Цветовые схемы обжима (распиновки)
utp кабеля витая пара (патч-корда) в вилке RJ-45

Витая пара: категории, обжим, советы по работе

Несмотря на распространение оптических сетей, медные линии остаются основным типом кабелей на расстояниях до 100 метров. Простые в монтаже и обслуживании, надёжные и очень экономичные. Да, некоторые производители пытаются изменить ситуацию, но в ближайшие лет 15 серьёзных подвижек в этой области ждать не приходится.

Самым распространённым медным кабелем сегодня является витая пара – четыре пары медных или медно-алюминиевых проводника диаметром 0.52мм. Нет сетевого инженера, которой бы не сталкивался с этим кабелем. Рассмотрим основные типы витой пары и как с ней обращаться.

• Категорий витой пары
• Типы витой пары
• Обжим витой пары
• Кримперы для установки модульных коннекторов RJ-45
• Схемы обжима витой пары
• Обжим витой пары 8 жил (4 пары): схема цветов
• Обжим витой пары 4 жилы схема
• Подключение витой пары к розетке
• Расшивки для установки розеток RJ-45
• Как облегчить монтаж витой пары: секреты из практики
• Выбор кабеля для локальной сети
• Какая витая пара будет завтра?
• Заключение

Знаете ли вы, зачем скручивают витую пару?

С витой парой мы сталкиваемся каждый день, ведь такой кабель применяется для прокладки локальных сетей, подключения к сети интернет, в слаботочных системах, видеонаблюдении и т.д. Как правило, он состоит из 2, 4 или более пар токопроводящих жил небольшого диаметра. Жилы скручены друг с другом с определённым шагом и покрыты общей оболочкой с экранированием или без него.

Кстати, название «витая пара», можно сказать, народное, устоявшееся в профессиональной среде. Если обратиться к нормативно-технической документации России, правильнее будет –«симметричный кабель связи» (ГОСТ Р 54429-2011).

Но верное название кабеля не самое интересное в этой истории. Знаете ли вы, почему витую пару скручивают, а жилы проводов или кабелей питания обычно прямые? Давайте разбираться!

Определение причины отсутствия доступа к сети Интернет

В сплывшем окне на мониторе компьютера появилась надпись «Сетевой кабель не подключен», светодиод на сетевой плате не светится. Вставляете, вынимаете вилку RJ-45 в надежде на плохой контакт в соединении и осознаете, кабель неисправен. Если у Вас в компьютере не установлена отдельная сетевая карта, и вилка сетевого кабеля вставляется непосредственно в материнскую плату, то светодиод не будет светить, если отключено соединение программно.

В настоящее время зачастую сетевой кабель витая пара сначала подключают к роутеру, который иногда «зависает». Поэтому в первую очередь необходимо перезагрузить роутер. Для этого достаточно отключить его от питающей сети на минуту и затем опять включить. Вполне возможно доступ к Интернету после этого восстановится.

Отключение может произойти и без Вашего непосредственного участия, например из-за нестабильного сетевого напряжения, запущенными не лицензированными программами или вируса. Для проверки в Win XP нужно зайти: Пуск / Настройки / Панель управления / Сетевые подключения и убедиться, что соединение подключено. Реже, но тоже бывает, не правильно работает драйвер сетевой карты. Проверить можно: Пуск / Настройки / Панель управления / Система / Оборудование / Диспетчер устройств / Сетевые платы. Не должно быть никаких предупреждающих знаков.

Сетевые карты очень редко отказывают, такое иногда случается после сильной грозы. Проверить работоспособность сетевой карты можно, подключив к заведомо исправной линии или установкой в другой компьютер, не забыв инсталлировать для нее драйвер. Иногда удается заставить сетевую карту работать перестановкой в соседний слот материнской платы.

Звонок в техническую службу провайдера поможет проверить работоспособность линии с их стороны. Если в компьютере и у провайдера все в порядке, следовательно, вышел из строя кабель витых пар и требуется его ремонт. Можно конечно вызвать специалистов и ждать, но при желании, возможно, провести диагностику и отремонтировать кабель витых пар своими руками.

Наиболее вероятны следующие неисправности кабеля витых пар:
– полный обрыв одного или нескольких проводов − встречается часто;
– короткое замыкание между проводниками одной витой пары или между проводами соседних пар − встречается реже.

Особенности витой пары и разъемов RJ-45 для поддержки PoE повышенной мощности

Для поддержки питания через Ethernet (Power over Ethernet) следующего поколения требуется нечто большее, чем просто более толстый провод. Сочетание стандартов, технических условий и лучших методик удаленного электропитания сетевых устройств несет в себе значительные проблемы для организаций пользователей, а также для спецификаторов, разработчиков и установщиков систем. Целью разработки новейших версий стандартов и технических условий был поиск средств для наиболее эффективного и безопасного развертывания витой пары, поддерживающей удаленную подачу электропитания. Со своей стороны, производители кабелей и оборудования для их соединения вели самостоятельные разработки для того, чтобы кабельные компоненты соответствовали поставленной задаче.

В наши дни состав материалов кабеля типа «витая пара», поддерживающего удаленную подачу электропитания, несколько отличается от состава материалов тех компонентов, которые предназначены исключительно для передачи данных по технологии 10/100/1000Base-T. Аналогично, конструкция и материалы соединителя RJ-45 (например, розетки или коннектора), который будет поддерживать удаленное электропитание, включает в себя некоторые элементы, которые не нужно было учитывать для обеспечения поддержки передачи данных, пусть и на гигабайтных скоростях.

О технологии PoE простыми словами

Технология PoE (Power-over-Ethernet) была создана для IP-телефонии, точек доступа, IP-камер и других устройств, к которым нежелательно проводить отдельный питающий кабель. На качество передачи данных технология PoE влияния не оказывает, используется потенциал уровня Ethernet, то есть сетевых кабелей.

Важно понимать, что питающее устройство (например, PoE маршрутизатор) подает питание в кабель только в том случае, если подключенное устройство (например, IP камера ) поддерживает технологию PoE. Как это происходит?

1) Вначале производится проверка: является ли подключенное устройство питаемым (PD). На него подается напряжение от 2,8 до 10 B, определяется входное сопротивление подключаемого устройства. Если параметры соответствуют требуемым, питающее устройство переходит к следующему этапу.

2) Питающее устройство определяет потребляемую мощность подключенного девайса, для последующего управления этой мощностью. В зависимости от мощности, устройствам присваивается класс: от 0 до 4.

После того, как устройство классифицировано, на него подается напряжение 48В с фронтом нарастания не более 400 мс., и питающее устройство приступаетет в контролю его работы:

1) Если устройство будет потреблять ток менее 5 мА в течении 400Мс, то подача питания прекращается;
2) Если сопротивление подключенного устройства будет больше 1980 кОм в течение 400 мс, подача питания прекращается.
3) Если потребление тока превысит 400 мА в течение 75 мс, подача питания прекращается.

Сечение и диаметр витой пары

Есть один важный момент, про который не все в курсе. В описании кабеля «витая пара» (он же UTP) и на его упаковке обычно написано 4х2х0.51. Это значит, что в кабеле 4 перевитых пары, в паре 2 жилы, диаметр каждой жилы 0.51мм. Диаметр, не сечение!

На силовых кабелях всегда написано сечение, измеряемое в квадратных миллиметрах, например, 3х1.5, 5х4 или 2х0.75. И у нас в голове уже засели типичные максимальные токи, которые могут идти по таким кабелям, например, по кабелю сечением 1.5 — 10 ампер, 2.5 — 16 ампер. И кажется, что раз у витой пары сечение 0.51мм, то уж пару ампер-то она выдержит.

Но нет! Исторически сложилось так, что у витой пары измеряется не площадь сечения, а диаметр, из-за этого, конечно, возникает дикая путаница.

Нам многих сайтах написано с ошибкой, что у витой пары значение 0.5-0.6 относится именно к сечению, а не к диаметру.

Цветовые схемы обжима (распиновки) utp кабеля витая пара (патч-корда) в вилке RJ-45

Согласно спецификации EIA/TIA-568 предусмотрено несколько цветовых схем обжима сетевого кабеля витая пара (патч-корда) в коннектор RJ-45 для соединения компьютера с роутером, хабом, свичем или подключения двух компьютеров межу собой.

Сетевую вилку принято называть RJ-45, хотя правильное ее название 8P8C. А RJ (Registered Jack) – это название стандарта, описывающее конструкцию разъемного соединения вилки и розетки.

На всех представленных ниже фотографиях отображен один разделанный utp кабель, предназначенный для применения в сетях LAN (Local Area Network) и DSL (Digital Subscriber Line), с обжатыми на его концах витыми парами в вилки RJ-45.

Категорий витой пары

Создателем витой пары считается Александр Белл, предложивший скрученный парный провод для защиты телефонной линии от помех, наводимых соседствующими проводами телеграфа или линий электропередачи. Такая скрученная пара проводов успешно использовалась в течение почти 100 лет, пока не была вытеснена современными типами медного кабеля.

Витая пара. Общий вид

Как и любое телекоммуникационное оборудование для медных кабелей разработаны международные стандарты. В данном случае ISO/IEC 11801. Кроме того, существует норматив EIA/TIA 568, действующий на территории США и его сателлитов. Данные стандарты неоднократно дополнялись и сегодня выделены 8 категорий витой пары:

• Категория 1(Сat1). Та самая витая пара проводов Александра Белла. Применяется только в аналоговой телефонии.
• Категория 2 (Сat2). Двухпарный кабель, разработанный для сетей Arcnet и TokenRing и обеспечивающий скорость передачи до 4Мбит/с. Снят с производства в начале 2000-х.
• Категория 3 (Сat3). Первый кабель на 4 пары. Создан для сетей Ethernet 10Base-T. Снят с производства в 2000-е.
• Категория 4 (Сat4). Кабель на 4 пары для сетей Token Ring, 10/100Base-T. Снят с производства, но встречается на старых сетях.
• Категория 5 (Сat5). Первый кабель способный передавать информацию на скорости до 100 Mbps. Практически полностью вытеснен преемником.
• Категория 5e (Сat5e). Усовершенствованная версия cat5. Наиболее популярная категория на сегодняшний день. Кабель способен передавать данные на скорости до 1Гбит/с. Встречается в двух вариантах: двухпарном и четырехпарном.
• Категория 6 (Сat6). Представлена в 2002 году. Пропускная способность витой пары 10Gbps. Первый кабель, способный работать на скорости 10Gbps, хотя и на небольшое расстояние. Рассматривается как возможная альтернатива cat5e.
• Категория 6A (Сat6a). Модификация стандарта Сat6, представленная в 2008 году. Пропускная способность витой пары Cat6a – 10Gbps сохраняется на дистанциях до 100 метров. Фактический аналог Сat5e для 10GE-сетей.
• Категория 7 (Сat7). Представлена в 2002 году вместе с Сat6. Стандарт первоначально позиционировался как более мощная версия Сat6, способная передавать 10Gbps на расстояние свыше 50 м, но с появлением Сat6A утратил свою актуальность.
• Категория 7А (Сat7a). Глубокая модернизация Сat7, предназначенная для работы с 25GE. Пропускная способность этого кабеля также позволяет предавать сигнал 40GE, но лишь на дистанцию 1-15 метров.
• Категория 8 (Сat8). Новейший стандарт, представленный в 2016 году. Этот кабель на четыре пары способен передать 40GE-сигнал, на расстояние до 42 метров. Cat8 делится на 2 категории:
  • 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.

  С чего всё началось…

  Во второй половине XIX века для телеграфов, а затем и для телефонных линий использовались прямые провода, проложенные параллельно по опорам. Но при бурном техническом прогрессе появлялось всё больше и потребителей электроэнергии, и абонентов телефонных сетей. Соответственно, приходилось протягивать больше кабельных линий.

  Как известно, при протекании электрического тока через проводник возникает магнитное поле, а если проводник поместить в изменяющееся магнитное поле, то через него потечёт ток. Именно поэтому токи в силовых кабелях наводят помехи в сигнальных линиях, если они расположены рядом. То же самое происходит, если рядом расположено много сигнальных линий — они создают помехи друг для друга и искажают сигналы. Если помех слишком много, то передача сигнала становится и вовсе невозможной — принимающее устройство просто не поймёт, что ему было передано.

  Конечно, инженеры начали искать решение проблемы. В конце XIX века посчитали, что лучший метод борьбы с помехами – транспозиция. И через каждые несколько опор меняли местами два сигнальных провода.

  

  Иное решение предложил в 1881 году Александр Белл. Он запатентовал новый вид кабеля, который состоял из одной или нескольких пар изолированных друг от друга жил, причем жилы каждой пары скручивались между собой. Так и появился прообраз современных витопарных кабелей. К 1900 году все телефонные линии в США были проложены витой парой.

  Программа для проверки доступа к сети Интернет Network Traffic Monitor

  В поисковых системах часто ищут ответ на вопрос: «программа для проверки кабеля витых пар». В компьютере с установленной системой Windows уже есть такая программа, которая выдает сообщение «Сетевой кабель не подключен», в случае обрыва или замыкания в кабеле витых пар. Место же обрыва или замыкания придется искать самостоятельно, нет такой программы, которая указала бы точно место и причину неисправности. Для этого есть специальные тестеры, например MicroScanner Pro.

  Другое дело, если связь с Интернетом есть, но она нестабильна или скорость загрузки внезапно упала. Для проведения мониторинга трафика по сети есть отличная бесплатная программа, точнее утилита, которая называется Network Traffic Monitor.

  

  Она позволяет в режиме реального времени измерять скорость передачи данных, наблюдать изменение скорости во времени, сохранять данные на винчестере, резиновые окошки, широкие возможности настройки и много других полезных сервисов. Поддерживает множество языков, в том числе и русский.

  

  Установить программу на компьютер просто, достаточно запустить ехе файл и нажать несколько раз кнопку подтверждения. Network автоматически добавится в автозагрузку и будет выполнять мониторинг, и сохранять все данные. Для вывода на экран монитора любого из окошек, достаточно нажать правой кнопкой мышки на иконку в трее и выбрать нужное окошко. Network Traffic Monitor лучшая утилита для анализа и диагностики качества сети из всех, с которыми я знакомился при поиске. Работоспособность программы Network Traffic Monitor проверена мной с Windows HP и Windows 7. Скачать программу Network Traffic Monitor одним нажатием кнопки мышки Вы можете с моего сайта.

  Всего существует 3 стандарта PoE, чем они отличаются?

  1. PoE – IEEE 802.3af

  • Первое поколение PoE (стандарт IEEE 802.3af) обеспечивает питание до 15,4 Вт постоянного тока для каждого подключенного устройства.

  2. PoE+ – IEEE 802.3at

  • Следующий стандарт IEEE 802.3at, обеспечивает питание до 30 Вт для каждого устройства. Таким образом PoE+ способен обеспечить питанием более мощные устройства, например камеры видеонаблюдения Pan-Tilt-Zoom (PTZ) и высокопроизводительные беспроводные точки доступа 11n.

  Отличия стандарта PoE от PoE+

  Способ передачи питания	PoE	PoE+
  Диапазон напряжения постоянного тока на питаемом устройстве	от 36 до 57 V (номинальное 48V)	от 42,5 до 57 V
  Диапазон напряжения, выдаваемого источником	от 44 до 57 V	от 50 до 57 V
  Максимальная мощность PoE-источника	15,4 Вт	30 Вт
  Максимальная мощность, получаемая PoE-потребителем	12,95 Вт	25,50 Вт
  Максимальный ток	350 mA	600 mA
  Максимальное сопротивление кабеля	20 Ом (для cat.3)	12,5 Ом (для cat.5)
  Классы питания	0-3	0-4

  3. IEEE 802.3bt

  • В настоящее время разработан новый стандарт IEEE 802.3bt, эта технология позволяет запитать устройства мощностью до 51 Вт по одному кабелю, в этом случае используются все четыре пары кабеля категории 5. Использование незадействованных ранее пар проводов для подачи электропитания увеличивает эффективность и мощность без каких-либо дополнительных расходов на кабели.

  Type 2: Класс PoE 4:

  POE стандарт IEEE 802.3af распиновка:

  

  Требования по питанию для PoE устройств:

  Параметр	Мин	Макс
  Сопротивление, кОм	23.75	26.25
  Время запуска (> 10 мА), мс	300
  Потребляемая мощность, Вт	12.95
  Диапазон входного напряжения, В	36	57
  Вкл. напряжения, В	44
  Откл. напряжения, В	30 В
  Входной ток (@ 36VDC), мА	10	350
  Входной ток, Пик, мА	400

  Passive PoE

  Как же быть, если в вашу инфраструктуру требуется подключить устройства без поддержки PoE? В таких случаях используется технология Passive PoE. Ее особенность в том, что источник питания не опрашивает подключенное устройство и не согласовывает его мощность. Питание просто подается по по свободным проводникам витой пары при помощи PoE сплиттера.

  PoE-сплиттер разделяет поступающий по витой паре сигнал на данные и питание (12В-24В). Таким образом становится возможным подать питание и интегрировать в существующую инфраструктуру устройство без поддержки PoE.

  Что такое AWG

  Раз уж зашёл про это разговор, то на витой паре можно встретить буквы AWG. Это американский стандарт, описывающий диаметр кабеля. Причём, чем больше цифра написана после букв AWG, тем кабель тоньше. Дикари-с. Вот простая табличка:

  

  В этой же табличке можно видеть соотношение между диаметром жилы кабеля и площадью её сечения. При желании те же цифры можно получить по формуле S = pi * R ^ 2 (сечение = 3,14 * радиус в квадрате). Не забудьте, что радиус — это только половина диаметра.

  Самый распространённый кабель — это AWG 24, диаметр каждой жилы витой пары 0.51мм, а площадь сечения всего 0.204 мм2.

  Получается, что сечение жилы витой пары крайне мало, и ток, который можно передавать по ней, тоже крайне мал. В случае слаботочного питания надо искать не предельный ток, который можно передавать по витой паре, чтобы она не расплавилась, а падение напряжения в ней. То есть, нужно знать длину кабеля, ток нагрузки и удельное сопротивление, далее по закону Ома считать падение напряжения в кабеле, чтобы получить напряжение, которое придёт на питаемое устройство, пройдя по кабелю. Я рассматривал эти расчёты, когда писал про питание светодиодных лент.

  Зачем делить кабель связи на два?

  Есть два основных способа передавать любой электрический сигнал — по одному проводу относительно земли или какой-либо точки с условно нулевым потенциалом, либо по двум проводам, не привязываясь к общим точкам.

  При передаче сигнала по двум проводам каждому положительному сигналу в одной жиле соответствует отрицательный сигнал в другой жиле, это называют дифференциальным сигналом.

  

  Так как на проводах в паре напряжения сигналов противоположны, а токи текут в разные стороны, то и электромагнитные поля, порождённые током в каждой из жил, компенсируют друг друга. И даже если возникают помехи, они наводятся на обоих проводах так, что сигнал практически не искажается. Тогда как при передаче несимметричного сигнала помеха может привести к «ложным» единицам и нулям при передаче, что вы и можете видеть на рисунке 1.

  Схема подключения компьютера к сети utp кабелем витая пара

  Для проверки кабеля витых пар со знанием дела желательно представлять, электрическую схему подключения кабелем витых пар сетевой карты компьютера с другими устройствами, хабом, свичем или другим компьютером. На рисунке представлена схема участка сети подключения компьютера к активному оборудованию, хабу или свичу.

  

  Для проверки кабеля витых пар представляет интерес как раз часть схемы сетевой карты или хаба, к которой подключен разъем кабеля витых пар RJ-45. Как видите, каждая пара подключена к трансформатору по симметричной схеме (от середины обмотки трансформатора сделан отвод, который соединен с общим проводом, иногда через резистор или конденсатор). Благодаря такому подключению, все наводимые помехи в кабеле приходят на вход в противофазе, и взаимно уничтожаются, а полезный сигнал приходит в фазе и величина его не изменяется. Трансформаторная схема имеет еще одно достоинство, защищает активное оборудование от коротких замыканий и перепутывания проводов в кабеле витых пар при подключении.

  Руководство TSB-184-А по поддержке подачи электрической энергии по витой паре

  С момента публикации документов компаний Panduit и Siemon было разработано несколько технологий и стандартов. В марте 2017 года Ассоциация телекоммуникационной промышленности США (TIA) утвердила и опубликовала Руководство по поддержке подачи электрической энергии по кабелю типа «витая пара», маркированное TSB-184-A (Telecommunications Systems Bulletin TSB-184-A Guidelines for Supporting Power Delivery Over Twisted-Pair Cabling). В этом документе содержится несколько рекомендаций, включая использование кабелей категории 6A или более производительных кабелей для любых новых установок, предусматривающих удаленную подачу электропитания, а также использование соединительного оборудования, которое соответствует требованиям теста IEC 60512-99-002. (Документ «-002» был опубликован после того, как компания Panduit создала свой документ со ссылкой на стандарт «-001».)

  В руководстве TSB-184-A также разъясняется, что тепловое рассеяние – рассеивание тепла в кабельных пучках – можно улучшить выбором кабелей с определенными физическими характеристиками, включая:

  • улучшенную теплопроводность,
  • улучшенный коэффициент теплопередачи между материалами кабеля,
  • улучшенный коэффициент теплопередачи между оболочкой кабеля и воздухом,
  • металлические элементы, такие как оплетка или экран,
  • больший диаметр.

  Документ TSB также включает советы по объединению, в которых рекомендуется вообще отказываться от объединения, когда это только возможно. Если объединение необходимо, рост температуры можно ограничить, если не объединять в пучок более 24 кабелей в типовом лотке. Также рекомендуется разделять большие пучки на несколько более мелких, что позволит ограничить рост их температуры.

  Другой составляющей, вызывающей беспокойство по поводу способности кабелей поддерживать удаленное электропитание, является сертификация кабелей LP (Limited Power), которую в 2015 году представила Underwriters Laboratories (UL). Лаборатория UL сформулировала программу, призванную «упростить выбор кабеля и его монтаж. Обозначение кабеля «-LP» указывает на то, что была оценена способность кабеля пропускать указанный ток при разумных худших сценариях установки без превышения температурного диапазона кабеля. Сертификация учитывает большие размеры пучков, высокие окружающие температуры и другие условия, связанные с воздействием окружающей среды, например, закрытые пространства или кабельные каналы.

  PoE-сплиттер

  

  При данном способе подключения необходимо тщательно подбирать мощность источника питания, и его потребителя.

  PoE инжектор

  

  Существует два вида устройств – PoE сплиттеры и PoE инжекторы. Со сплиттером мы разобрались, а как работает PoE инжектор?

  На примере. Представим, что в вашей инфраструктуре используется коммутатор без поддержки PoE, сетевой кабель передает только данные.

  Как подключить и подать питание по витой паре на устройства с поддержкой этой технологии в такую систему? Как раз в таких случаях и используется PoE инжектор, который служит для подачи в сетевой кабель электрического напряжения.

  PoE инжектор подключается и к RJ45, и к источнику питания. В итоге, на входе PoE инжектор получает данные, а на выходе – и данные, и электрическое напряжение, которое может использоваться для подключения устройств с поддержкой этой технологии.

  • Читайте также:

    Самодельные провода для сабвуфера

  PoE адаптер

  

  Это AC-DC преобразователь со встроенным сплиттером и стабилизатором на выходе. PoE адаптер не использует фантомное питание а использует свободные пары (что означает невозможность использования гигабитных портов, невозможность использования двухпарных кабелей, невозможность расшаривания кабеля). Отличие от сплиттера только в том, что адаптер, за счет повышения напряжения, поддерживает длину линии до 100м на номинальной мощности и активирует схему питания через PoE. Не факт что заработает оборудование, которое питается по стандарту PoE-B. То есть использует для питания и передачи данных те же 1, 2, 3, 6 контакты.

  Требование к кабелю

  • Требуется четырехпарная витая пара категории не ниже cat.5e;
  • Витая пара должна быть медная, а не омедненная;
  • Толщина проводников не менее 0,51 мм (24 AWG);
  • сопротивление в проводниках должно быть не выше 9,38 Ом/100 м (если больше, то будет большая потеря мощности).

  Стандарты 802.3af и 802.3at говорят о длине витой пары для PoE равной 100м. Но на практике рекомендованная максимальная длина кабеля не должна больше 75м. При использовании Passive PoE, длина кабеля должна быть не более 60м.

  Таким образом технология PoE обладает широкими коммуникационными возможностями, позволяющими создавать сети с устройствами разного типа и предназначения. Инсталляционные затраты на системы PoE как правило гораздо ниже, чем расходы на организацию традиционных силовых распределительных систем.

  Кабели для шины

  Если у нас по помещениям раскинута шина CAN или Modbus или KNX, а на шине висят устройства, которые от неё питаются, то надо внимательно отнестись к выбору кабеля для шины. Если мы подключаем десяток датчиков Wirenboard на одну шину длиной до 60-70 метров, то проблем не будет, так как ток потребления небольшой и длина линии небольшая. Если мы переносим шину в какой-то промежуточный щит, в котором стоят модули, то там лучше поставить отдельный блок питания для надёжности. Ну а в общем случае можно использовать не витую пару для передачи питания, а что-то потолще. Например, КПСВЭВ 2х2х0.75 имеет честную площадь сечения каждой жилы именно 0.75мм2, то есть, в 3.7 раза больше, чем витая пара. Соответственно, падение напряжения в 3.7 раза меньше. Но и кабель сильно толще. И запасных жил меньше.

  Специальные интерфейсные кабели для RS485 обычно имеют также небольшое сечение, у них диаметр жилы обычно порядка 0.6-0.8мм. Они не предназначены для питания большого количества потребителей на шине.

  Специальные кабели для шины KNX обычно имеют диаметр 0.8мм.

  

  У устройств KNX, надо заметить, потребляемый ток крайне мал, это единицы микроампер. Некоторые устройства требуют отдельного питания 24 вольта, например, большие сенсорные панели, к ним питание можно проложить отдельным кабелем типа 2х0.75.

  А зачем ещё и скручивать жилы?

  Дифференциальный сигнал полностью проблему с помехами не решает. Если передавать его с помощью кабеля с параллельно уложенными жилами, то положительного эффекта не будет. Дело в том, что в такой конструкции кабеля невозможно обеспечить одинаковое расстояние между жилами каждой из пар. Для улучшения связи между жилами их скручивают, причем шаг скрутки проводников обязательно должен быть одним и тем же по всей длине кабеля – не может быть такого, что в начале жилы скручены с шагом в 1 см, в середине кабеля шаг 5 см, а на конце – 0,5 см.

  Равномерная скрутка будет работать, если в кабеле одна пара жил. Но представим, что в кабеле несколько пар, тогда сразу появляется ещё одна проблема — перекрёстные помехи или просто наводки помех одной парой на другую.

  Как добиться, чтобы скрученные пары одного кабеля меньше влияли друг на друга? Для этого каждую пару жил скручивают с разным шагом, подобное решение используется в витой паре категории 5 и выше.

  

  Шаг скрутки у разных пар отличается.

  Размах и форма информационного сигнала в кабеле витая пара

  У некоторых возникает вопрос, какую форму и размах имеет сигнал в витых парах? На представленной фотографии осциллограмма информационного сигнала. На витых парах сигналы как Rx, так и Tx имеют приблизительно одинаковую форму и размах около двух вольт. По одной паре сигнал передается, а по второй принимается, поэтому и для связи и нужны две пары. Если один из разъемов RJ-45 кабеля витых пар вынут из оборудования, то передача сигнала автоматически прекращается.

  

  Теоретически сигнал в витой паре должен иметь прямоугольную форму, но так как имеется емкость и сопротивление проводников, то форма сигнала закругленная. По этой причине и ограничена удаленность между точками связи, обычно не более 100 метров. Величина сигнала 2 В не опасна для человека, не опасно для сетевого оборудования и короткое замыкание между парами, так что можно заниматься поиском неисправности кабеля витых пар без его отключения от сети. Сетевая карта, свич или хаб из строя не выйдут.

  220 вольт по витой паре

  Затрону этот вопрос. Уж очень часто его задают. Даже если принять во внимание, что площадь сечения витой пары всего 0.2мм2, то по нему, казалось бы, можно передать 220 вольт на что-то совсем слабое, ватт на 100. Но нет! Вы забываете о том, что никакая витая пара не рассчитана на то, что по ней будут передавать такое напряжение. Это уже характеристика не жил кабеля, а сопротивления изоляции кабеля.

  Эту характеристику надо смотреть в описании каждого конкретного кабеля. Вот витая пара 5-й категории от завода Паритет.

  

  Максимальное напряжение — 145 вольт.

  Вот кабель Lapp ETHERLINE® Cat.5e:

  

  Так что ни о какой передаче 220 по витой паре даже не думайте. В случае крайней необходимости можно взять два разных кабеля, в каждом скрутить жилы между собой и подать по ним фазу и ноль. Полагаю, внешняя изоляция напряжение точно выдержит.

  Сигнал же цифровой, а он помех не боится…

  Зачем вообще думать о помехах, ведь цифровой сигнал их не боится? Действительно, цифровой сигнал по сравнению с аналоговым гораздо более устойчив к помехам. Но есть один нюанс – в аналоговых линиях передаётся сигнал относительно низкой частоты, например, частота звукового сигнала лежит в слышимом диапазоне – до 20 кГц. Но частота сигнала в интернет-кабеле находится в диапазоне от 100 до 1000 МГц.

  Чем больше частота сигнала, тем сложнее его передавать, так как он становится более уязвим к помехам, качеству монтажа, кабеля, разъёмов и сопутствующего оборудования. Конечно, можно использовать меньшие частоты, но тогда снизится скорость передачи данных. Таким образом, помехи снижают пропускную способность линии.

  Не покупайте дешевую витую пару

  Предупреждаю всех клиентов — не стоит покупать дешёвую витую пару! Совсем дешёвая — это меньше 10-12 рублей за метр. На совсем дешёвой написано CCA, это означает, что жилы сделаны не полностью сделанные из меди, а омеднённые. На медной написано CU (купрум!).

  Далее смотрим на диаметр. 0.46 нежелателен, желателен 0.51. Вроде, разница небольшая, но сказывается на качестве кабеля.

  Что такое некачественный кабель? Это такой, который вы подключаете в выключатель, а жила ломается. Причём, у самого выхода жилы из стены, то есть, этой жилы больше нет. Вот это самая неприятная ситуация. Рекомендуется брать кабели таких производителей как Lapp, Hyperline, Legrand, Cavel. Пусть кабель получится дорогой (рублей 50 за метр), но в ответственных стройках из-за некачественного кабеля могут возникнуть проблемы, стоимость решения которых будет гораздо выше стоимости кабеля.

  Если есть возможность купить кабель в бухте не 305 метров (опять американский стандарт — 100 футов), а 500 или 1000 метров, то будет меньше обрезков.

  Не надо для передачи сигналов брать кабель 6-й или даже 7-й категории (если только вам не нужна 10-гигабитная сеть), повышенная категория не означает автоматически более высокое качество.

  Цветовая схема обжима RJ-45 по стандарту PoE IEEE 802.3af и IEEE 802.3at

  Стандарт PoE IEEE 802.3af предусматривает возможность передачи информационного сигнала и подачу питающего напряжения на устройство по одному кабелю витых пар, обжатым коннектором RJ-45. Это позволяет обойтись без дополнительного провода для подачи питающего напряжения.

  

  Вне зависимости от вариантов обжатия RJ-45, с положительного вывода источника питания напряжение подается одновременно на контакты 4 и 5 ( синяя пара), а отрицательного – на 7 и 8 ( коричневая пара).

  Как правило распиновка кабеля витых пар по стандарту PoE IEEE 802.3af применяется при создании систем видеонаблюдения, в которых используется коммутатор, например, 9-портовый PoE коммутатор ROKA R-KM-POE0801, в котором для каждого из портов предусмотрена возможность подачи через RJ-45 постоянного напряжения 12 В мощностью до 30 Вт.

  Подведём итоги

  Чтобы снизить количество помех и повысить пропускную способность кабеля, используют дифференциальный сигнал. Для того, чтобы избавиться от внешних и перекрёстных наводок, жилы скручивают с разным шагом. Но это не все методы борьбы с помехами. В кабелях витая пара применяют экранирование фольгой или добавляют как общий для всех жил экран из оплетки медными лужеными жилами, так и индивидуальный экран на каждой жиле (в кабелях категории 7, 7а).

  Чем выше категория кабеля, тем больше частота сигнала, соответственно, растет скорость его передачи. Подробнее смотрите в таблице ниже.

  Цветовая схема обжима RJ-45 4 провода компьютер – компьютер

  

  Обжим витой пары компьютер-компьютер. Сигнал передается только по зеленой и оранжевой парам.

  Цветовая схема обжима RJ-45 кабеля витой пары 4 провода для подключения компьютера и телефона по одному кабелю

  Иногда возникает потребность в дополнительной низковольтной проводке от входной двери в комнату. Например, от плинта в подъезде нужно протянуть пару для подключения стационарного телефона, запитать постоянным напряжением антенный усилитель, подать напряжение на Wi-Fi роутер или Switch, подключить дополнительную трубку домофона, установить дополнительный квартирный звонок, установить переговорное устройство с дистанционным открыванием входной двери, запитать низковольтным напряжением светодиодную ленту для подсветки прихожей и многое другое. В этом случае с успехом, возможно, использовать свободные пары в кабеле витых пар.

  Внимание! Передавать по кабелю витых пар напряжение бытовой электросети 220 В категорически запрещено, так как кабель витых пар Интернет не рассчитан на такое напряжение. Это может вывести из строя компьютер.

  Диаметр жил проводов сетевого кабеля витых пар составляет 0,51 мм (сечение 0,20 мм 2 ), что позволяет пропускать по ним ток при постоянной нагрузке величиной до 1,5 А, а при кратковременной до 3 А. А если соединить параллельно по два провода, то допустимый ток увеличится в два раза, и составит уже 3 А. Таким образом, если соединить параллельно все восемь проводников кабеля витых пар, то станет возможным передавать по ним ток до 12 А!

  В последнее время в продаже появился дешевый кабель витых пар со стальными жилами, покрытыми тонким слоем меди. При передаче высокочастотного сигнала на небольшое расстояние такой кабель применять вполне допустимо, хотя надежность сети будет снижена. При разделке кабеля витых пар со стальными жилами для передачи питающего напряжения необходимо учесть, что нагрузочная способность его на порядок ниже, чем у кабеля с жилами из чистой меди.

  

  Для реализации такой возможности нужно обжать в вилке RJ-45 utp кабель по одному из вариантов А или В, не обжимая коричневую и синюю пары, и затем использовать эти свободные пары по своему усмотрению. Потребуется удлинение не используемых для Интернета проводников. Как правильно выполнить сращивание проводов Вы можете узнать из статьи «Удлинение кабеля витых пар».

  Чем отличается патч-корда от кабеля витых пар

  Патч-корд, или как его еще называют коммутационный шнур, предназначен для соединения между собой электронный устройств, например, компьютер с хабом, свитчем или двух компьютеров между собой в случае, если устройства в процессе эксплуатации необходимо перемещать относительно друг друга.

  Для изготовления патч-корда берется кабель витых пар, жилы в котором сделаны из многожильного провода, чтобы они при частых перегибах не ломались. Для обжима такого кабеля используются специальные коннекторы RJ-45. По стандарту ANSI EIA TIA 568B.1 длина патч-корда не должна превышать пяти метров. Соединение устройств с помощью патч-корда экономически целесообразно, если они в процессе эксплуатации будут часто перемещаться относительно друг друга.