара 3: бело-синий + синий
Пара 4: бело-коричневый + коричневый
Итого: 8 проводов = 4 пары
Почему скручивают?
Когда два провода скручены вместе — их магнитные поля взаимно компенсируют друг друга. Внешние помехи воздействуют на оба провода одинаково, и разность сигналов остаётся чистой.
UTP — основной кабель для Ethernet в офисах и домах. Категории: Cat5e (до 1 Гбит/с), Cat6 (до 10 Гбит/с на коротких расстояниях).
4.3.4 Витая пара с экраном (STP)
Что такое STP?
STP (Shielded Twisted-Pair) — улучшенная версия UTP с металлическим экраном. Тоже использует разъём RJ-45.
Строение STP кабеля (по схеме):
| № | Компонент | Назначение |
|---|---|---|
| 1 | Outer jacket (внешняя оболочка) | Защита от физических повреждений |
| 2 | Braided/foil shield (общий экран) | Защищает все пары от внешних EMI/RFI |
| 3 | Foil shields (фольга на каждой паре) | Дополнительная защита каждой пары от crosstalk |
| 4 | Twisted pairs (скрученные пары) | Те же 4 пары что в UTP |
STP vs UTP:
| Характеристика | UTP | STP |
|---|---|---|
| Экранирование | ❌ Нет | ✅ Двойное (общий + на каждой паре) |
| Защита от EMI/RFI | Слабая | Отличная |
| Цена | Дёшево | Дороже |
| Монтаж | Простой | Сложнее |
| Заземление | Не нужно | Обязательно |
| Разъём | RJ-45 | Специальный экранированный RJ-45 |
Важное предупреждение!
Если STP неправильно заземлён — экран начинает работать как антенна и сам притягивает помехи вместо того чтобы их блокировать! Поэтому монтаж STP требует большей квалификации.
4.3.5 Коаксиальный кабель (Coaxial Cable)
Название и строение
“Коаксиальный” — от слова “соосный”: два проводника расположены на одной оси (один внутри другого).
Строение (по схеме, снаружи внутрь):
| № | Слой | Назначение |
|---|---|---|
| 1 | Outer jacket (внешняя оболочка) | Защита от физических повреждений |
| 2 | Braided copper shielding (медная оплётка) | Второй проводник + экран от EMI |
| 3 | Plastic insulation (пластиковая изоляция) | Разделяет центральный провод и оплётку |
| 4 | Copper conductor (медный проводник) | Передаёт электрический сигнал |
Типы разъёмов:
| Разъём | Где используется |
|---|---|
| BNC | Профессиональное видео, старый Ethernet |
| N type | Беспроводные антенны, RF оборудование |
| F type | Кабельное ТВ, интернет от провайдера |
Где используется сегодня:
В современном Ethernet коакс заменён на UTP, но коаксиал остался в:
1. Беспроводные установки — соединяет антенны с радиооборудованием (передаёт RF сигнал)
2. Кабельный интернет — провайдер прокладывает оптоволокно до дома, но внутри помещения всё ещё идёт коаксиальный кабель
Сравнение всех трёх медных кабелей:
| UTP | STP | Coaxial | |
|---|---|---|---|
| Экран | ❌ | ✅ двойной | ✅ оплётка |
| Разъём | RJ-45 | RJ-45 экр. | BNC/N/F |
| Применение | Ethernet LAN | Промышленность | ТВ, антенны |