Пропускная способность медного кабеля: формулы, таблицы, примеры расчетов, правила выбора сечения проводов

формулы, таблицы, примеры расчетов, правила выбора сечения проводов

Умение правильно выбрать сечение кабеля со временем может пригодиться каждому, и для этого необязательно быть квалифицированным электриком. Неверно рассчитав кабель, можно подвергнуть себя и своё имущество серьёзному риску — чересчур тонкие провода будут сильно греться, что может привести к появлению возгорания.

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д. Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя?

Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.

Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.

Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов.

Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.

Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:

• общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
• совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
• затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.

Внимание! Ввиду более низкой электропроводимости, провода с алюминиевыми жилами должны приобретаться с большим сечением, нежели медные.

Что влияет на нагрев проводов

Если во время эксплуатации бытовых приборов нагревается проводка, то следует незамедлительно принять все необходимые меры для устранения этой проблемы. Факторов, влияющих на нагрев проводов, существует немало, но к основным можно отнести следующие:

1. Недостаточная площадь сечения кабеля. Выражаясь доступным языком, можно сказать так — чем толще будут у кабеля жилы, тем больший ток он может передавать, не греясь при этом. Величина этого значения указывается в маркировке кабельной продукции. Также можно измерить сечение самостоятельно при помощи штангенциркуля (следует убедиться, что провод не находится под напряжением) или по марке провода.
2. Материал, из которого изготовлен провод. Медные жилы лучше передают напряжение до потребителя, и обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми. Естественно, они меньше греются.
3. Тип жил. Кабель может быть одножильным (жила состоит из одного толстого стержня) или многожильным (жила состоит из большого числа маленьких проводков). Многожильный кабель более гибкий, но существенно уступает одножильному по допустимой силе передаваемого тока.
4. Способ укладки кабеля. Плотно уложенные провода, находящиеся при этом в трубе, греются ощутимо сильнее, нежели открытая проводка.
5. Материал и качество изоляции. Недорогие провода, как правило, имеют изоляцию низкого качества, что отрицательно сказывается на их устойчивости к воздействию высоких температур.

Как делается расчёт потребляемой мощности

Рассчитать приблизительное сечение кабеля можно и самостоятельно — необязательно прибегать к помощи квалифицированного специалиста. Полученные в результате расчётов данные можно использовать для покупки провода, однако, сами электромонтажные работы следует доверять только опытному человеку.

Последовательность действий при расчёте сечения такова:

1. Составляется подробный список всех находящихся в помещении электрических приборов.
2. Устанавливаются паспортные данные потребляемой мощности всех найденных устройств, после чего определяется непрерывность работы того или иного оборудования.
3. Выявив значение потребляемой мощности от устройств, работающих постоянно, следует суммировать это значение, добавив к нему коэффициент, равный значению периодически включающийся электроприборов (то есть, если прибор будет работать всего 30% времени, то следует прибавить треть от его мощности).
4. Далее ищем полученные значения в специальной таблице расчёта сечения провода. Для большей гарантии рекомендуется к полученному значению потребляемой мощности добавить 10-15%.

Для определения необходимых вычислений по подбору сечения кабелей электропроводки согласно их мощности внутри сети важно использовать данные о количестве электрической энергии, потребляемой устройствами и приборами тока.

На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение. Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования.

Большинство далеко не самых компетентных и квалифицированных электриков уверены в одной простой истине – для того, чтобы правильно провести электрические провода для источников освещения (к примеру, для светильников), необходимо брать провода с сечением, равным 0,5 мм², для люстр – 1,5 мм², а для розеток – 2,5 мм².

Об этом думают и так считают только некомпетентные электрики. Но что, если, например, в одном помещении одновременно работают микроволновка, чайник, холодильник и освещение, для которых нужны провода с разным сечением? Это может привести, к самым разным ситуациям: короткому замыканию, быстрой порче проводки и изоляционного слоя, а также к возгоранию (это редкий случай, но все же возможный).

Точно такая же не самая приятная ситуация может произойти, если человек будет подключать к одной и той же розетке мультиварку, кофеварку и, допустим, стиральную машину.

Особенности расчёта мощности скрытой проводки

Если проектной документацией подразумевается использование скрытой проводки, то необходимо приобретать кабельную продукцию «с запасом» — к полученному значению сечения кабеля следует прибавить порядка 20–30%. Это делается во избежание нагрева кабеля в процессе эксплуатации. Дело в том, что в условиях стеснённого пространства и отсутствия доступа воздуха нагрев кабеля происходит значительно интенсивнее, чем при монтаже открытой проводки. Если же в закрытых каналах предусматривается укладка не одного кабеля, а сразу нескольких, то следует увеличить сечение каждого провода не менее чем на 40%. Также не рекомендуется плотно укладывать различные провода — в идеале каждый кабель должен находиться гофротрубе, обеспечивающей его дополнительную защиту.

Важно! Именно по значению потребляемой мощности профессиональные электрики ориентируются при выборе сечения кабеля, и только такой способ является корректным.

Как рассчитать сечения кабеля по мощности

При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.

При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:

I=(P1+P2+…+Pn)/220

и получаем значение общей силы тока.

Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 — номинальный вольтаж.

Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:

I=(P1+P2+….+Pn)/√3/380.

Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля.

Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм.

Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.

Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт.

I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.

Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу «пяти ампер» к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А:

11 А+5 А=16 А.

Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².

Таблица сечения кабеля относительно величины силы тока

Как выбрать сечения проводника

Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:

1. Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
2. Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
3. Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.

Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:

1. Вид и тип изоляции электрической проводки;
2. Длина участков;
3. Способы и варианты прокладки;
4. Особенности температурного режима;
5. Уровень и процент влажности;
6. Максимально возможная величина перегрева;
7. Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.

Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:

• для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
• для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
• что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².

Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.

Таблица сечения медного кабеля

Таблица сечения алюминиевого кабеля

От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.

Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно — многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.

Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.

Онлайн расчет сечения кабеля по мощности, току и длине провода

Правильный подбор электрического кабеля важен для того чтобы обеспечить достаточный уровень безопасности, экономически эффективно использовать кабель и полноценно применить все возможности кабеля. Грамотно рассчитанное сечение должно быть способно постоянно работать под полной нагрузкой, без повреждений, выдерживать короткие замыкания в сети, обеспечивать нагрузку с соответствующим напряжением тока (без чрезмерного падения напряжения тока) и обеспечивать работоспособность защитных приспособлений во время недостатка заземления. Именно поэтому производится скрупулёзный и точный расчёт сечения кабеля по мощности, что сегодня можно сделать при помощи нашего онлайн-калькулятора достаточно быстро.

Вычисления делаются индивидуально по формуле расчёта сечения кабеля отдельно для каждого силового кабеля, для которого нужно подобрать определённое сечение, или для группы кабелей со схожими характеристиками. Все методы определения размеров кабеля в той или иной степени следуют основным 6 пунктам:

• Сбор данных о кабеле, условиях его установки, нагрузки, которую он будет нести, и т. д
• Определение минимального размера кабеля на основе расчёта силы тока
• Определение минимального размера кабеля основанные на рассмотрении падения напряжения тока
• Определение минимального размера кабеля на основе повышении температуры короткого замыкания
• Определение минимального размера кабеля на основе импеданса петли при недостатке заземления
• Выбор кабеля самых больших размеров на основе расчётов пунктов 2, 3, 4 и 5

Онлайн калькулятор расчета сечения кабеля по мощности

Чтобы применить онлайн калькулятор расчёта сечения кабеля необходимо произвести сбор информации, необходимой для выполнения расчёта размеров. Как правило, необходимо получить следующие данные:

• Детальную характеристику нагрузки, которую будет поставлять кабель
• Назначение кабеля: для трёхфазного, однофазного или постоянного тока
• Напряжение тока системы и (или) источника
• Полный ток нагрузки в кВт
• Полный коэффициент мощности нагрузки
• Пусковой коэффициент мощности
• Длина кабеля от источника к нагрузке
• Конструкция кабеля
• Метод прокладки кабеля

Таблицы сечения медного и алюминиевого кабеля

При определении большинства параметров расчётов пригодится таблица расчёта сечения кабеля, представленная на нашем сайте. Так как основные параметры рассчитываются на основании потребности потребителя тока все исходные могут быть достаточно легко посчитаны. Однако так же важную роль влияет марка кабеля и провода, а также понимание конструкции кабеля.

Основными характеристиками конструкции кабеля являются:

• Материал-проводника
• Форма проводника
• Тип проводника
• Покрытие поверхности проводника
• Тип изоляции
• Количество жил

Ток, протекающий через кабель создаёт тепло за счёт потерь в проводниках, потерь в диэлектрике за счёт теплоизоляции и резистивных потерь от тока. Именно поэтому самым основным является расчёт нагрузки, который учитывает все особенности подвода силового кабеля, в том числе и тепловые. Части, которые составляют кабель (например, проводники, изоляция, оболочка, броня и т. д.), должны быть способны выдержать повышение температуры и тепло, исходящее от кабеля.

Пропускная способность кабеля — это максимальный ток, который может непрерывно протекать через кабель без повреждения изоляции кабеля и других компонентов. Именно этот параметр и является результатом при расчёте нагрузки, для определения общего сечения.

Кабели с более большими зонами поперечного сечения проводника имеют более низкие потери сопротивления и могут рассеять тепло лучше, чем более тонкие кабели. Поэтому кабель с 16 мм2 сечения будет иметь большую пропускную способность тока, чем 4 мм2 кабель.

Однако такая разница в сечении — это огромная разница в стоимости, особенно когда дело касается медной проводки. Именно поэтому следует произвести очень точный расчёт сечения провода по мощности, чтобы его подвод был экономически целесообразным.

Для систем переменного тока обычно используется метод расчёта перепадов напряжения на основе коэффициента мощности нагрузки. Как правило, используются полные токи нагрузки, но если нагрузка была высокой при запуске (например, двигателя), то падение напряжения на основе пускового тока (мощность и коэффициент мощности, если это применимо), должны также быть просчитаны и учтены, так как низкое напряжение так же является причиной выхода из строя дорогостоящего оборудования, несмотря на современные уровни его защиты.

Видео-обзоры по выбору сечения кабеля

Воспользуйтесь другими онлайн калькуляторами:

Расчет сечения кабеля

Прокладка проводки не может быть осуществлена без предварительной подготовки. Это касается проведения различных расчетов, которые должны быть сделаны перед покупкой проводов. Если этого не сделать, тогда проводники не смогут держать требуемую нагрузку и будут перегреваться. Что необходимо учитывать при проведении вычислений и какие формулы можно использовать? Об этом будет рассказано в статье.

Почему провода греются

Первый признак, который говорит о неправильном подборе проводов под конкретную нагрузку, является их перегрев. Основными факторами, которые влияют на нагрев проводов являются:

• недостаточное сечение;
• неправильный выбор материала жилы;
• не учтен тип жил;
• неправильная укладка проводов;
• плохая изоляция.

Сопротивление проводника зависит от площади его сечения. Чем выше площадь, тем меньше сопротивление у конкретного проводника. Сопротивление возрастает с повышением температуры материала. Если по проводнику проходит ток большей силы чем та, на которую он рассчитан, то это приводит к перегреву и повышению сопротивления, результатом чего может стать оплавление и короткое замыкание. Различные материалы имеют различное сопротивление. Провода изготавливаются из двух типов материала:

• медь;
• алюминий.

При одинаковом сечении медь способна выдержать большую нагрузку, чем алюминий. Поэтому если сечение провода было подобрано правильно, но не был учтен материал, то это также будет причиной перегрева. Жилы в провода отличаются по своей конструкции. Есть моножила, которая является монолитной и состоит из одного проводника и жила, которая состоит из множества меньших проволочек, которые в сумме дают требуемое сечение. Второй вариант кабеля более гибкий, поэтому он применяется для удлинителей и для бытовых приборов. Первый вид кабеля жесткий, поэтому лучше подходит для реализации системы проводки. Чем больше отдельных проволок в жиле, тем выше сопротивление, что также приводит к перегреву.

Нагрев кабеля также зависит от того, каким образом он уложен. Если рядом проходят несколько проводников, по которым протекает ток большой силы, то возникают индукционные токи, которые воздействуют друг на друга. В этом магнитном поле происходит перегрев проводников и их выход из строя. Поэтому в стене проводники лучше не укладывать вплотную, а удлинитель перед использованием необходимо размотать. На степень нагрева влияет качество и материал изоляции. При недостаточной толщине проводники оказываются в магнитном поле друг друга, что и приводит к нехорошему результату. Причиной перегрева также является банальный перегруз проводника.

Расчет мощности

Чтобы правильно подобрать провод под конкретные задачи, необходимо первым делом определиться с тем, где он будет использоваться и какая нагрузка на него будет оказана. Чтобы определить эти показатели, необходимо отделить технику, которая будет нагружать определенную линию и внимательно изучить ее. Если есть паспорт, то необходимые данные можно посмотреть в нем, если он отсутствует, тогда требуемые цифры будут казаны непосредственно на корпусе. На этикетке или в паспорте необходимо найти показания потребляемой мощности. Обычно они обозначаются цифрой, возле которой есть буквенное обозначение Вт или W.

Показания мощности для каждого прибора необходимо выписать отдельно. Теперь на листе бумаги необходимо в два столбика записать приборы, которые будут работать постоянно и которые будут включаться периодически. Их мощность суммируется отдельно. Если по общей мощности приборов, которые будут работать постоянно получилось, например, 2 кВт, а по мощности временного потребления 1,5 кВт. То последняя цифра берется в расчет только по количеству времени, которое будет оказываться нагрузка на проводник. Если постоянная нагрузка будет работать круглые сутки, а периодическая только 20% времени, то за номинальное значение потребляемой мощности можно взять 2 кВт+20% (от 1,5 кВт), что составляет 2,3 кВт.

Совет! Проектом может быть предусмотрена необходимость внутренней прокладки проводов, что говорит о необходимости вмуровать их в стену.

Если это так, тогда при выборе сечения для кабеля необходимо сделать запас в 30%, который компенсирует потери и позволит проводникам не перегреваться из-за нахождения в ограниченном пространстве. В случае когда рядом с основными проводами будут проходить и другие, тогда запас необходимо сделать в 40%.

Расчет сечения кабеля

Для процесса расчета применяются формулы, которые могут быть знакомы из школьных уроков физики. После того как была определена общая мощность приборов, необходимо выяснить силу тока, которая будет проходить через конкретный проводник. Для этого необходимо общую мощность разделить на напряжение сети, т. е. на 220 вольт. Если полученный выше результат разделить на это значение, то получится 10,45 ампер. Если расчет ведется для трехфазной системы, тогда формула немного отличается и результат необходимо сначала разделить на корень из трех, а потом на 380 вольт. Для полученной выше общей мощности показатель силы тока для трехфазной сети составит 3,49 ампера.

Чтобы определить требуемое сечение кабеля, необходимо воспользоваться правилом, которое гласит, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 ампер на миллиметр квадратный, а для алюминиевого провода эта цифра уменьшена до 8. Если подсчет ведется для однофазной сети, тогда необходимо 10,45 ампер разделить на 10. Результатом будет 1,04 мм², если в расчет взять необходимый запас, то требуемое сечение будет составлять 1,5 мм² для меди. Для алюминия идеальный показатель составит 1,3 мм², а с требуемым запасом будет равняться 1,8 мм². В этих двух случаях не придется переживать, что при требуемой номинальной нагрузке что-то будет перегреваться.

Обратите внимание! Электрики обычно используют правило пяти амер. Оно говорит о том, что к полученной силе тока необходимо добавить еще 5 ампер для запаса. В этом случае можно не учитывать запас в 40%, т. к. конечный результат получается примерно одинаковым.

Чтобы упростить процесс выбора требуемого сечения кабеля, выше приведена таблица с усредненными значениями. В первой колонке указана площадь сечения проводника. Во второй колонке находится фактический диаметр проводника, т. к. при выборе проще измерить диаметр штангенциркулем, чтобы убедиться в соответствии сечения. Далее отображена сила тока, которую выдерживает данный проводник. В следующих колонках указаны значения соответствия для алюминиевого или медного кабеля. Дополнительные советы по выбору сечения кабеля приведены в видео.

Резюме

Как видно, выбор сечения кабеля не является слишком сложно задачей, если придерживаться приведенных в статье расчетов. Приобретая кабель для проводки в доме, лучше использовать монолитный с двойной оплеткой. В этом случае кабель будет сложнее повредить, и он не будет так греться. По возможности лучше использовать медные проводники, т. к. они являются более надежными. Если часть проводки уже уложена алюминием, тогда лучше продолжить использовать алюминий, чтобы правильно распределить нагрузку и исключить окисление проводов, которое возникнет при скручивании разных материалов.

Как не запутаться в проводах. Типы сетевых кабелей – МАКСНЕТ

Хотите оптоволокно прямо в квартиру? Вы уверены, что это хорошая идея? Давайте поговорим о том, как применяются различные типы сетевых кабелей, и разберемся, почему лучше, чтобы в квартиру была подведена витая пара.

Скорость и стабильность передачи сигнала напрямую зависят от среды его распространения. Несмотря на стремительное развитие беспроводных технологий, кабельные сети по-прежнему обеспечивают максимальную скорость и помехозащищенность.
Сегодня для построения сетей применяются три основных типа кабеля: коаксиальный, витая пара и оптоволокно.

Провода могут быть экранированными и неэкранированными. Экран обеспечивает защиту от помех и наводок. Кроме того, в состав кабеля может входить одна или несколько жил. Все эти характеристики влияют на прохождение сигнала, стоимость кабеля и его монтажа.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель состоит из одной медной жилы в толстом диэлектрике и внешней изоляции.

Этот «старожил» построения локальных сетей самый стойкий к механическим повреждениям, но сегодня в компьютерных сетях практически не применяется. Все дело в ограниченной скорости передачи данных — всего 10 Мбит/с. Кроме того, коаксиальный кабель — не самый дешевый и на него сильно влияют соседние электрические поля. Сегодня его не используют в компьютерных сетях, зато широко применяют в сетях кабельного телевидения.

К достоинствам можно отнести высокую прочность и возможность передавать данные на большие расстояния. Экранирование кабеля позволяет эффективно избавиться от помех. Также для монтажа не требуется специальных инструментов и навыков.

Основные недостатки — низкая пропускная способность, дороговизна и небольшое количество сетевых плат, которые до сих пор поддерживают данный тип кабеля.

Витая пара

Витую пару сегодня активно применяют в построении домашних и административных локальных сетей из-за хорошей пропускной способности (100 Мбит/с — 100 Гбит/с) при невысокой стоимости. Кабель состоит из четырех (8-жильный) или двух (4-жильный) скрученных пар медных проводов, изолированных поливинилхлоридом. Пропускная способность для 4-х жил — до 100 Мбит/с, а кабель на 8 жил используется для подключения гигабитного интернета.

Витая пара может быть неэкранированной и экранированной. В построении сетей с применением данного типа кабеля есть важное правило: им можно соединять устройства, находящиеся не далее, чем 100 метров друг от друга.

Маркировка витой пары

Чем больше число, тем больше пар проводов и выше пропускная способность. Для скорости 100 Мбит/с нужна витая пара не ниже CAT 5, для 1 Гбит/с — не ниже CAT 5e. Выбирая кабель, желательно останавливаться на проводниках из меди. Для наружных работ не следует применять витую пару, рассчитанную на прокладку в помещениях, ее изоляция не выдержит воздействие внешних факторов.

Главными достоинствами витой пары являются: высокая пропускная способность, простой монтаж за счет гибкости и небольшой толщины кабеля, невысокая цена, несложный ремонт.

К недостаткам конструкции можно отнести низкую протяженность соединения и полную незащищенность при отсутствии экрана.

Оптоволокно

Считается, что все описанные выше сетевые кабели существенно уступают оптоволоконному. Тем не менее, мало кто может похвастаться подведенным в квартиру оптоволоконным кабелем. Его активно используют исключительно при строительстве скоростных магистралей для соединения локальных сетей на больших расстояниях и для особых условий подключения. Сигнал в таком кабеле передается не в виде электрических колебаний, а в виде световых волн, идущих по стеклянным или пластиковым жилам, отражаясь от их стенок.

Такая форма обеспечивает сигналу иммунитет к любым помехам, однако сильно усложняет монтаж и требует особых условий эксплуатации. Кабель нельзя сгибать на угол, меньше указанного в спецификации, нельзя, чтобы на него случайно поставили диван и нельзя, чтобы его даже немного укусила собака.

Проблема разрыва устраняется только сваркой. Большинство пользовательских сетевых карт не поддерживают оптоволокно, поэтому нужно покупать дополнительное оборудование (медиконвертер, sfp модуль).

Достоинства: никаких помех, скорость ограничена только возможностями сетевого оборудования, длина соединения — десятки километров, максимальная безопасность передаваемых данных.

Недостатки: сложный ремонт, затруднительный монтаж в помещениях, необходимость установки дополнительного оборудования, высокая стоимость кабеля.

Таким образом, описанные типы кабелей распространены повсеместно. Каждый выполняет свою роль в построении сетей и кардинальная смена оборудования пока не предвидится. Однако уже сегодня говорят о модификации конструкции волоконно-оптического кабеля, что приведет к его удешевлению и расширению применения.

Как видите, от того, по какому кабелю в Ваш дом подведен интернет, очень сильно зависит качество соединения. Если Вы проводите или планируете пользоваться гигабитным интернетом, проконтролируйте, чтобы к Вашему компьютеру или роутеру подключили 8-жильную витую пару.

Какой LAN-кабель выбрать для домашнего использования?

Что нужно, чтобы получить высокую скорость домашнего интернета? Очевидно, хороший роутер. Но не только — скорость может зависеть и от кабеля, которым подключен ваш роутер. Давайте разберемся, какими они бывают, и какой покупать, чтобы полноценно использовать возможности входящего канала. Кстати, проверить скорость интернета вы можете у нас на сайте. 

Что такое витая пара?

Это кабель, используемый для передачи сигнала, в основе которого лежит несколько пар скрученных между собой проводов. Отсюда и такое название. Каждая пара предназначена для одного сигнала: передаваемого или принимаемого. Скрутка «внутренностей» кабеля производится с целью защиты от помех. Также же существуют и другие методы защиты, которые в самых бюджетных продуктах не встречаются.

Данный тип кабелей используется не только для передачи цифрового Ethernet-сигнала. Он также встречается в аналоговых телефонных сетях, но их мы касаться не будем — поговорим лучше про LAN-кабели.

Типы кабелей

От типа кабеля зависит максимальное расстояние, на которое сможет уверенно передаваться сигнал, а также уровень защиты и пропускная способность. В настоящие время кабели 1-4 категории практически не встречаются в продаже. Это устаревшие форматы, которые не соответствуют требованиям современного сетевого оборудования.

Самый распространенный тип — 5е. Это слегка улучшенная версия 5 категории. В основе такого кабеля лежат двух- или четырехпарные провода. Максимальная пропускная способность составляет 1000 Мбит/с. Дистанция, на которой сигнал не будет ухудшаться — 100 метров. Благодаря этим характеристикам данный кабель подойдет для большинства пользователей. Однако, если вы планируете пользоваться «гигабитным» интернетом, то придется приобрести кабель более высокой категории.

6 категория подразумевает лучшую пропускную способность (до 10 Гбит/с). Но на максимальной скорости дистанция передачи сигнала снижается до 55 метров без усилителей. При скорости в 1 Гбит/c можно использовать кабель также на расстоянии до 100 метров.

Улучшенные версии 6а, 7 и 7а подразумевают дополнительное экранирование проводов, которое лучше защищает кабель от помех. Пропускная способность при этом остается прежней — 10 Гбит/с. Но увеличивается эффективная дистанция сигнала — до 100 метров.

Число пар

В зависимости от типа кабеля, количество пар проводов внутри будет отличаться. Самый простой 5е имеет всего две пары. Начиная с 6-ой категории, кабели имеют 4 пары проводов. Впрочем, иногда встречаются кабели типа 5е с 4-мя парами. В таком случае 2 пары не задействуются и используются как резервные. 

И хоть 2-х парные кабели легче, дешевле и эластичнее своих аналогов, мы рекомендуем использовать только 4-х парные кабели. Во-первых, они имеют большую пропускную способность. 2-х парный кабель обеспечит вас максимум скоростью в 100 Мбит/c. Во-вторых, даже если ваше сетевое оборудование не способно передать скорость больше 100 Мбит/c, вы получите резервную незадействованную пару проводов в 4-х парном кабеле. Она пригодится в случае, когда основная пара повредится. В-третьих, это хороший задел на будущее. Вам не придется заново протягивать кабель, когда захотите получить интернет со скоростью 1-10 Гбит/c.

Тип защиты

Для стабильного соединения нужно не только обеспечить прохождение сигнала, но и защитить его от помех. Для этого часто используют экранирование, его тип можно найти в обозначении кабеля). 

• UTP — не подразумевает наличие экранирования (но это не значит, что такой кабель неработоспособен). 
• FTP — самый простой вид экранирования, который представляет собой общую оболочку для всех внутренних проводов.
• SFTP — дополнительная защита в виде сетчатой оболочки поверх экранирования. Благодаря этому кабель меньше подвержен физическим воздействиям и повреждениям.

В случае нарушения контактов разъема вы также получите обратный эффект — ухудшение сигнала. Поэтому зачастую экранированные кабели не используют в многоквартирных домах.

Материалы

В качестве материала проводника производители используют медь, омедненный алюминий и омедненную сталь. Если вы выбираете витую пару для использования в домашних условиях, можете вообще не заморачиваться по этому поводу.  

В качестве оболочки производитель выбирает ПВХ. Этого тоже вполне достаточно для домашней эксплуатации. Но при использовании кабеля на открытом воздухе, рекомендуется выбирать продукцию со специальной полиэтиленовой оболочкой, которая защищает кабель от разрушения под действием ультрафиолетовых лучей. Если планируется протяжка по воздуху, уточните у продавца наличие несущего троса внутри кабеля, который будет нести основную нагрузку.

На количество жил в кабеле следует обращать внимание только в том случае, если планируется регулярный перенос проводов с места на место. Чем больше жил в кабеле, тем он эластичнее и тем меньше он подвержен деформации от изгибов.

Читайте также:

Теги

LAN-кабель

Услуги и решения ИЦ ТЕЛЕКОМ-СЕРВИС

Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE) 25 июня 1998 г. был принят стандарт 802.3z на кабельные системы для технологии передачи данных GigaEthernet. Он включает в себя стандарты 1000BaseLX и 1000BaseSX (передача по оптическому кабелю с использованием длинных и коротких волн соответственно), а также 1000 BaseCX для соединения оборудования медным кабелем на короткие расстояния. Если новый стандарт на медные кабели — дело привычное, то стандарт на ВОЛС для локальных сетей практически не меняется.

В течение многих лет в локальных сетях в основном использовались оптические волокна с диаметром сердцевины 62,5 микрон. Пропускная способность таких кабелей полностью удовлетворяет требованиям систем передачи данных не только на 10 Мбит/с, но и 100 Мбит/с (FastEthernet). Именно такое волокно рекомендовалось стандартом ISO/IEC для структурированных кабельных систем (СКС). Для современных технологий, таких как АТМ и GigaEthernet, пропускная способность волокна с сердцевиной 62,5 микрон недостаточна. Новый стандарт рекомендует использовать оптические волокна с диаметром сердцевины 50 микрон (Таблица 1).

Принятие стандарта GigaEthernet для оптических кабелей вызвало увеличение числа гигабитных соединений, что было обусловлено ростом количества рабочих мест, использующих технологию FastEthernet. Однако для объединения рабочих групп необходима еще большая скорость. В противном случае, несмотря на хорошее и дорогостоящее оборудование, реальная скорость на рабочем месте вряд ли превысит 10 Мбит/с.

ATM

Сегодня технология АТМ больше знакома миру телекоммуникаций, чем миру передачи данных, поскольку основные ее преимущества проявляются именно при совместной передаче видео, голоса и данных в реальном масштабе времени, где существуют особенно жесткие требования к задержкам. Международная организация ATM-Forum утвердила оптические интерфейсы 51,84; 155,52 и 622,08 Мбит/с. Независимо от этих рекомендаций было также разработано оборудование для сетей АТМ со скоростями передачи 1,2 и 2,4 Гбит/с и даже больше.

Таблица 1

Выбор оптического кабеля

Сердцевина оптического волокна с высоким коэффициентом преломления окружена оболочкой с более низким коэффициентом преломления. За счет этой разницы основной световой поток остается внутри сердцевины (явление полного внутреннего отражения). Существует два типа оптических волокон: одномодовое и многомодовое.

• Одномодовое волокно. Обычно диаметр сердцевины составляет 8 микрон, и по волокну распространяется только одна мода. Это устраняет межмодовую дисперсию, но полоса пропускания ограничивается явлениями второго порядка, такими как внутримодовая дисперсия. Комбинация огромной пропускной способности и низкого затухания делает одномодовое волокно наиболее предпочтительным для использования в большинстве телекоммуникационных систем. Однако необходимость применения лазеров, излучающих лучи света с малыми численными апертурами (диаметрами) для эффективного ввода в волокно, до сих пор ограничивает использование этого волокна в локальных сетях из-за высокой стоимости этих приборов.

• Многомодовое волокно имеет больший диаметр сердцевины (обычно 50 или 62,5 микрон) и позволяет передавать одновременно много мод. У современного градиентного многомодового волокна сложная оптическая сердцевина сконструирована так, что коэффициент преломления изменяется заданным образом — от высокого у центральной оси до низкого на внешней стороне сердцевины. Оно чаще используется в локальных сетях и внутри зданий, так как больший диаметр сердцевины упрощает процесс оконцовки волокна. Кроме того в многомодовом волокне в качестве источников света можно использовать светодиоды, имеющие большие численные апертуры.

Следует отметить, что полоса пропускания многомодового волокна ограничена дисперсией, которая возникает из-за нескольких факторов. При этом ширина импульса цифрового сигнала по мере прохождения по волокну возрастает.

• Межмодовая дисперсия. Поскольку моды света имеют различные пути, некоторые из них достигнут приемника раньше других. Этот эффект отчасти нивелируется за счет использования градиентного волокна, в котором коэффициент преломления в центре сердцевины больше. Чем выше коэффициент преломления, тем медленнее распространяется световой луч. В результате все лучи приходят к приемнику одновременно.

• Хроматическая дисперсия. Скорость света в стекле зависит от коэффициента преломления, а тот в свою очередь — от длины волны света. Хотя светоизлучающий диод, и особенно лазер, настроены на определенную длину волны, они излучают достаточно широкий спектр. Короткий импульс, переданный источником, при прохождении по волокну увеличивается по ширине, поскольку различные цветовые составляющие первоначального импульса передаются на различных скоростях.

Использование лазеров для передачи по многомодовому волокну вызывает другие формы дисперсии.

• Дисперсия дифференциальной моды. Этот эффект наиболее ощутим при передаче лазером по волокну 62,5/125, когда диаметр входящего луча меньше сердцевины. Это вызвано небольшими различиями коэффициента преломления сердцевины, приводящими к дифференциальной задержке, которая зависит оттого, в какой части сердцевины передается свет. Источники, дающие более широкий луч (светодиоды) «переполняют» сердцевину светом, что ведет к исчезновению дифференциальной дисперсии.

При передаче волны 1300 нм по многомодовому волокну на большие расстояния необходимо использовать специальный соединитель со смещенным вводом. Это позволяет компенсировать задержку дифференциальной моды.

• Полимерное волокно дешевле и проще в установке. Однако оно не обеспечивает такую пропускную способность, как у медного кабеля категории 5 и поэтому в настоящее время не используется.

Новые стандарты

В Таблице 2 приведена спецификация для GigaEthernet для кабелей с различной полосой пропускания, В будущем большие проблемы может вызвать необходимость применения технологии WDM (передача с разделением по длине волны), которая позволяет эффективнее использовать имеющиеся коммуникации. Если в дешевых кабелях удается использовать два канала в одном волокне, то в современных высококачественных волоконных системах на данный момент — до 80 каналов одновременно.

Из статистики крупнейшего в Европе производителя кабелей компании BICC Brand-Rex в сетях Великобритании (было исследовано 650 км кабелей от основных поставщиков) видно, что 82 % инсталлированного многомодового оптического кабеля имеют пропускную способность 160 МГц-км при длине волны 850 нм. Предел 220 м, установленный для передачи GigaEthernet, ограничивает возможность его применения на больших расстояниях в аэропортах, университетах и на крупных предприятиях.

При тестировании в Центральном исследовательском центре волоконно-оптического кабеля Millenium компании BICC Brand-Rex были получены более высокие характеристики, чем предусмотрено стандартом (для волокна 62,5/125 предел расстояния составляет 220 м на скорости 1 Гбит/с).

Методы увеличения пропускной способности волокна

 Существует два способа увеличения пропускной способности проложенных оптических кабелей, предусматривающие использование:

• мультиплексора с разделением по длине волны — оптического смесителя, позволяющего пропускать по одному волокну одновременно несколько длин волн. Это мультиплексирование не решает проблему расстояния на гигабитных скоростях, поскольку не влияет на соотношение пропускная способность/ расстояние. Стоимость оборудования для мультиплексирования сравнима с прокладкой нового кабеля;

• оборудования, увеличивающего полосу пропускания, — специальный тип соединительных кабелей (патч-кордов), позволяющих отбросить некоторые из оптических мод высшего порядка. Это увеличивает затухание и полосу пропускания. Для определения оптимального соотношения затухания и полосы пропускания сначала проводятся примерные расчеты, после чего каждое волокно тестируется.

Таблица 2

Возможно, какое-нибудь предприятие, уже проложившее большое количество кабеля, будет заинтересовано в увеличении его возможностей, однако для удовлетворения всех потребностей целесообразнее купить соответствующий тип оптического кабеля. Во всяком случае, такие затраты сравнимы по цене.

Прокладка кабеля

Технологии передачи данных развиваются очень быстро, и их замена может потребовать строительства новой кабельной системы. Для защиты капиталовложений при прокладке кабеля необходимо предусмотреть возможность его использования с другими технологиями.

Одним из способов учета постоянно увеличивающихся потребностей в полосе пропускания является применение кабеля, состоящего из уже используемых и свободных волокон, которые можно будет задействовать в будущем. Например, это может быть комбинация одномодового и многомодового волокна, дающая наилучшие результаты при минимальной цене.

Для снижения стоимости и наибольшей гибкости можно использовать заранее заложенные трубки с дальнейшей продувкой в них оптического волокна. Этот способ применяется в системе Blolite компании BICC Brand-Rex. Blolite состоит из пустых пластиковых трубок, прокладываемых внутри или между зданиями, т. е. там, где может понадобиться канал связи. Волокно продувается по определенным путям, а некоторые из трубок или направлений остаются пустыми. В дальнейшем при необходимости можно «додуть» новые волокна или заменить старое волокно и использовать его на новых направлениях или в новых комбинациях.

Утверждение стандарта GigaEthernet для оптического кабеля IEEE 802.3z накладывает более серьезные требования на производительность оптических кабелей, чем все предыдущие стандарты.

Многомодовое волокно до сих пор является наилучшей комбинацией цены и производительности в тех случаях, когда рассматривается общая стоимость системы. Преимущество волокон 50/125 — значительный выигрыш в полосе пропускания.

Сегодня имеется большой выбор кабелей, отличающихся как полосой пропускания, так и ценой. При покупке дешевого продукта следует учитывать, что он имеет ограниченные возможности и не может использоваться для высокоскоростных приложений, особенно в будущем при принятии новых стандартов. Стоит принять во внимание результаты расширенных тестирований кабелей в Европейском исследовательском центре и международную сертификацию, особенно при использовании на предельных расстояниях.   

Среды передачи данных | Hyperline

Любовь Горшкова, Григорий Ефимов

При построении сети необходимо, прежде всего, определить, при помощи какого носителя следует передавать связные сигналы, которые принято называть слаботочными.

Под средой передачи данных понимают физическую субстанцию, по которой происходит передача электрических сигналов, использующихся для переноса той или иной информации, представленной в цифровой форме.

Среда передачи данных может быть естественной и искусственной. Естественная среда — это существующая в природе среда; чаще всего естественной средой для передачи сигналов является атмосфера Земли, но возможно также использование других сред — безвоздушного пространства, воды, грунта, корабельного корпуса и т. д. Соответственно под искусственными понимают среды, которые были специально изготовлены для использования в качестве среды передачи данных. Представителями искусственной среды являются, например, электрические и оптоволоконные (оптические) кабели.

Будем рассматривать среды передачи данных согласно их распространенности, поэтому начнем со сред передачи данных, которые мы решили называть искусственными.

Искусственные среды. Классификация и применение

Типичными и наиболее распространенными представителями искусственной среды передачи данных являются кабели. При создании сети передачи данных выбор осуществляется из следующих основных видов кабелей: волоконно-оптический (fiber), коаксиал (coaxial) и витая пара (twisted pair). При этом и коаксиал (коаксиальный кабель), и витая пара для передачи сигналов используют металлический проводник, а волоконно-оптический кабель — световод, сделанный из стекла или пластмассы.

Справедливости ради следует отметить, что помимо оптических волокон, для передачи слаботочных сигналов в электронике применяют углеродные волокна (carbon fibers). Такая «экзотическая» среда применяется, в частности, для соединения усилителей мощности с акустическими колонками класса high-end (считается, что электрический сигнал, передаваемый по такому «акустическому» кабелю, испытывает меньшее рассеяние, чем в металлическом кабеле). В такой аппаратуре применяют также кабели из серебра, что обеспечивает получение так называемого «серебряного» звучания.

Но не будем отвлекаться. Прежде чем в 1992 году были одобрены стандарты на сеть Ethernet в части установки неэкранированной витой пары, в большинстве локальных сетей использовался коаксиальный кабель. Но в последующих инсталляциях, в основном, использовали более гибкую и менее дорогостоящую среду — неэкранированную витую пару. Кроме того, все большее распространение получает волоконно-оптический кабель за счет своих лучших характеристик по сравнению с электрическими кабелями. Однако волоконно-оптический кабель обладает существенным недостатком — высокой стоимостью, поэтому он чаще всего используется в магистральной сети, а до рабочих мест протягивается пока еще относительно редко. (Кстати, волоконно-оптические кабели также широко используются для соединения проигрывателей с усилителями в аудиоаппаратуре класса high-end.)

При выборе кабеля, особенно электрического, возникает противоречие между достижением высокой скорости передачи и покрытием большого расстояния. Дело в том, что можно увеличить скорость передачи данных, но это уменьшает расстояние, на которое данные могут перемещаться без восстановления (регенерации). В таких ситуациях могут помогать устройства, осуществляющие регенерацию сигналов, в частности, повторители и усилители. Однако при этом некоторые ограничения накладывают физические свойства кабеля. Так, электрические кабели обладают характеристикой, считающейся косвенной, — импендансом (чем выше импенданс — тем выше сопротивление), которая может стать источником осложнений при попытке соединить два кабеля с различным импендансом.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель(coaxial), или коаксиал имеет длинную историю. Если в вашем доме есть кабельное телевидение, то вы имеете коаксиальный кабель. Кабельное телевидение использует те же самые принципы, что и широкополосная передача, применяемая в сетях передачи данных. Широкополосная сеть и кабельное телевидение используют важное достоинство коаксиального кабеля — его способность передавать в один и тот же момент множество сигналов. Каждый такой сигнал называется каналом. Все каналы организуются на разных частотах, поэтому они не мешают друг другу.

Коаксиальный кабель обладает широкой полосой пропускания; это означает, что в ней можно организовать передачу трафика на высоких скоростях. Он также устойчив к электромагнитным помехам (по сравнению с витой парой) и способен передавать сигналы на большое расстояние. Кроме того, с технологией передачи сигналов по коаксиальному кабелю хорошо освоились многие поставщики и инсталляторы как кабельных систем, так и различных сетей передачи данных.

Коаксиальный кабель состоит из четырех частей (см. рис. 1). Внутри кабеля размещена центральная жила (проводник, сигнальный провод, линия, носитель сигнала, внутренний проводник), окруженная изоляционным материалом (диэлектриком). Указанный слой изоляции охвачен тонким металлическим экраном. Ось металлического экрана совпадает с осью внутреннего проводника — отсюда и следует название «коаксиал». И, наконец, внешней частью кабеля является пластиковая оболочка.

Центральная жила может состоять из одного сплошного проводника (одножильный) или нескольких, являющихся одним проводником (многожильный). Она обычно выполнена из меди, медного сплава с оловом или серебром; алюминия или стали с медным покрытием. Диэлектрик — полиэтилен или тефлон с воздушной прослойкой или без нее. Экран может быть выполнен в виде фольги или оплетки. Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлорида или полиэтилена (noplenun), тефлона или кинара (plenun).

Внешний экран может быть выполнен из фольги, оплетки или из их комбинаций. Возможна также многослойная (например, четырехслойная) защита.

Существует несколько размеров коаксиального кабеля. Различают толстый (диаметром 0.5 дюйма) и тонкий (диаметром 0.25 дюйма) коаксиальные кабели. Толстый коаксиальный кабель более крепкий, стойкий к повреждению и может передавать данные на более длинные расстояния, но недостатком такого кабеля является сложность его подсоединения.

Заметим также, что существуют такие разновидности коаксиального кабеля, как твинаксиал, тринаксиал, quad-кабель и т.д.

Витая пара

Витая пара (TP — twisted pair) — кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание осуществляется для уменьшения внешних наводок (наводок от внешних источников) и перекрестных наводок (наводок от одного проводника другому проводнику из одной и той же пары). Часто кабель на витой паре (точнее, на нескольких, как правило, 4 витых парах) называют просто «витая пара», хотя, конечно, это -профессиональный жаргон. Заметим попутно, что витая пара была изобретена Александром Беллом в 1981 году.

В последние несколько лет производители витой пары научились передавать данные по своим кабелям с высокими скоростями и на большие расстояния. Некоторые из первых локальных сетей на персональных компьютерах, например, Omninet или 10Net, использовали витую пару, но могли передавать данные только со скоростью 1 Мбит/с. В 1984 году, когда была представлена сеть Token Ring, она обладала способностью пересылать данные со скоростью 4 Мбит/с по экранированной витой паре. А в 1987 году отдельные производители заявили, что сеть Ethernet может пересылать данные по неэкранированной витой паре, но компьютеры должны быть размещены на расстоянии, равном приблизительно 300 футов, а не 2000 футов, как было разрешено для соединения с помощью толстого коаксиального кабеля. Современные достижения сделали возможной передачу данных по кабелю на витой паре со скоростью 1 Гбит/с (по 250 Мбит/с в каждой из 4 пар).

По сравнению с волоконно-оптическими и коаксиальными кабелями, использование витой пары обладает рядом существенных преимуществ. Такой кабель более тонкий, более гибкий и его проще устанавливать. Он также недорог. И вследствие этого, витая пара является идеальным средством передачи данных для офисов или рабочих групп, где нет электромагнитных помех.

Однако, витая пара обладает следующими недостатками: сильное воздействие внешних электромагнитных наводок, возможность утечки информации и сильное затухание сигналов. Кроме того, проводники витой пары подвержены поверхностному эффекту — при высокой частоте тока, электрический ток вытесняется из центра проводника, что приводит к уменьшению полезной площади проводника и дополнительному ослаблению сигнала.

Несмотря на то, что существует несколько типов витой пары, экранированная (STP — shielded twisted pair) и неэкранированная (UTP — unshielded twisted pair) являются самыми важными (см. рис. 2). При этом кабель UTP не содержит никаких экранов, а кабель STP может иметь экран вокруг каждой витой пары и, в дополнение к этому, еще один экран, охватывающий все витые пары (кабель S-STP). Применение экрана позволяет повысить помехоустойчивость.

Материалы, используемые при изготовлении витой пары, аналогичны материалам, используемым при изготовлении коаксиального кабеля.

Стандарты TIA/EIA-568, 568А определяют категории для витой пары. Существуют 7 таких категорий. Самая младшая (Категория 1) соответствует аналоговому телефонному каналу, а старшая (Категория 1) характеризуется максимальной частотой сигнала в 600 МГц, при этом Категории 1…3 выполняются на UTP, а 4…7 — UTP и STP.

Многие специалисты высказывают сомнения по поводу целесообразности введения 7 категории, так как стоимость кабеля, соответствующего данной категории, приравнивается к стоимости волоконно-оптических кабелей, в то время как ведутся работы по созданию более дешевых волоконно-оптических кабелей.

Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) был разрекламирован как решение всех проблем, порождаемых медным кабелем. Такой кабель имеет огромную ширину полосы пропускания и может пересылать голосовые сигналы, видеосигналы и сигналы данных на очень большие расстояния. В связи с тем, что волоконно-оптический кабель для передачи данных использует световые импульсы, а не электричество, он оказывается невосприимчивым к электромагнитным помехам. Отличительной особенностью волоконно-оптического кабеля является также то, что он обеспечивает более высокую безопасность информации, чем медный кабель. Это связано с тем, что нарушитель не может подслушивать сигналы, а должен физически подключиться к линии связи. Для того чтобы добраться до информации, передаваемой по такому кабелю, должно быть подсоединено соответствующее устройство, а это, в свою очередь, приведет к уменьшению интенсивности светового излучения. К недостаткам волоконно-оптического кабеля следует отнести высокую стоимость и меньшее число возможных перекоммутаций по сравнению с электрическими кабелями, так как во время перекоммутаций появляются микротрещины в месте коммутации, что ведет к ухудшению качества оптоволокна.

По своей структуре волоконно-оптический кабель подобен коаксиальному кабелю (см. рис. 1). Однако вместо центральной жилы в его центре располагается стержень, или сердцевина, которая окружена не диэлектриком, а оптической оболочкой, которая, в свою очередь, окружена буферным слоем (слоем лака), элементов усиления и внешнего покрытия. Стержень и оболочка изготавливается как одно целое. Диаметр стержня составляет от 2 до нескольких сотен микрометров. Толщина оболочки — от сотен микрометров до единиц миллиметров. Буферный слой может быть свободным (жесткая пластиковая трубка) или плотноприлегающим. Свободный защищает от механических повреждений и температуры, прилегающий — только от механических повреждений. Элементы усиления выполняются из стали, кевлара и т.д., однако, могут иметь отрицательный эффект, например, элементы из стали могут притягивать разряды молний. Волоконно-оптический кабель с элементами усиления называется кабелем с усиленной конфигураций. В кабеле облегченной конфигурации пространство между внешней оболочкой и буферным слоем заполнено жидким гелием. Внешнее покрытие изготавливается аналогично покрытию электрических кабелей.

Волоконно-оптический кабель бывает одномодовым и многомодовым. Одномодовый кабель имеет меньший диаметр световода (5-10 мкм) и допускает только прямолинейное распространение светового излучения (по центральной моде). В стержне многомодового кабеля свет может распространяться не только прямолинейно (по нескольким модам). Чем больше мод, тем уже пропускная способность кабеля. Так, на 100 м максимальная частота сигнала на длине волны 850 нм для многомодового составляет 1600 МГц, для одномодового — 888 ГГц. Стержень и оболочка многомодового кабеля могут быть изготовлены из стекла или пластика, в то время как у одномодового — только из стекла. Для одномодового кабеля источником света является лазер, для многомодового — светодиод.

Для многомодового кабеля характерны следующие помехи: модальная дисперсия и хроматическая дисперсия. Модальная дисперсия заключается в том, что на большом расстоянии начинает сказываться многомодовость кабеля — световой импульс, идущий по самой длинной моде (неаксиальный луч) начинает «отставать» от импульса, идущего по центральной моде (аксиальный луч). В результате этого промежуток между импульсами должен быть больше, чем разница между аксиальным и неаксиальным лучами. Хроматическую дисперсию по другому можно назвать «эффектом радуги» — когда световой сигнал разделяется на световые компоненты., а так как волны света различной длины пропускаются световодом по-разному, то на больших расстояниях хроматическая дисперсия может привести к потере передаваемых данных — световые компоненты одного сигнала будут накладываться на световые компоненты другого.

Многомодовый волоконно-оптический кабель может быть со ступенчатым или плавным отражением сигнала. Кабель с плавным отражением сигнала имеет многослойную оболочку с разными коэффициентами отражения у каждого слоя, и лучшие характеристики по сравнению с кабелем со ступенчатым отражением сигнала.

Одномодовый кабель обладает наилучшими характеристиками, но и является самым дорогим. Многомодовый кабель из пластика является самым дешевым, но обладает самыми худшими характеристиками.

Радиоволновод (немного экзотики)

К искусственным средам передачи можно отнести радиоволноводы. Радиоволновод представляет собой полую металлическую трубку, внутри которой распространяется радиосигнал. Нужно отметить, что диаметр трубки должен соответствовать длине волны передаваемого сигнала. Обычно применяются короткие волноводы для передачи сигнала на передающую антенну. Однако есть сведения, что радиоволноводы применялись в военной отрасли для передачи сигналов на большие расстояния, причем коэффициент затухания сигнала был ниже, чем при использовании электрических кабелей. Но по мере развития технологий изготовления кабелей (в частности, волоконно-оптических) радиоволноводы перестали использоваться для передачи сигналов на большие расстояния.

Естественные среды

Рассматривая естественные среды передачи данных, сделаем следующие допущения: 1) так как наиболее используемой естественной средой является атмосфера (в основном, нижний слой — тропосфера), а различные сигналы распространяются в атмосфере по разному, то при рассмотрении данной среды различные виды сигналов будем рассматривать отдельно; 2) поскольку при спутниковой связи безвоздушная среда не накладывает каких-либо ограничений на проходящий через нее сигнал, а основные трудности сигнал спутниковой связи испытывает при прохождении атмосферы, — отдельно рассматривать безвоздушную среду не будем.

Атмосфера

Наибольшее распространение в качестве носителей данных в атмосфере получили электромагнитные волны. Здесь следует заметить, что от длины волны зависит характер распространения электромагнитных волн в атмосфере. Спектр электромагнитного излучения делится на радиоизлучение, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, гамма-излучение. В настоящее время в связи с техническими трудностями ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение не используются. Используемые радиоволны, в свою очередь, зависят от длины волны. Они делятся на (приведем отечественную классификацию): сверхдлинные (декакилометровые), длинные (километровые), средние (гектаметровые), короткие (декаметровые), метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые, субмиллиметровые. Последние пять диапазонов принято также называть ультракороткими волнами. Кроме того, в последние три диапазона входит СВЧ-излучение (а по некоторым источникам — и часть дециметрового диапазона 0.3…0.1 м).

Радиоволны

Волны, имеющую длину больше, чем у ультракоротковолновых, не представляют большого интереса для сети передачи данных из-за низкой потенциальной скорости передачи данных. Поэтому рассматривать их не будем.

В сетях передачи данных нашли применения радиоволны УКВ диапазона, которые распространяются прямолинейно и не отражаются ионосферой (как КВ) и не огибая встречающиеся препятствия (как ДВ или СВ). Поэтому связь в сетях передачи данных, построенных на УКВ радиосредствах, ограничена по расстоянию (до 40 км). Для преодоления этого ограничения обычно используют ретрансляторы.

Разработчику радиосети приходится, в первую очередь, заниматься юридическими проблемами. Это объясняется тем, что любая передающая радиостанция, превышающая ограничение на выходную мощность, подлежит лицензированию. Национальными комитетами по лицензированию (или государственными органами, занимающимися лицензированием), как правило, выделяются частоты, не подлежащие лицензированию (в США комитетом FCC определены три таких диапазона: 902…928 МГц, 2.4…2.5 ГГц и 5.8…5.,9 ГГц, в Европейском сообществе ETSI определен диапазон, утвержденный директивой ЕС 1.88…1.90 ГГц). Однако в этом случае на передающее устройство накладывается ограничение по мощности (для США — 1 Вт).

Сети передачи данных бывают узкополосными (как правило, одночастотные) и широкополосными (широкополосные, как правило, организуются на нелицензируемых частотах). Широкополосные сети могут использовать либо метод множественного доступа с кодовым уплотнением каналов и модуляцией несущей прямой последовательностью (DS-CDMA, DFM), либо метод множественного доступа с кодовым уплотнением каналов за счет скачкообразного изменения частоты (FH-CDMA, FHM).

Стоит добавить, что при использовании радиоволн с миллиметровыми длинами волны и менее, придется столкнуться с тем, что качество радиосвязи будет зависеть от состояния атмосферы (туман, дым и т.д.).

Разновидностью радиосвязи можно считать спутниковую связь, отличием от наземной радиосвязи будет являться только то, что вместо наземного ретранслятора используется спутник-ретранслятор, находящийся на геостационарной орбите. При использовании спутника-ретранслятора снимается ограничение по расстоянию, но возникают задержки между приемом и передачей сигнала — задержки распространения, которые могут составить 0.5…5 с.

Инфракрасное излучение и видимый свет

Источником инфракрасного излучения могут служить лазер или фотодиод. В отличие от радиоизлучения, инфракрасное излучение не может проникать сквозь стены, и сильный источник света будет являться для них помехой. Кроме того, при организации связи вне помещения на качество канала будет влиять состояние атмосферы. Инфракрасные сети передачи данных могут использовать прямое или рассеянное инфракрасное излучение. Сети, использующие прямое излучение, могут быть организованы по схеме «точка-точка» или через отражатель, закрепляющийся, как правило, на потолке. Организация сетей, использующих прямое излучение, требует очень точного наведения, особенно если в качестве источников наведения используются лазеры. Используемые частоты излучения 100…1000 ГГц, пропускная способность от 100 Кбит/с до 16 Мбит/с. Сети, использующие рассеянное излучение, не предъявляют требования к точной настройке, более того, позволяют абоненту перемещаться, но обладают меньшей пропускной способностью — не более 1 Мбит/с.

Использование в сетях передачи данных источника видимого света более проблематично, так как использующийся источник видимого света ( лазер) может нанести травму человеку (ожог глаз). Поэтому при организации сетей, использующих видимый свет, следует также решать проблемы исключения случайной травмы пользователя сети, обслуживающего персонала или случайных людей.

Основные понятия

Среда передачи данных — физическая среда, по которой происходит передача сигналов, использующихся для представления информации

Радиоволны — электромагнитные волны с частотой меньше 6000 ГГц (с длиной волны больше 100 мкм).

Коаксиальный (coaxial) кабель (от co — совместно и axis — ось) представляет собой два соосных гибких металлических проводника, разделенных диэлектриком.

Витая пара — (twisted pair, TP) — кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Существуют: экранированная (shielded twisted pair, STP) и неэкранированная (unshielded twisted pair, UTP) витые пары.

Двужильный или твинаксиальный (twinaxial) кабель — коаксиальный кабель с двумя проводящими жилами, каждая из которых помещена в свой собственный слой диэлектрика.

Триаксиальный (triaxial) кабель отличается от коаксиального тем, что содержит дополнительный медный экранирующий слой, который располагается между обычным экранирующим слоем и внешним покрытием.

Квадраксильный (quadrax) кабель — кабель, содержащий две жилы подобно твиаксиальному и окруженный подобно триаксиальному дополнительным экранирующим проводящим слоем.

Кабели с четырехслойной защитой (quadshield) — кабели такого типа содержат четыре чередующихся защитных слоя из фольги и металлической оплетки.

Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) предназначен для организации физической сред передачи световых сигналов.

Мода (mode) — возможный путь распространения световых лучей по оптоволокну.

Одномодовый (single-mode) кабель- волоконно-оптический кабель, имеющий диаметр сечения стержня менее 10 мкм, в результате чего световые лучи внутри него могут распространяться только по одному маршруту.

Многомодовый (multimode) кабель — волоконно-оптический кабель, внутри стержня которого световые лучи могут распространяться по нескольким маршрутам.

Кабель со ступенчатым изменением коэффициента преломления (single-step fiber) — многомодовый волоконно-оптический кабель со скачкообразным коэффициентом преломления между сердечниками и оболочкой.

Кабель с плавным изменением коэффициента (graded-index fiber) — многомодовый волоконно-оптический кабель с плавным изменением коэффициента преломления между сердечниками и оболочкой.

Организации, занимающиеся стандартизацией сред передачи данных

Компания IBM — спецификации ICS (IBM cable system)

Национальный электротехнический кодекс (National Electric Code, NEC). Документы NEC публикуются национальным противопожарным комитетом. В них описываются стандарты надежности общецелевых кабелей. Стандарты второго класса (CL2x) описывают общецелевые кабели, а коммуникационные стандарты (CMx) кабели, предназначенные для передачи информации. Наиболее строгими из стандартов являются CL2P, CM2P (Plenum), менее строгие стандарты CL2R, CM2R.

Underwriters laboratories (UL)

Специалисты организации UL выполняют тестирование, предназначенное для проверки условий, при которых кабели и устройства могут работать с надежностью, соответствующей их спецификации. Продукция успешно прошедшая эти тесты помещается в списки UL. Для классификации кабелей различного типа UL используют систему отметок, которая содержит пять уровней.

Объединенный комитет Ассоциация электронной промышленности/Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA/EIA) разботал классификационные системы для витой пары: TIA/EIA-568/568А.

Международная организация по стандартизации/Международная электротехническая комиссия (ISO/IEC) разработали стандарт ISO/IEC 11801, определяющий спецификации на кабели и соединители.

Институт инженеров по радиотехнике и электронике (IEEE) разработал стандарт 802.11 на беспроводные сети

Статья опубликована с разрешения журнала «Сетевой», №05 2000

5 причин, почему ИТ-специалисты выбирают оптоволоконные кабели вместо медных

Оптоволоконные кабели

или медные кабели? Это вопрос

Когда вы строите сеть, требующую больших расстояний, высоких скоростей и / или соединений с высокой пропускной способностью, нет никаких сомнений: оптоволоконные кабели выигрывают.

Чтобы понять, почему и где медные кабели все еще могут быть лучшим решением, важно понимать различия между ними.

Оба типа кабелей передают данные, но разными способами.Медь переносит электрические импульсы по металлическим жилам. С другой стороны, волоконная оптика переносит световые импульсы по гибким стеклянным нитям. Это различие часто означает, что оптоволокно является лучшим решением для новой или модернизированной сети и, следовательно, стоит больших первоначальных вложений.

5 причин, по которым ИТ-специалисты выбирают оптоволоконные кабели

1. Волоконно-оптическая передача быстрее

Стандартный способ измерения скорости передачи данных — через полосу пропускания.В наши дни это измеряется в гигабитах данных в секунду (Гбит / с) или даже в терабитах в секунду (Тбит / с).

Скорость передачи данных по меди в настоящее время составляет не более 40 Гбит / с, тогда как по оптоволокну можно передавать данные со скоростью, близкой к скорости света. Фактически, ограничения полосы пропускания, налагаемые на оптоволокно, в основном теоретические, но были протестированы на предмет возможности измерения в сотнях терабит в секунду.

2. Волоконно-оптическая передача может покрывать большие расстояния

Передача сигналов как по медным, так и по оптоволоконным кабелям страдает от затухания или ослабления сигнала на расстоянии.Однако оптоволоконные кабели могут передавать данные на гораздо большие расстояния. На самом деле различия огромны.

Медные кабели ограничены длиной 100 метров (~ 330 футов) в соответствии с действующими стандартами. Теоретически возможны более длинные расстояния, но могут возникнуть другие проблемы, не позволяющие использовать медь как надежный метод передачи на больших расстояниях. Оптоволоконный кабель, в зависимости от сигнализации и типа кабеля, может передавать до на расстояние более 24 миль!

3.Волоконно-оптические кабели невосприимчивы к электромагнитным помехам (EMI)

По своей природе электрические сигналы в медном сетевом соединении создают поле помех вокруг кабелей. Когда у вас есть несколько кабелей, проложенных рядом, эти помехи могут проникать в соседние кабели, препятствуя желаемому обмену сообщениями. Это называется перекрестными помехами и может вызвать дорогостоящую повторную передачу сообщения или даже создать угрозу безопасности.

Светопропускание в оптоволокне не создает каких-либо электромагнитных помех, поэтому оптоволокно оказывается более безопасным и требует меньше повторной передачи, что в конечном итоге приводит к более высокой рентабельности инвестиций.

4. Экономьте место и улучшайте кабельную разводку

Волоконно-оптические нити очень узкие. Фактически, они измеряются в микронах или миллионных долях метра. Самая распространенная волоконно-оптическая прядь имеет диаметр человеческого волоса. Тем не менее, как мы видели, они могут передавать невероятные объемы данных на гораздо более высоких скоростях на гораздо большие расстояния, чем их менее узкие медные аналоги. Для волоконно-оптических кабелей требуется защитная оболочка, которая «увеличивает» их ширину до двух миллиметров.

Одиночный стандартный медный кабель категории 6 примерно в четыре раза больше ширины и передает небольшую часть данных. Когда вы используете волокно, оно занимает гораздо меньше места и является более гибким (и, следовательно, с ним легче управлять).

У такого уменьшения массы кабеля есть дополнительные преимущества: освободившееся пространство обеспечивает лучшую циркуляцию охлажденного воздуха в центре обработки данных, упрощает доступ к оборудованию, к которому он подключен, и в целом просто выглядит намного эстетичнее.

5. Волоконная оптика — это будущее

С каждым годом объем потребляемых данных увеличивается, как и требования к пропускной способности. Инвестиции в современную инфраструктуру волоконно-оптических кабелей позволят вашей сети работать с будущими скоростями без замены кабелей.

Прочная многоволоконная магистраль в структурированной среде прослужит годы, если не десятилетия, и, вероятно, продолжит поддерживать растущие потребности в полосе пропускания. С другой стороны, средний срок службы спецификации категории меди составляет немногим более пяти лет.

Также имейте в виду, что технологии и оборудование, в которых используются кабели (коммутаторы, сигнальная оптика, серверы и т. Д.), Как правило, имеют тенденцию к снижению стоимости с течением времени. Поэтому вполне вероятно, что в будущем подключение более высокого уровня станет еще более доступным.

СВЯЗАННЫЙ СОДЕРЖАНИЕ
Бесплатное руководство: передовые методы установки оптоволоконных кабелей
Бесплатная техническая документация: определение оптоволоконной инфраструктуры как критического сетевого компонента

Бонус: контрапункт из медного кабеля

Волоконно-оптические кабели — это не «серебряная пуля».Он дороже меди, поэтому его следует использовать в подходящих местах. Часто это лучше всего подходит при соединении оборудования между зданиями и между этажами здания.

Более низкая стоимость

Copper делает его более подходящим для небольших приложений, таких как настольные компьютеры и бытовая техника. Меньшие сети, коммутационные узлы и трафик с более низким приоритетом — все это для хороших медных приложений. Также учтите, что в некоторых из этих случаев может быть уже много меди, что еще больше снижает общую стоимость.

Вывод для ИТ-специалистов, выбирающих оптоволоконные или медные кабели

Правильный носитель для вашей сети действительно зависит от потребностей. Однако, если вам требуется значительная пропускная способность, инвестиции в надежную масштабируемую инфраструктуру окупятся.

Как мы видели, оптоволоконные кабели позволяют повысить рентабельность инвестиций за счет более высоких скоростей, повышенной надежности, более чистой передачи сигналов и меньшей занимаемой площади. У медных кабелей есть свои применения, и они помогут снизить начальные затраты.Комбинированный подход с прицелом на будущий рост вам подойдет.

Сравнение медных и волоконных проводов в конструкции кабеля

Слева показан четырехпарный медный кабель, а справа — оптоволоконный кабель.

Кабели являются важным компонентом промышленных сетей на базе Ethernet, которые становятся все более распространенными на промышленных объектах. Они устанавливаются на объектах, которые варьируются от заводов до электрических подстанций, глубоководных нефтегазовых предприятий и транспорта и т. Д. Отказ промышленной сети приводит к дорогостоящим простоям, возможной потере продукта в процессе и другим нежелательным последствиям.Выбор кабеля может иметь огромное влияние на надежность и время безотказной работы системы. Несмотря на внимание, уделяемое коммутаторам и маршрутизаторам, которые управляют данными, важность кабелей часто упускается из виду.

Кабели влияют на производительность, надежность и рентабельность

Важно правильно выбрать кабель для работы. Большинство отказов промышленных сетей происходит из-за проблем с передачей сигналов. Затраты на простой для критически важных сетей могут варьироваться от 25 000 долларов в час для нефтепровода до 45 000 долларов в час для электростанции.Если причиной сбоя является поврежденный или неподходящий кабель, его продолжительность может быть длительной, поскольку устранить проблемы с кабелем сложно. Есть реальный стимул выбрать и установить продукт, подходящий для работы.

Ни один тип кабеля не подходит для любых нужд и не решает все проблемы. Первым приоритетом при выборе кабеля для промышленной сети является понимание важности выбора кабеля промышленного класса. Да, обычно это стоит дороже, но подобные соображения быстро меркнут при первом выходе из строя кабеля.Кабели коммерческого класса предназначены для использования в коммерческих целях. У них нет физической целостности, необходимой для стабильной работы в суровых условиях промышленного применения.

Сравнение длины кабеля и скорости передачи данных между медным и оптоволоконным кабелем.

Доступны промышленные кабели с использованием медных проводников или оптоволокна. Медные кабели передают данные через витые пары медных проводов, а оптоволоконные кабели передают данные с помощью света. У каждого есть свои плюсы и минусы. При принятии решения о том, что использовать в конкретном приложении, необходимо учитывать ряд важных элементов.

Кабельные трассы и скорость передачи данных
Два основных различия между медными и оптоволоконными кабелями — это длина трассы, которую они могут выдержать, и объемы данных, которые они могут нести.

Длина вашего кабельного участка поможет определить среду. Если ваш пробег составляет 100 м или меньше, медные кабели подойдут. Волокно большей длины имеет преимущество. Максимальное расстояние между многомодовыми оптоволоконными кабелями составляет 2000 м, в то время как одномодовые оптоволоконные кабели могут поддерживать точность передачи сигнала на значительно больших расстояниях.

Шум может проникнуть в несвязанную пару (слева) в точке разрыва. Поскольку связанные пары (справа) не имеют разрывов, они обладают большей помехоустойчивостью.

В сетевых коммуникациях под пропускной способностью обычно понимается скорость передачи данных, то есть объем данных, который может быть передан из одной точки в другую за заданный промежуток времени. Медные кабели Cat 6 имеют максимальную пропускную способность 1 Гбит / с, а медные кабели Cat 5e — 100 Мбит / с. Этой полосы пропускания сегодня достаточно для большинства промышленных приложений.Тем не менее, выбирая кабель, вы должны учитывать будущие требования, а также планировать «снижение пропускной способности», которое является отличительной чертой промышленных сетей. Оптоволоконные кабели передают данные со скоростью 10 Гбит / с или более и рекомендуются для магистральных сетей, приложений безопасности с многочисленными подключенными цифровыми камерами и других приложений с высокой пропускной способностью.

Прочие соображения
После того, как вы определили поддерживаемые расстояния и требуемую скорость передачи данных, необходимо принять во внимание множество других соображений.Некоторые из этих соображений — безопасность, искроопасность, долговечность и помехозащищенность.

Безопасность — Многие отрасли считаются потенциальными целями террористов. Саботаж, шпионаж и воровство — настоящая угроза. Если ваш кабель проходит между зданиями или в других менее безопасных средах, вам следует рассмотреть возможность использования оптоволоконных кабелей. Их намного сложнее подключать, чем медные кабели.

Искроопасность — Нефтегазоперерабатывающие заводы и шахты — два места, где искрообразование может быть опасным.Оптоволоконные кабели не образуют искр. С другой стороны, медные кабели подвержены искрообразованию, если они не защищены должным образом.

Шум может проникнуть в несвязанную пару (слева) в точке разрыва. Поскольку связанные пары (справа) не имеют разрывов, они обладают большей помехоустойчивостью.

Долговечность — Волоконно-оптические кабели, естественно, более долговечны, чем медные, что означает, что они могут выдерживать более жесткие условия окружающей среды и суровые погодные условия. Когда выбирается медь, важно выбрать правильную оболочку и экранирование для защиты (см. Ниже).

Помехозащищенность — Когда кабели должны быть проложены в месте со значительными электрическими помехами, необходимо уделить особое внимание. Оптоволоконные кабели невосприимчивы к электрическим помехам, тогда как медные требуют дополнительной защиты в виде надлежащего экранирования и технологии связанных пар. Технология Bonded-Pair гарантирует, что витая пара медных проводников внутри кабеля не будет деформирована из-за скручивания, изгиба или вытягивания самого кабеля. Это обеспечивает большую целостность сигнала в шумной или стрессовой среде.

Одним из новейших типов медных кабелей, которые будут представлены на рынке, является кабель Cat 5e с номинальным напряжением 600 В, использующий технологию Bonded-Pair, который специально разработан для прокладки в уже существующих кабельных лотках по всему предприятию. Этот тип кабеля экранирован от сильных электромагнитных помех, которые обычно встречаются в кабельных лотках на 600 В.

Выбор подходящей оболочки и экранирования
Характеристики проводников — лишь одна часть головоломки. После выбора правильного типа проводника для ваших нужд следующим шагом будет убедиться, что ваш кабель защищен.В промышленных условиях кабели могут подвергаться множеству опасностей, включая экстремальные температуры, влажность, УФ-лучи, масло и коррозионные вещества. Тип куртки, которую вы выберете, повлияет на характеристики кабеля. В таблице слева перечислены некоторые из распространенных экологических проблем и тип куртки, необходимой для их решения.

Вопросы охраны окружающей среды можно решить с помощью правильного выбора материала оболочки.

Кабели также могут быть повреждены из-за раздавливания или проколов.Вы можете защитить свой кабель, пропустив его через кабелепровод, или использовать армированные кабели. Бронированные кабели легче устанавливать и перемещать, чем кабелепроводы, и существует множество вариантов брони. Если вы предвидите внесение изменений в свою физическую схему, бронированные кабели могут быть лучшим выбором.

Стоимость
Медный кабель традиционно был дешевле. Однако, как и в случае с большинством бюджетных решений, долгосрочные последствия выбора необходимо сопоставлять с непосредственными затратами.Если у вас ограниченный бюджет и медный кабель будет соответствовать вашим потребностям, то это будет вашим предпочтительным решением. С другой стороны, растущий спрос на оптоволоконные кабели приводит к падению цен, что снижает проблему затрат. Имеет смысл изучить требования приложения и принять решения на основе тщательной оценки его истинных потребностей.

Выбор правильных кабелей — один из наиболее важных аспектов настройки сети в промышленной среде. Неправильный кабель может привести к простоям оборудования и потратить время и деньги.Предварительно изучив широкий спектр доступных сегодня промышленных кабелей, вы легко сможете выбрать подходящий кабель и необходимую защиту. Правильный кабель может обеспечить годы безотказной работы и снизить совокупную стоимость владения.

Пропускная способность

: волокно или медь — что явный победитель?

Есть ли существенная разница между объемом пропускной способности, предлагаемой оптоволоконным Интернетом и медным высокоскоростным Интернетом? Следует ли основывать свое бизнес-решение в отношении Интернета только на пропускной способности?

Чтобы принять обоснованное решение о предоставлении бизнес-услуг Интернета, вам необходимо знать разницу между оптоволоконным соединением и медным кабелем.Сюда входит, какую пропускную способность обеспечивает каждый вариант и как он будет удовлетворять потребности вашего бизнеса в данных в настоящем и будущем.

Спрос на полосу пропускания удваивается каждые 18 месяцев с момента появления услуг передачи данных, и этот рост не показывает признаков замедления. Совершенно необходимо, чтобы выбранный вами тип подключения к данным рос вместе с технологиями и трафиком вашего бизнеса. Читайте дальше, чтобы узнать, какой вариант лучше всего подходит для вашего бизнеса — оптоволокно или медь, а также узнайте, как повысить уровень пропускной способности в будущем.

Что обеспечивает большую пропускную способность? Волокно против меди

Что такое пропускная способность?

Пропускная способность лучше всего определяется как максимальная скорость передачи данных (обычно подключение к Интернету) или пропускная способность сети, которая обычно выражается в гигабитах в секунду (Гбит / с) или мегабитах в секунду (Мбит / с). Чем больше пропускная способность, предлагаемая вашим корпоративным интернет-сервисом, тем больше данных вы можете передавать за один раз.

Пропускная способность — это не то же самое, что скорость, поскольку под пропускной способностью понимается максимальный объем передачи данных в секунду.Скорость интернета измеряется на основе фактической скорости передачи данных в секунду. Полоса пропускания — это фактически величина потенциальной скорости, которую можно использовать. Однако медленное соединение для передачи данных и другие проблемы с подключением, такие как потеря пакетов и джиттер, часто вызваны недостаточной пропускной способностью.

Пропускная способность критически важна, но это не единственный фактор, который влияет на качество бизнес-услуг Интернета. Скорость, производительность и надежность часто путают с пропускной способностью, и они, вероятно, не менее важны для удовлетворения бизнес-требований от подключения к данным.Пропускная способность — существенное различие между медью и оптоволокном, но эти технологии также обеспечивают разные уровни надежности и стоимости оборудования, необходимого для передачи данных.

Разница между волокном и медью

Базовые технологии вызывают разрыв полосы пропускания между оптоволокном и медью. Волоконный Интернет использует тонкие пучки оптических волокон или пряди из очень чистого стекла толщиной с человеческий волос для передачи данных с помощью импульсов инфракрасного лазерного света.Медные кабели буквально используют медные провода и представляют собой значительно более громоздкую технологию, которая впервые была разработана для передачи данных голосовых вызовов с помощью электрического импульса.

Разница в полосе пропускания — это, по сути, разница между фотонами и электронами. Медь использует электроны для передачи данных, а волокно использует фотоны. Свет быстрее, чем электрические импульсы, поэтому оптоволокно может передавать больше бит данных в секунду и обеспечивает более высокую пропускную способность. Однако возможности передачи — не единственное различие между этими технологиями.

Расстояние

Все сигналы данных в определенном диапазоне ухудшаются, но оптоволокно обеспечивает значительно лучшую долговечность сигнала. Волоконно теряет только 3% сигнала на расстояниях более 100 метров по сравнению с 94% потерей сигнала в меди.

Помехи

Волоконно-оптические жгуты не проводят электрические токи, благодаря чему оптоволоконные соединения для передачи данных полностью устойчивы к возгоранию, электромагнитным помехам, молнии или радиосигналам. Медные кабели предназначены для проведения электричества, что делает медный Интернет уязвимым для линий электропередач, молний и преднамеренного скремблирования сигнала.

Прочность

Медный кабель может легко сломаться во время установки или случайно. Несмотря на большие размеры, медь имеет низкий допуск на растяжение. Волокно меньше, легче и прочнее, чем медные кабели, и, как правило, может быть повреждено только в результате преднамеренного вандализма, хотя вы должны быть осторожны с волокном, поскольку оно сделано из стекла. Обычно его покрывают защитным слоем, чтобы сделать его более прочным.

Чтобы узнать больше о различиях между медными и оптоволоконными технологиями, мы рекомендуем Преимущества оптоволоконного Интернета перед медным кабелем.

Насколько больше пропускной способности обеспечивает оптоволокно по сравнению с медью?

Провайдеры оптоволоконных технологий, вообще говоря, с большей вероятностью будут предлагать клиентам «симметричную полосу пропускания», которая приравнивается к равным скоростям загрузки и выгрузки. Эту возможность можно найти у провайдеров медного высокоскоростного Интернета, хотя и редко.

[предложение]

Какие еще соображения?

Важна ли полоса пропускания?

Совершенно верно.

Наличие достаточной пропускной способности критически важно для современных бизнес-операций.Если вашему подключению для передачи данных не хватает полосы пропускания, вам может быть сложно использовать облачные приложения или общаться с клиентами через телефоны с передачей голоса по IP, веб-конференции или другие формы унифицированных коммуникаций. Если вы достигли предела пропускной способности существующей интернет-службы, для защиты производительности и роста необходимо масштабировать подключение к данным для увеличения пропускной способности.

Однако пропускная способность — не единственное соображение, которое должно повлиять на ваше решение о переходе на оптоволокно. Цена, надежность, время ожидания и безопасность — вот некоторые другие факторы, о которых следует помнить.

Сколько стоит оптоволоконный Интернет?

Стоимость первой установки оптоволоконного Интернета может сильно различаться для предприятий, даже в том же районе метро. Основным фактором, влияющим на стоимость установки оптоволокна, является ваша близость к ресурсам оптоволокна. Если ваш бизнес уже ориентирован на оптоволокно, ваша установка будет намного дешевле, чем у компании, расположенной на значительном расстоянии от ресурсов. Проверьте, подключено ли здесь оптоволокно к вашему зданию.

Переход на оптоволокно обычно дороже, чем использование медного кабеля, но общая стоимость установки оптоволокна может быть обманчивой.Волокно имеет более низкую совокупную стоимость владения (TCO), чем медь, благодаря превосходной прочности и более длительному жизненному циклу. Это также может снизить затраты для вашего бизнеса за счет повышения производительности и доступности.

Что надежнее?

Доступность и надежность соединения для передачи данных тесно связаны с долгосрочными «мягкими затратами» системы, которые отражаются на производительности и удовлетворенности клиентов. Волоконно обеспечивает более надежную передачу данных из-за его устойчивости к помехам, колебаниям температуры и влажности.С поставщиком, который предлагает гарантии бесперебойной работы для корпоративных клиентов данных, ваш бизнес может достичь превосходной непрерывности.

Имеет ли волокно или медь меньшую задержку?

Задержка сети — это мера задержки или количество времени, необходимое для успешной передачи данных. Задержка тесно связана с тем, как конечные пользователи воспринимают скорость соединения, но это не то же самое, что пропускная способность. Факторы, которые могут вызвать задержку в сети с высокой пропускной способностью, включают тип подключения, расстояние и потребность в ресурсах поставщика услуг Интернета (ISP).

Fiber предлагает гораздо меньшую задержку, чем медь. Чтобы защититься от других рисков, связанных с задержками, избегайте общего доступа к Интернету потребительского уровня, предоставляемого многими поставщиками высокоскоростных медных кабелей.

Узнайте больше в 5 основных преимуществах использования оптоволоконного Интернета для бизнеса.

Совместимо ли мое оборудование?

Вашему предприятию может потребоваться некоторое обновление оборудования и оборудования, чтобы настроить инфраструктуру для обновления оптоволокна. Это может увеличить затраты на внедрение оптоволокна по сравнению с первоначальной установкой.Хотя экспертная оценка — единственный надежный способ определить совместимость оборудования, вы можете столкнуться с необходимостью выполнить обновление маршрутизаторов или проводки.

Представляет ли медь риски для информационной безопасности?

Copper может быть подвержен многим рискам информационной безопасности и непрерывности бизнеса. Медные провода могут быть повреждены или повреждены вандалами. Медные сигналы могут быть искажены из-за преднамеренных помех. Волокно не излучает сигналы, которые можно прослушивать, нельзя зашифровать, и оно устойчиво к попыткам вмешательства.

Готовы ли вы к использованию волокна?

Если вы исследуете варианты подключения к Интернету с высокой пропускной способностью, вы, вероятно, разочарованы производительностью вашей существующей сети. Вы можете быть ограничены пропускной способностью вашего текущего подключения для передачи данных, или ваши проблемы могут быть связаны с другими факторами, такими как задержка или перегруженность ресурсов. Пропускная способность, скорость, производительность и надежность должны играть роль в выборе правильного интернет-сервиса для вашей организации.

Скорее всего, переход на оптоволокно для вашего бизнеса может значительно выиграть.Но с чего начать? Получите доступ к экспертной информации обо всем, что вам нужно знать о покупке подключения к данным для вашего бизнеса, в The Insider’s Guide to Fiber Internet Connectivity.

Медный кабель

Кабели Ethernet

Введение

Кабели Ethernet

развивались с момента появления стандарта Ethernet в 1985 году. Было разработано множество различных категорий кабелей Ethernet, и каждая категория имеет разные характеристики в отношении защиты от электромагнитных помех, скорости передачи данных и возможного диапазона частот. требуется для достижения этой скорости.Стандартные размеры калибра (AWG) также различаются для разных категорий кабелей, и это может иметь конечные результаты как по качеству, так и по скорости.

Категория 3

Кабель Ethernet категории 3, также известный как Cat3 или провод станции, является одним из старейших видов кабеля Ethernet, который до сих пор используется. Это неэкранированная витая пара (UTP), способная передавать данные или голос со скоростью 10 Мбит / с. Его максимально возможная полоса пропускания составляет 16 МГц. Кабель Cat3 достиг пика своей популярности в начале 1990-х годов, поскольку в то время он был отраслевым стандартом для компьютерных сетей.Его все еще можно увидеть в использовании в двухпроводных телефонных системах и более старых установках 10BASE-T Ethernet.

Категория 5

Кабель Ethernet категории 5 (Cat5)

является преемником более ранней категории 3. Как и Cat3, Cat5 является кабелем UTP, но он может передавать данные с более высокой скоростью передачи. Кабели Cat5 обеспечили скорость 10/100 Мбит / с для Ethernet, что означает, что кабели могут поддерживать скорость 10 Мбит / с или 100 Мбит / с. Скорость 100 Мбит / с также известна как Fast Ethernet, и кабели Cat5 были первыми кабелями с поддержкой Fast Ethernet.Они также могут использоваться для телефонных сигналов и видео в дополнение к данным Ethernet. Эта категория была заменена новыми кабелями категории 5e.

Категория 5e

Стандарт категории 5e (Cat5e) — это улучшенная версия кабеля Cat5, оптимизированная для уменьшения перекрестных помех или нежелательной передачи сигналов между каналами данных. Эта категория работает для 10/100 Мбит / с и 1000 Мбит / с (Gigabit) Ethernet, и она стала наиболее широко используемой категорией Ethernet-кабеля, доступной на рынке.В то время как кабели Cat5 и Cat5e содержат четыре витых пары проводов, Cat5 использует только две из этих пар для Fast Ethernet, а Cat5e использует все четыре, обеспечивая скорость Gigabit Ethernet. Пропускная способность также увеличивается с помощью кабелей Cat5e, которые могут поддерживать максимальную полосу пропускания 100 МГц. Кабели Cat5e обратно совместимы с кабелями Cat5.

Категория 6

Одно из основных различий между категорией 5e и новой категорией 6 (Cat6) заключается в характеристиках передачи.В то время как кабели Cat5e могут работать со скоростями Gigabit Ethernet, кабели Cat6 сертифицированы для работы с Gigabit Ethernet с полосой пропускания до 250 МГц. Кабели Cat6 имеют несколько улучшений, в том числе лучшую изоляцию и более тонкие провода. Эти улучшения обеспечивают более высокое отношение сигнал / шум и лучше подходят для сред, в которых могут быть более высокие электромагнитные помехи. Кабели Cat6 доступны в формах с экранированной витой парой (STP) или UTP. Кабель Cat6 также обратно совместим с кабелями Cat5 и 5e.

Категория 6a

Кабель

категории 6a или расширенный кабель категории 6 улучшает базовый кабель Cat6, обеспечивая скорость передачи данных 10 000 Мбит / с и эффективно удваивая максимальную полосу пропускания до 500 МГц. Категория 6A работает с улучшенными характеристиками, в частности, в области посторонних перекрестных помех по сравнению с UTP категории 6 (неэкранированная витая пара), которая демонстрирует высокий посторонний шум на высоких частотах.

Категория 7

Кабель

категории 7 (Cat7), также известный как класс F, представляет собой полностью экранированный кабель, поддерживающий скорость до 10 Гбит / с (10 000 Мбит / с) и полосу пропускания до 600 МГц.Кабели Cat7 состоят из экранированной экранированной витой пары (SSTP) проводов, а слои изоляции и экранирования, содержащиеся в них, даже шире, чем у кабелей Cat6. Из-за этого экранирования они толще, крупнее и их труднее гнуть. Кроме того, каждый из экранирующих слоев должен быть заземлен, иначе производительность может быть снижена до такой степени, что нет улучшений по сравнению с Cat6. На самом деле производительность может быть даже хуже, чем у Cat5. По этой причине очень важно понимать тип разъемов на концах кабеля Cat7.

В следующей таблице перечислены наиболее распространенные типы кабелей Ethernet, включая их максимальную скорость передачи данных и максимальную полосу пропускания.

.

RIP Copper — Почему медная широкополосная связь умирает

Скорость вашего широкополосного соединения во многом зависит от пути сигнала к маршрутизатору и от него.В оптоволоконной широкополосной связи используются две основные технологии: Fiber-to-the-Cabinet (FTTC), в которой в некоторых точках сети все еще используется медь, и Fiber-to-the-home (FTTH) со 100% оптоволоконным кабелем. кабели. Но что лучше? А какая технология умирает?

FTTC по сравнению с FTTH

В настоящее время наиболее используемая технология в Ирландии, Fiber-to-the-Cabinet, как правило, обеспечивает скорость до 100 мегабит в секунду (Мбит / с). Обратной стороной является последние несколько футов между шкафом телефонной станции на улице и маршрутизатором в вашем доме.Все это качество оптоволокна и скорости света теряется на последнем отрезке медного провода, используемого для подключения вашего дома к АТС. Медь хороша для телефонных звонков старой школы, но не очень хороша для сверхбыстрых широкополосных сигналов. Это буквально замедляет сигнал. Хотя максимальная скорость составляет 100 Мбит / с, скорость, которую вы получаете, может быть намного ниже в зависимости от расстояния между вашим домом и шкафом.

SIRO — это оптоволоконное соединение с домом. Это означает, что вы никогда не потеряете скорость оптоволокна — невероятный 1 гигабит в секунду (Гбит / с).Мы строим эту сеть вдоль существующих линий ESB — оптоволоконные кабели проходят прямо к маршрутизатору внутри вашего дома без потери сигнала.

Надежность

Волоконно-оптические кабели не подвержены влиянию факторов окружающей среды, которые могут ослабить сигналы по медным кабелям. Например, сигнал на медном проводе сильно падает всего на два километра, тогда как оптоволоконные кабели на том же расстоянии чрезвычайно надежны. И, в отличие от меди, оптоволоконные кабели чрезвычайно устойчивы к жаре, влажности и экстремальным погодным условиям, что делает их последним широкополосным соединением, которое вам когда-либо понадобится.

Безопасность

Волоконно-оптические кабели не передают электричество, поэтому они не излучают сигналы, которые можно прослушивать. Медь использует электричество и поэтому открыта для подключения, что может привести к отказу всей системы. Обрыв или повреждение оптоволоконного кабеля можно определить очень быстро. Медный кабель может полностью закоротиться или даже загореться, если он поврежден, старый или изношенный.

Источник: Coppersaurus

Важно понимать различие между FTTC и FTTH — между подключением по медному кабелю и полностью оптоволоконным соединением.Очень часто эта грань размывается из-за запутанных рекламных сообщений — в настоящее время в широкополосном маркетинге мало различий между частично-волоконными и полноволоконными сетями. Хорошая новость заключается в том, что Управление по стандартизации рекламы Ирландии (ASAI) выпустило специальные инструкции, требующие от провайдеров широкополосного доступа указывать, является ли их продукт 100% волокном, частично волокном или полностью медным. Это дает конечным потребителям информацию, ясность и прозрачность, которые им так необходимы для принятия полностью информированного решения о широкополосной связи.

SIRO 100% Fiber — самый мощный широкополосный доступ в Ирландии

FTTH, технология, обеспечивающая широкополосную связь SIRO, была широко признана как единственное перспективное решение и золотой стандарт широкополосной технологии. Но что именно это означает для конечных потребителей?

Как уже говорилось, при подключении FTTC, чем длиннее используемый медный кабель, тем большую пропускную способность вы теряете. С SIRO нет заметных потерь на расстоянии от шкафа до маршрутизатора в вашем доме.Это открывает неограниченные возможности для домашних развлечений и удаленной работы.

Для заядлых геймеров SIRO преобразит весь игровой процесс с чрезвычайно низкой задержкой и уровнем джиттера, практически без потери пакетов и молниеносной скоростью загрузки 1 Гбит / с. Для любителей кино SIRO позволяет загружать 25-гигабайтный HD-фильм за 3 минуты, по сравнению с 30 минутами при подключении FTTC со скоростью 100 Мбит / с (FTTH Council Europe). Для удаленных сотрудников представьте себе возможность мгновенно отправлять и получать электронные письма, загружать большие файлы за секунды или совершать видеозвонки без задержек или буферизации.

Для малых и средних предприятий по всей Ирландии лучшее в своем классе 100% оптоволоконное соединение SIRO предлагает лучшую в отрасли скорость и надежность, что позволяет вам меньше беспокоиться о том, сможете ли вы отправить это электронное письмо своему клиенту или получить ваша бесконтактная оплата за работу и многое другое о фактическом стратегическом ведении вашего бизнеса. Узнайте больше о SIRO для бизнеса.

Медь — умирающая технология

Есть много факторов, указывающих на неизбежный упадок медной технологии.Потребители все больше осознают преимущества оптоволокна: больше ирландских потребителей, чем когда-либо, переходят на FTTH — годовой темп роста FTTH составляет 115% — самый быстрый рост среди всех типов широкополосной подписки, в то время как медные соединения снизились на 17,3% (квартальные данные Comreg. , 1 квартал 2019 г.). Следуя постановлению ASAI, мы можем ожидать еще более сильного сдвига в 2020 году и в последующий период, поскольку потребители смогут определять, покупают ли они оптоволокно или медь.

По всей Европе усиливается борьба с медью и призывы к «отключению меди».Фактически, полное отключение медных проводов оказалось беспроигрышным вариантом с многочисленными преимуществами как для потребителей, так и для операторов. Вскоре оптоволокно полностью заменит медные кабели как в сетях дальней, так и ближней протяженности — и медь действительно уйдет в прошлое. Так почему бы сегодня не подготовить свой дом или бизнес к будущему и не проверить, можно ли подключить ваш адрес к SIRO?

Медь высокоскоростная | Electrical Contractor Magazine

Для центров обработки данных, которые все еще используют медь, кабели категории 8 (Cat 8) обещают увеличить скорость в четыре раза до 40 гигабит.Cat 8 может работать с полосой пропускания 2 гигагерца. Эта увеличенная емкость не означает, что медь заменит оптоволокно, но она предложит относительно недорогую высокоскоростную альтернативу.

Несколько организаций по стандартизации все еще работают над документацией для новой категории. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) определяет скорость 40 гигабит в секунду (Гбит / с) для своего стандарта 802.3bg, в то время как Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA) разрабатывает свои спецификации с тремя документами, два из которых относятся к тестированию в лаборатория и в полевых условиях, и другие, связанные с компонентами.Международная организация по стандартизации (ISO) в Европе также разрабатывает стандарт.

К концу 2016 года IEEE и TIA должны выпустить всю документацию, сказал Марк Диринг, старший менеджер по продукции для меди в Leviton Network Solutions, Сиэтл, и член комитета TIA.

TIA-568-C.2-1, Стандарт на кабели и компоненты для сбалансированной витой пары, Приложение 1, был передан в комитет для рассмотрения комментариев на апрельском собрании ассоциации.По словам Стефани Монтгомери, вице-президента TIA по технологиям и стандартам, публикация стандарта может последовать в ближайшее время или может занять еще несколько месяцев.

Анатомия Cat 8

Кабель Cat 8 состоит из четырех витых пар экранированная медь, не больше диаметра, чем у его предшественников Cat 6a и 7. Он использует разъемы RJ-45 и может поддерживать длину от 40 Гбит / с до 30 метров.

Пропускная способность, с которой он может работать, составит 2 гигагерца (ГГц).Cat 8 также будет поддерживать версии с более низкой скоростью передачи данных, в том числе 10 ГГц на расстояние 100 метров.

Кабель потребует большего экранирования из-за дополнительной энергии — фактически, ему потребуется два экранирующих слоя: внутренний слой фольгированной оболочки для каждой витой пары и внешняя фольговая оболочка для всего кабеля.

Он разработан как короткий патч-корд в конце ряда шкафов или одного шкафа, но не предназначен для прокладки кабеля для всей инфраструктуры.Cat 8 предлагает более дешевую высокоскоростную альтернативу оптоволокну. Он может быть длиннее, чем сдвоенный осевой кабель с меньшим ограничением расстояния (около 7 метров), чем новый кабель категории 8.

Следовательно, Cat 8 подходит для высокоскоростных приложений от 7 до 30 метров.

«Это действительно нацелено на край», — сказал Диринг.

Cat 8 разработан для работы со скоростью 25 и 40 Гбит / с, что заполняет пробел в отрасли. С помощью оптоволоконного кабеля отрасль поняла, что существует потребность в полосе пропускания среднего уровня.Волоконно перешло с 10–40 Гбит / с, и скачок был слишком большим для потребностей рынка в то время.

Cat 8 выходит на рынок

Пройдет 2017 год, прежде чем производители смогут поставить продукты на место с надлежащими лабораторными и полевыми испытаниями.

Количество проектов, в которых сразу будет указана категория 8, пока неизвестно. Рост может начаться медленно.

«Я не ожидаю, что кто-то вырвет их оптоволокно 10G или 40G, чтобы заменить его», — сказал Диринг. «Но если им нужно больше 10G, они будут рассматривать варианты.”

Это может быть оптоволокно со скоростью 40 Гбит / с или более дешевое медное соединение Cat 8.

«Это должно быть альтернативой волоконному и двойному осевому», — сказал он. «Категория 8 специально разработана для центров обработки данных. Вы не будете использовать его ни для чего, кроме центра обработки данных ».

В то время как RJ-45 (уже используемый для Cat 3 — Cat 7a) является разъемом для кабеля Cat 8 на данный момент, ISO также рассматривает класс 2, версию Cat 8, в которой не будут использоваться разъемы RJ-45, а вместо этого использовал бы три или четыре других вилки, которые распространены в Европе.

«TIA решила не принимать Class 2 [в настоящее время]», — сказал Деринг. «Итак, еще неизвестно, насколько будет принят Класс 2».

Производители следят за этими тенденциями и готовы быстро выпустить продукт после публикации стандарта. Leviton, например, уже разработал новый разъем, который поддерживает Cat 5e и 8.

Dearing выступил на выставке BICSI в феврале, чтобы начать ознакомление отрасли с новым стандартом. Он предупредил подрядчиков, что установка будет несколько сложнее из-за дополнительной защиты.

«Как всегда, соблюдайте ограничения стандарта для общей длины канала, сокращения допустимой длины для повышенной температуры и компромиссов между патчкордом и длиной горизонтального кабеля», — сказал Монтгомери. «Для поддержки 25G и 40G BASE-T количество разъемов ограничено двумя на канал».

Конечно, она сказала, что нужно обязательно следовать инструкциям производителя по подключению и установке разъемов.

Поскольку встроенные протоколы BASE-T уже используют RJ-45 в качестве выхода для оборудования, существует простой путь обновления, поскольку электроника постепенно улучшается с 10G BASE-T до 25G или 40G BASE-T.

Электротехнические подрядчики (ЭК), являющиеся экспертами в области кабельных систем категории 6а и ниже, могут легко применить свои знания в этой новой категории кабелей, продлевая срок службы своих навыков для следующего поколения.

Тем временем TIA все еще разрабатывает полевые испытания, а Fluke Networks работает над своими собственными инструментами, чтобы гарантировать, что компания будет готова к установке кабелей. По словам Адриана Янга, инженера по маркетингу продукции Fluke Networks, Эверетт, Вашингтон, большинство существующих приспособлений для полевых испытаний больше не будут использоваться для кабеля Cat 8.

Fluke продает вилки RJ-45, которые соответствуют требованиям Cat 8, и Янг сказал, что Fluke и другие компании, производящие испытательное оборудование, проводят комплексную проверку, чтобы убедиться, что инструменты готовы к установке Cat 8. EC должны быть уверены, что, окончив кабель, они смогут должным образом протестировать соединение и доказать, что они доставили то, что хотел конечный пользователь.

Fluke также предлагает диагностику неисправностей, чтобы определить, что происходит в случае отказа. Он предлагает подрядчику возможность посмотреть на кабель с помощью тестера и увидеть на дисплее, где может быть сбой.

Кабельный анализатор Fluke DSX-5000 выполняет измерения потерь преобразования при передаче (TCL), вводя сигнал дифференциального режима в каждый кабель витой пары и измеряя возвращаемый синфазный сигнал. Янг сказал, что это модуль, который находится в мэйнфрейме Fluke Versiv.

«Таким образом, для категории 8 это будет новый модуль, который входит в состав мэйнфрейма Versiv вместе с новыми адаптерами постоянного соединения категории 8 и адаптерами каналов», — сказал он.

По словам Янга, новый модуль, как и текущий модуль DSX-5000 CableAnalzyer, будет способен выполнять измерения TCL и равных потерь при поперечном преобразовании (ELTCTL), а также несимметрию сопротивления постоянному току (DC) в паре. и несимметрия сопротивления постоянному току между парами.

Барьеры на пути

«Несмотря на то, что мы показали прототип оборудования, все еще есть некоторые проблемы, которые необходимо решить в стандартах кабельной разводки, прежде чем продукт будет отправлен», — сказал Янг. Итак, с Cat 8 Fluke «почти готов».

То же верно и для поставщиков подключающегося оборудования.

«Каждый раз, когда мы повышаем категорию, возникает кривая обучения», — сказал он. «Не бойтесь этого, но будьте осторожны. Убедитесь, что вы понимаете, с чем работаете.”

Компания Fluke тесно сотрудничает с поставщиками кабелей, чтобы обеспечить возможность проведения полевых испытаний для установки всех новых продуктов. Тем не менее, впервые с медью передача высокоскоростных данных становится проще.

Точки беспроводного доступа станут еще одной областью для наблюдения, сказал Деринг. 802.11ac — это следующая версия коммерческих точек доступа, предлагающая пропускную способность более 1 Гбит / с. В настоящее время с новыми точками доступа будет использоваться кабель Cat 6, но по мере увеличения числа до 5 Гбит / с будет сложно получить такой объем данных через кабель, не предназначенный для этих уровней.

«Левитон пропагандирует тот факт, что если вы собираетесь тянуть кабель, вы должны тянуть 6а», — сказал Деринг, из-за его лучших тепловых характеристик для мощных точек доступа.

DSL против кабеля против оптоволокна: сравнение интернет-опций

DSL Интернет-сводка

Интернет

DSL (цифровая абонентская линия) обычно предлагает скорость загрузки в диапазоне 5–35 Мбит / с. Скорость загрузки обычно находится в диапазоне 1–10 Мбит / с.

DSL предоставляется телефонными компаниями, такими как AT&T Internet и CenturyLink, и часто поставляется вместе с услугой домашнего телефона.Это не так быстро, как кабельный или оптоволоконный Интернет. Однако часто это дешевле.

В сельской местности DSL часто является единственным вариантом проводного доступа в Интернет. (Если это применимо к вам, см. Наше руководство по использованию Интернета в сельской местности.)

• DSL обеспечивает доступ в Интернет по медным телефонным линиям
• DSL имеет 90% покрытие по всей стране
• DSL имеет большую задержку и меньшую пропускную способность, чем кабель
• Скорость DSL зависит от вашего расстояния от местного офиса поставщика.

Сводка по кабельному Интернету

Скорость загрузки по кабелю обычно находится в диапазоне 10–500 Мбит / с, а скорость передачи — 5–50 Мбит / с.Некоторые провайдеры предлагают больше в отдельных регионах, но эти диапазоны являются нормой, которую вы можете ожидать при использовании домашнего Wi-Fi.

Кабель

не так быстр, как оптоволоконный Интернет, и скорость иногда снижается в периоды «пикового использования». Это означает, что вы можете ожидать замедления на 20% +, когда все ваши соседи вернутся домой с работы и включат Netflix.

Компании, продающие кабельный Интернет, часто являются поставщиками ТВ, такими как Xfinity, Spectrum и Cox. Они предлагают недорогие «пакетные планы» для клиентов, которые подписаны на интернет-услуги TV и .Они обычны в районах с большим количеством пригородов, таких как Даллас.

• Обеспечивает доступ в Интернет по медному коаксиальному телевизионному кабелю
• 89% покрытие по стране
• Пропускная способность обычно используется соседями
• Скорость часто снижается на 20–40% по вечерам (из-за разделения полосы пропускания)
• В большинстве случаев более высокая скорость и меньшая задержка, чем у DSL

Сводка по оптоволоконному Интернету

Скорость загрузки по оптоволоконному Интернету может составлять от 250 до 1000 Мбит / с.В отличие от кабеля и DSL, провайдеры оптоволокна обычно предлагают «симметричные» услуги, что означает, что скорость загрузки такая же, как и высокая.

Оптоволоконный Интернет — относительный новичок на рынке домашнего широкополосного доступа. Волоконно предоставляется такими компаниями, как Verizon Fios и Google Fiber, которые инвестируют в прокладку дорогих высокоскоростных волоконно-оптических линий до адресов клиентов.

Хотя цена обычно немного выше, чем у кабеля или DSL, почти всегда стоит выбирать оптоволокно, если оно у вас есть.Высокая скорость позволяет легко передавать потоковое видео высокой четкости на несколько устройств по оптоволоконному соединению.

Еще одна интересная особенность оптоволоконного Интернета по сравнению с DSL или кабелем заключается в том, что он не замедляется независимо от того, как далеко вы находитесь от своего провайдера. Если оптоволокно достигнет вас, вы, скорее всего, получите что-то очень близкое к заявленной скорости, в отличие от кабеля или DSL.

Волокно все еще редко встречается в США. Даже крупные города, такие как Лос-Анджелес или Сан-Диего, часто имеют покрытие только 20–50% на уровне квартала.

• Обеспечивает доступ в Интернет по оптоволоконным кабелям
• 25% покрытие по стране
• Надежная и перспективная техника
• Скорость не зависит от расстояния от провайдера

Вот общая картина дилеммы между DSL, кабелем и оптоволокном:

Если вы чувствуете, что в вашем районе недостаточно возможностей в Интернете, вы не одиноки. Если вам пока недоступны кабельные или оптоволоконные соединения, знайте, что количество услуг расширяется с каждым годом. Кроме того, новые технологии, такие как спутники на низкой околоземной орбите следующего поколения, могут вскоре обеспечить надежную связь для сельских потребителей.Будем надеяться, что в ближайшие несколько лет высокоскоростной Интернет будет доступен почти повсеместно.

Как работают подключения к Интернету?

Как работает интернет?

Интернет сложно представить. (См. Забавные примеры людей, пытающихся нарисовать то, как это могло бы выглядеть, в The Internet Mapping Project.)

Чтобы понять, откуда берется Интернет, вы можете представить его в виде дерева. Ваш район — это веточка, а сердцевина дерева — это «хребет».”

«Магистраль Интернета сделана из оптоволоконных кабелей»

Магистраль Интернета (часть, которая передает данные между городами, странами и континентами) в основном состоит из оптоволоконных кабелей. Эти сети обширны и сложны. Главное понимать, что это в основном пучки оптоволоконных кабелей, по которым данные передаются на огромные расстояния — через континенты и под океанами между ними.

Потребительские интернет-компании — провайдеры «последней мили»

DSL, кабельные и оптоволоконные соединения имеют одну общую черту: подключение потребителей к «магистрали».По этой причине интернет-услуги, продаваемые потребителями интернет-провайдерами, называются технологиями «последней мили».

Даже при обычном коммутируемом соединении большая часть данных о поездках передается между вашим компьютером и серверами по оптоволокну в магистральной сети Интернет или оптоволоконным сетям оператора связи.

Однако эти последние пару миль между вашим домом и интернет-провайдером могут значительно замедлить работу, потому что данные переключаются на старые медные кабели.

Плюсы и минусы DSL Internet

Плюсы

• Доступный
• Широко доступный
• Выделенное соединение

Минусы

• Более низкая скорость
• Склонность к штормовому урону
• Длинные контракты

Итак, что это значит для потребителя? Что ж, у DSL-интернета есть несколько преимуществ и недостатков по сравнению с кабелем и оптоволокном.

Основным преимуществом DSL является его широкая доступность; Телефонная инфраструктура уже развернута практически повсюду, поэтому для подключения большинства людей через DSL не требуется много времени, особенно в сельской местности, где использование кабеля вряд ли возможно.

Второе преимущество заключается в том, как соединение достигает конечного пользователя: в то время как кабельные соединения, по сути, являются общими в пределах окрестностей, DSL соединяется напрямую от провайдера к потребителю.

Хотя кабель обеспечивает более высокие скорости, он может зависнуть в часы пик (например,грамм. 18-19 вечера, когда все в округе хотят транслировать Netflix, а их дети ведут трансляцию на Twitch наверху). Из-за этого DSL-соединения могут казаться более стабильными, даже если они в целом медленнее, чем кабельные.

Большим недостатком DSL является сам телефонный кабель; телефонные кабели обычно пропускают около 40 Мбит / с, в то время как кабели могут обеспечивать скорость ближе к 100 Мбит / с в идеальных условиях. (Однако совместно используемая полоса пропускания и необслуживаемая инфраструктура часто приводят к эквивалентной эффективной скорости для любой из технологий, намного меньшей, чем 40 Мбит / с).

Расстояние между офисом интернет-провайдера и жилым помещением также является фактором при использовании DSL-соединений, поскольку жилые дома, расположенные дальше от центрального офиса, обычно имеют более низкую скорость и большую задержку, чем те, которые находятся ближе к офису.

Поскольку телефонный кабель тоньше в диаметре, чем коаксиальный телевизионный или оптоволоконный кабель, через каждые пару миль требуются «повторители», чтобы не допустить ухудшения сигнала на расстоянии более 3–5 миль от офиса интернет-провайдера, где оптоволоконная «магистраль» встречается с медным «последним». миля. »

Плюсы и минусы кабельного Интернета

Плюсы

• Высокая скорость Интернета
• Доступные комплекты телеканалов
• Широко доступный

Минусы

• Ограниченная доступность в сельской местности
• Скорость медленная во время пиковой нагрузки

Cable решает некоторые проблемы, связанные с услугой DSL (низкая пропускная способность, устаревшая инфраструктура), но имеет собственный набор потенциальных точек отказа.

Самый большой недостаток кабеля — это его более высокая стоимость, в основном из-за отсутствия конкуренции между поставщиками кабельного телевидения — кабельная инфраструктура дороже, чем телефон, поэтому многие американцы имеют доступ только к одному провайдеру, если им нужен настоящий широкополосный доступ в Интернет.

Другая проблема с кабелем — разделение полосы пропускания. Поскольку полоса пропускания совместно используется в пределах одного района, зачастую скорость кабеля снижается до той же (или ниже) скорости, что и у DSL, в периоды пиковой нагрузки.

Плюсы и минусы оптоволоконного Интернета

Плюсы

• Гигабитные скорости
• Высокая скорость загрузки
• Надежный сервис

Минусы

• Цена выше
• Ограниченная доступность

С точки зрения потребителя, большое преимущество волокна заключается просто в скорости и устойчивости.Волокно по своей природе не подвержено электромагнитным помехам, как медь, что делает его более устойчивым к внешним факторам, таким как близость к другой инфраструктуре и погодным условиям.

В целом, у оптоволокна мало неисправностей, кроме стоимости и ограниченной доступности. На данный момент это наиболее продвинутая форма передачи данных (помимо квантового Интернета), которая представляет будущее доступа в Интернет в развитом мире.

Вывод: клетчатка — король, но не широко доступна

Хотя оптоволокно еще не стало легкодоступным для потребителей в том же масштабе, что и кабельное или DSL, оно уже является доминирующей интернет-инфраструктурой с точки зрения «большой картины».Он обрабатывает большую часть трафика данных за пределами «последней мили», знакомой клиентам широкополосного доступа.

Интернет — это «сеть сетей», и сочетание различных типов подключений к Интернету, вероятно, будет частью нашего общества на долгие годы.

Мы можем ожидать, что оптоволокно будет продолжать расти до такой степени, что однажды оно станет таким же доступным, как и кабельный Интернет.