Что такое utp и ftp
В чем отличие UTP кабеля от FTP
Витая пара предназначенная для создания локальных сетей, подключения устройств охранной системы, телефонии и камер видеонаблюдения. Технические характеристики кабеля зависят от проводника и количества жил, а защита от внешнего и внутреннего воздействия – от свойств используемой производителем оболочки. Качество сигнала определяет надежность и стабильность созданной инфраструктуры. Работающие электроприборы, близкое прилегание силовых линий и другие факторы могут стать причиной возникновения помех и нарушить функционирование системы. Помимо этого сами проводники создают вокруг себя электромагнитные поля, мешая прилегающим жилам.
Технология скручивания проводников по типу витой пары во многом решает проблему внутренних помех кабеля, что обеспечивают принципы транспозиции.
Для предотвращения внешнего воздействия разработчики кабельного оборудования используют экраны – дополнительную внутреннюю прослойку. Экранированный кабель имеет обозначение FTP, а изделия без дополнительной защиты помечаются как UTP. Существуют другие разновидности витой пары, но в прокладке коммуникационных линий их используют редко. Какие у FTP и UTP кабеля отличия – об этом далее.
Особенности FTP кабеля
Экран изготавливают из фольги, материалом для которой служит алюминий или медь. Экранирующая оболочка повышает степень защиты канала от внешних помех. Это необходимо в случаях укладки линии вблизи электроприборов, бытовой техники и других видов оборудования. Общая фольгированная оболочка без изоляции каждой пары проводников отдельно обозначается как F/UTP.
FTP – это аббревиатура, в которой «F» означает «Foiled» или фольгированный, а «TP» – это «Twisted Pair», что переводится как «витая пара». Это усовершенствованная конструкция линии передачи, популярная в быту и профессиональной деятельности. Незащищенная витая пара, или UTP, не комплектуется дренажным проводником. Это специальный канал для снятия помех, который также является страхующим средством экранирования на случай разрыва основного контура. Чтобы обеспечить надежную защиту от влияния внешних электромагнитных полей, необходимо грамотно выполнить заземление, иначе экран не сможет выполнять возложенные на него функции. Дренажный проводник изготавливают из мягкой луженой меди.
 FTP OUTDOOR | FTP INDOOR | FTP CU STEEL ROPE | |
|---|---|---|---|
| Категория | Кабели | Кабели | Кабели |
| Производитель | Skynet | Skynet | Skynet |
| Цена | 17 руб. | 17 руб. | 25 руб. |
| Экранирование | FTP | FTP | FTP |
| Вид прокладки | Наружная | Внутренняя | Наружная |
Еще одна проблема экранированных кабелей – уязвимость к низкочастотным шумам, что делает невозможной передачу сигнала вблизи мощных электродвигателей и индукционных элементов.
Фольга не обладает стойкостью к химическому и физическому воздействию. Выбирая кабель, нужно учитывать условия эксплуатации – это продлит срок службы изделия и повысит ее надежность.
Производители предлагают свои решения, выпуская продукцию для внешней или внутренней прокладки. При большой протяженности уличной линии целостность защитной оболочки, фольги или проводников может быть нарушена под воздействием собственного веса, порывов ветра или образованием наледи.
В кабеле FTP OUTDOOR 4X2X0,50 CU STEEL ROPE эта проблема решена использованием стального троса с диаметром 1,5 мм.
Преимущества
Недостатки
Особенности UTP кабеля
В аббревиатуре UTP символ «U» – это сокращение от «Unshielded», что дословно означает «незащищенный» или «неэкранированный». Может показаться, что отсутствие дополнительной защиты от помех является недостатком, но на деле это дает другие преимущества. Такой кабель проще укладывать непрофессионалу, ведь вопрос с заземлением линии отпадает.
Затухание сигнала в UTP кабеле выражено слабее, что позволяет увеличить дальность передачи по линии.
Отсутствие защиты от помех – не проблема, когда вблизи с проложенной линией нет мощных электромагнитных полей. Без фольгированного экрана повышается устойчивость проводника к низким шумам, что позволяет прокладывать линии связи на производственных объектах. Упрощение монтажа обеспечивается повышенной гибкостью по сравнению с витой парой FTP. Это преимущество сокращает объем работ, позволяя обойти препятствие вместо прокладывания линии насквозь.
| UTP INDOOR (100м) | UTP INDOOR CU | UTP OUTDOOR | UTP INDOOR CU LSZH | |
|---|---|---|---|---|
| Категория | Кабели | Кабели | Кабели | Кабели |
| Производитель | Skynet | Skynet | Skynet | Skynet |
| Цена | 14 руб. | 16 руб. | 16 руб. | 18 руб. |
| Экранирование | UTP | UTP | UTP | UTP |
| Вид прокладки | Внутренняя | Внутренняя | Наружная | Внутренняя |
К открытой проводке внутри помещения предъявляются особые требования пожаробезопасности: внешняя оболочка не должна выделять вредных веществ и поддерживать горение. Это условие реализовано в кабеле SkyNet UTP INDOOR 4X2X0,50 CU LSZH, где «LS» означает малодымность, а «ZH» – отсутствие галогенов.
Как выбрать витую пару
Что такое витая пара.
В этом гайде рассматриваются витопарные кабеля, предназначенные для передачи цифровой информации в сетях Ethernet. Существует множество кабелей иного назначения, содержащих витые пары – к ним информация из этого гайда может быть неприменима.
В данном гайде под витой парой подразумевается кабель связи, содержащий две или четыре пары изолированных проводников, скрученных между собой. Каждая пара предназначена для передачи одного сигнала: либо передаваемых данных, либо принимаемых.
При этом по одному из проводников пары сигнал передается в противофазе к другому – это позволяет избавиться от большинства электромагнитных помех: приемник, получив два сигнала по паре проводов, вычитает один сигнал из другого. При этом полезный сигнал (т.к. он идет в противофазе) усиливается, а помеха (идущая по обеим проводам в одной фазе) устраняется. Каждая пара проводов маркирована одним цветом, при этом один из проводов пары маркируется сплошным цветом, а второй – тем же цветом, но прерывисто или полосой.
С той же целью (защиты от помех) производится и скручивание пар – это обеспечивает одинаковое воздействие помехи на оба провода независимо от направления на её источник.
Применяется витая пара для прокладки аналоговых или цифровых телефонных сетей и для прокладки локальных вычислительных сетей, использующих, в основном, протокол Ethernet.
Характеристики витой пары.
Категория.
Как правило, категория кабеля обозначена в маркировке, нанесенной на оболочку кабеля через равные промежутки.
Категории 1, 2, 4 в данный момент практически не встречаются, 4-х парный кабель категории 3 изредка используется для прокладки телефонных линий. Категория 5 от 5е отличается крайне незначительно, поэтому найти в продаже кабель именно категории 5 практически невозможно. С 2000 года, после утверждения категории 5е, все производители, практически ничего не меняя в кабеле, начали наносить на него маркировку именно 5е. Эта категория и остается наиболее популярной по сегодняшний день.
Категория 5е подразумевает 4-х или 2-х парный кабель, который может быть использован в сетях 10BASE-T Ethernet, 100BASE-TХ Fast Ethernet (10 и 100 Мбит/с соответственно). 4-х парный кабель может применяться для прокладки сетей 1000BASE-T Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с). Максимальная длина кабеля без усилителей сигнала составляет 100м.
Кабель категории 6 содержит 4 пары проводников и может использоваться в сетях 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet (10 Гбит/с). При использовании в сетях со скоростью до 1000 Мбит/с максимальная длина кабеля этой категории – те же 100 м, при использовании в сетях со скоростью 10 Гбит/с – 55 м.
Категории 6а, 7 и 7а подразумевают экранированные кабеля для сетей со скоростью до 10 Гбит/с и протяженностью отдельной линии до 100 м. Использование экранированных кабелей накладывает определенные требования как к оборудованию, так и к условиям прокладки кабеля (наличие качественного заземления), что часто делает более привлекательным прокладку оптоволоконного кабеля. Удешевление же оптоволоконного оборудования и упрощение технологий прокладки оптоволоконного кабеля могут в скором будущем сделать вообще бессмысленным дальнейшее развитие витопарных кабелей.
При выборе категории кабеля следует иметь в виду, что она говорит только о качестве изготовления кабеля. Часто встречающееся в сети утверждение, что «кабель категории 5е работает на частоте 125 мГц, а категории 6 – на частоте 250 мГц» некорректно. Кабель работает на той частоте, на которой работает сетевое оборудование. Замена в сети 100BASE-TX кабеля категории 5е на кабель категории 6 не позволит перейти на 1 Гбит/с без замены сетевого оборудования (роутеров, свитчей, сетевых карт). Более того, если старый кабель 5е был качественным, замена его на Cat 6 нисколько не улучшит ни качество связи, ни её скорость.
И наоборот, на небольших расстояниях (до 10 м) в сетях 10GBASE-T можно использовать качественный 4-х парный кабель категории 5e – на качество и скорость связи это не повлияет.
Число пар.
Большинство кабелей содержит 4 пары проводов. Но в сетях 10BASE-T и 100BASE-TХ используется только 2 пары, поэтому большое распространение получил кабель категории 5е с двумя парами проводников – он легче, тоньше и дешевле 4-х парного. Но для сети со скоростью 10 Гбит/с он уже не годится.
4-х парные кабеля категории 5е иногда применяются для скрытой прокладки. При этом «лишние» две пары остаются в резерве и могут быть использованы в случае повреждения основных пар. Кроме того, существует сетевое оборудование, использующее «свободные» пары, например, для передачи аудиосигнала или служебной информации – в таких сетях тоже может быть использован 4-х парный кабель категории 5е.
Для частных ЛВС в квартире или частном доме можно порекомендовать скрытую прокладку провести 4-х парным кабелем категории 6, даже если предполагается устройство сети со скоростью 100 Мбит/с (вполне достаточной сегодня для большинства личных нужд). Это даст резерв для перехода на более быстрые сети без перепрокладки кабеля. А открытые участки и патч-корды можно сделать из кабеля, который наиболее оптимальным образом подходит для текущей сети. Для сетей со скоростью до 100 Мбит/с это будет 2-х парный кабель категории 5е, для скорости 1 Гбит/с – 4-парный 5е.
Тип витой пары чаще всего говорит о наличии/отсутствии экранирования и виде экрана.
Самым распространенным типом является UTP(Unshielded Twisted Pair – «неэкранированная витая пара»). Как следует из маркировки, экранирование на этом кабеле отсутствует. Часто можно услышать мнение, что кабель UTP не защищен от помех. Это не так. В кабелях UTP используется балансная защита от помех, достаточно эффективная в большинстве случаев.
FTP(Foiled Twisted Pair – «фольгированная витая пара») имеет общий экран из фольги, защищающий провода от мощных электромагнитных помех.
SFTP(Screened Foiled Twisted Pair – «экранированная фольгированная витая пара») поверх экрана из фольги имеет также сетчатый проволочный экран. Сетчатый экран усиливает экранирование кабеля и защищает тонкую фольгу внутреннего экрана от повреждений.
В то же время, простая прокладка кабеля FTP или SFTР вместо неэкранированного не решит проблемы с действительно серьезными помехами – для эффективной работы кабеля, оба его конца должны быть заземлены, как и использующееся сетевое оборудование. Кроме того, заземление должно быть качественным, что, например, в условиях многоквартирного дома может быть неосуществимо. Длинный тонкий провод заземления может сам работать как антенна, ловя дополнительные помехи. А если заземляющая шина (или провод PE в розетках) к земле фактически не подсоединен (что порой встречается), то заземленный на эту шину экран образует вместе с ней замкнутый контур, обеспечивающий прекрасный прием всех помех в округе.
Во-вторых, экран образует приличного номинала емкость, приложенную к рабочим проводам и глушащую (демпфирующую) сигнал – затухание амплитуды сигнала на экранированных проводах выражено сильнее.
В-третьих, разделка и обжимка экранированных проводов сложнее, чем для обычного неэкранированного кабеля. Нарушение же контакта между экраном и щечками разъема для экранированного кабеля нарушит заземление экрана и превратит его в антенну для ловли помех.
В-четвертых, повреждение экрана, приводящее к разрыву контакта (особенно легко возникающее на фольгированном кабеле при чрезмерном изгибе) также сведет на ноль защиту кабеля.
С учетом вышеизложенного, в условиях жилого помещения использование экранированных кабелей представляется неоправданным.
В качестве материала проводника используется либо медь, либо омедненный алюминий, изредка омедненная сталь. Омедненный алюминий обеспечивает худшие условия передачи сигнала, чем чистая медь, зато он намного дешевле. В то же время при выборе кабеля следует рассматривать информацию о материале жил, как дополнительную к его категории. Материал жил может иметь решающее значение, например, при длине линии, немного превышающей стандарт. В этом случае использование кабелей с медными жилами с большей вероятностью позволит установить связь. В нормальных же условиях эксплуатации все кабеля одной категории должны обеспечивать одинаковые условия связи независимо от материала жил.
Проводники в кабеле могут быть многожильные и одножильные. На качество связи это особого влияния не оказывает, выбирать жильность проводников следует из условий прокладки кабеля и его эксплуатации. Многожильные проводники более устойчивы к частыми изгибам, поэтому из таких кабелей можно делать патч-корды для ноутбуков или использовать их в линиях, которые периодически приходится перемещать с места на место.
Обычный кабель витой пары имеет ПВХ-оболочку (обычно серого, иногда синего или белого цвета), разрушающуюся под действием УФ-излучения и «дубеющую» на морозе. Поэтому для прокладки вне помещения следует использовать кабель со специальной полиэтиленовой оболочкой. Чаще всего она имеет черный цвет. Если предполагается часть линии прокладывать по воздуху, в кабеле должен быть несущий трос.
Варианты выбора.
Для прокладки домовой или квартирной сети скоростью до 100 Мбит/с по минимальной цене можно использовать 2-х парный неэкранированный кабель категории 5е. Он стоит от 500 до 1200 рублей за 100м.
Для прокладки домовой или квартирной высокоскоростной сети (или сети с запасом для развития) следует использовать кабель категории 6. Такой стоит от 1300 до 3300 рублей за 100 м.
Если требуется кабель для прокладки линии связи в условиях сильных помех от производственного оборудования, обратите внимание на экранированные кабеля и озаботьтесь наличием качественного заземления в местах прокладки кабеля и установки сетевого оборудования. Экранированный кабель будет стоить от 1300 до 3500 рублей за 100 м.
Для прокладки линии связи ЛВС на открытом воздухе потребуется соответствующий кабель по цене 1500-3500 рублей за 100 м.
Если же кабель еще предполагается натягивать между опорами, то следует обратить внимание на наличие несущего троса. Стоит такой будет 2800-3500 рублей за 100 м.
Выбор кабеля типа витая пара: UTP или FTP?
Выбор кабеля типа витая пара: UTP или FTP?
Содержание:
«Экранированный или не экранированный? Вот в чем вопрос!» (Принц Гамлет Датский перед построением кабельной сети в замке Эльсинор)
Кабели типа витая пара
Кабели типа витая пара (TP, Twisted Pair) в настоящее время очень популярны. Они используются не только для построения локальных компьютерных сетей, но и для сетей абонентского доступа на базе Ethernet (например FTTB), в системах сигнализации, видеонаблюдения и других применениях.
Конструктивно такой кабель состоит из изолированных медных или биметаллических жил, скрученных в отдельные пары (обычно 2 или 4). Все пары, скручиваются между собой, формируя кабельный сердечник, на который накладывается защитная пластиковая оболочка. Под оболочкой может находиться металлический экран, защищающий кабель от внешних электромагнитных влияний (помех). Чаще всего в качестве экрана используется лента из алюминиевой фольги, наложенная на сердечник. В некоторых конструкциях экраны могут накладываться на отдельные пары внутри кабеля для защиты от взаимных влияний между цепями передачи.
По наличию внешних экранов кабели делятся на несколько типов:
Рис. 1. Конструкции неэкранированных и экранированных кабелей типа витая пара
Давайте посмотрим, насколько полезен экран, когда и от чего он защищает. Есть ли смысл использовать кабели FTP, и в каких случаях.
Механизм наводок и помех
Источниками внешних э/м влияний, способными ухудшить качество передачи сигналов по витой паре, могут выступать молнии, электродвигатели, линии высокого напряжения, силовые кабели, и даже другие кабели типа витая пара проложенные параллельно.
Э/м поле источника наводит в парах напряжения и токи (см.Рис.2). Если проводники и пары имеют идеально одинаковые конструкции, то в цепях синфазные токи помех (Iпом) компенсируются на приеме и не влияют на соотношение сигнал/шум. В реальных кабелях геометрия витой пары всегда немного нарушена по технологическим причинам. Поэтому на приеме возникает разностное напряжение помех (Uпр).
Рис. 2. Сбалансированная (а) и несбалансированная (б) витая пара.
Степень электромагнитного влияния на кабель зависит от мощности источника, расстояния и частоты излучения. Например, молния – мощнейший источник эл разрядов, но основная частота наводок до 10 кГц вызовет скорее шумы в телефонном канале, чем при передачи данных. Хотя амплитуда наводок может быть очень большой и это может привести к выгоранию портов активного оборудования.
Значительное влияние на витую пару могут оказывать соседние кабели (и силовые кабели и информационные), положенные в одном лотке канале, кабель росте. Расстояние между такими кабелями минимально, а длина участка взаимодействия может быть достаточно большой – десятки метров. Величина влияний будет существенной при большой мощности потока (силовые) ил высокой частоте (информационные).
Источником помех могут выступать не только внешние источники, но и другие пары в том же кабеле – так называемые «переходные помехи». Особенно это сказывается при передаче сигналов в высокочастотном спектре (свыше 200 МГц), т.е. в кабелях категорий 6, 6а, 7 и более высоких.
Кроме защиты от внешних электромагнитных воздействий существует проблема излучения кабеля при передаче сигнала. Неэкранированный кабель выступает своеобразной антенной, излучение с которой увеличивается с ростом частоты. Таким образом, предаваемая информация может быть снята дистанционно с помощью специального оборудования.
Конструкции экранов
Наличие экрана позволяет как защитить сердечник кабеля от электромагнитных влияний, так и избежать нежелательного излучения при передаче сигнала. Чаще применяют экран из алюминиевой фольги: недорогой, легкий, тонкий, хорошо отражающий э/м волны. Такой экран хорошо защищает пары в широком диапазоне частот – от единиц до сотен МГц. Экранирование кабеля позволяет уменьшить мощность наводимых в проводниках помех на 13-15 дБ. Принцип работы экрана заключается в том, что электромагнитная волна частично отражается от границы сред диэлектрика и металла, а частично проходит в толщу экрана, затухая в нем. Отражение работает более эффективно, поэтому толщина экрана не играет существенной роли в процессе.
Рис.3. Механизм работы электромагнитного экрана
На практике в качестве экрана используют ламинированную фольгу, т.е. на одну сторону наносят тонкую полиэтиленовую пленку. Это добавляет ленте механической прочности, а при сборке кабеля пластиковый слой экрана лучше крепится к внешней оболочке. Под экраном размещается медный, а лучше луженый медный, проводник (обычно 0,4 мм) для отвода токов помех в систему заземления. В случае нарушения целостности фольги проводник также обеспечивает соединение отдельных частей экрана между собой.
Экраны из оплетки применяется не часто. Он более эффективен для экранирования в нижней части спектр Ethernet (до 20-30 МГц).
Максимальный эффект экранирования достигается в том случае, если не только кабель, но и все устройства от точки передачи до точки приема заэкранированы, а их экраны заземлены. Поэтому при построении экранированной кабельной системы кабель FTP должен оконечиваться экранированными коннекторами, соединяться с экранированными модулями в розетке и кроссе.
Рис.4. Заземление в экранированной локальной кабельной системе
Возможно также заземление непосредственно кабеля FTP за медную проволоку. В этом есть смысл, так как защищается наиболее длинный сегмент цепи. Но в целом эффективность экранирования линии передачи снижается.
Отдельный вопрос – совместная прокладка силовых и информационных кабелей. Понятно, что помехи частотой 50 Гц не окажут существенного влияния на передачу в спектре 1-100 МГц, но большая мощность наводок может быть неприятна для подключаемого активного оборудования. На этот счет есть много разнообразных требований стандартов, учитывающих наличие экрана в силовых кабелях и витой паре, напряжения питания, длин параллельной прокладки и т.п. Требования украинского ПУЭ (п.2.1.85) достаточно прагматичны:
1) если силовой кабель и UTP походят параллельно менее 35 м, то разнесение не обязательно;
2) на длинных участках сближения между кабелями должен быть разнос по крайне мере 50 мм, а в стесненных условиях следует использовать металлическую перегородку.
При прокладка экранированного кабеля FTP или SFTP в одном канале с силовым кабелем 220 В требуется только разделение диэлектрической перегородкой, не забывая про обязательное заземление экрана.
На чем можно сэкономить?
В реальных конструкциях витой пары используются экраны из медной и алюминиевой фольги. Поскольку проводимость меди выше, то и эффективность экрана можно ожидать выше. Однако разницу можно определить только при точных лабораторных измерениях.
На практике встречаются даже кабели FTP, в которых роль экрана выполняет фторопластовая лента, покрашенная серебристой краской! Понятно, что эффективность такого экрана равна нулю. Тем не менее находятся люди, осознанно покупающие такую «экономичную модель».
Сейчас много пишут о том, что при передаче сигналов 10G Ethernet, 40G Ethernet по кабелям категории 6а, 7, 7а традиционное экранирование от межкабельных помех становится менее эффективным. Если заземлять кабельную линию только по концам, то за счет большей частоты и меньшей длины волны протекающая по экрану помеха успевает переизлучиться внутрь кабеля. Поэтому следует заземлять экран буквально каждые 20-30 м. Это требование обосновано, но не практично, особенно для кабелей, прокладываемых во внутренних каналах, коробах, пленум-пространствах. Возможно проще несколько разнести параллельно прокладываемые кабели. Это также даст эффект, поскольку мощность наводимых ВЧ помех сильно уменьшается с расстоянием.
Применение экранов. Выводы
Несмотря на некоторые сложности в процессе инсталляции и дополнительные затраты, экранированные кабельные системы по-прежнему применяются достаточно активно. По оценкам некоторых изданий в европейских странах экранированные системы на витой паре составляют 35-40% от общего числа инсталляций. В Украине часть таких систем оценивают в 20-25%.
Обосновывая свой выбор кабельной системы рекомендует учесть следующие выводы и рекомендации.