Категории и выбор кабелей Ethernet

Что такое кабель Ethernet?

Кабели Ethernet (также называемые сетевыми кабелями) — это физические кабели, используемые для соединения различных устройств (например, компьютеров, маршрутизаторов, принтеров и т. д.) для передачи данных и сетевого взаимодействия через локальную сеть (LAN). Это одно из наиболее распространенных соединений в современных сетях.

Категории кабелей Ethernet

Кабели Ethernet подразделяются на несколько категорий (Category или Cat), включая Cat 1, Cat 2, Cat 3, Cat 4, Cat 5, Cat 5e, Cat 6, Cat 6a, Cat 7, Cat 7a и Cat 8 (включая Cat 8.1 и Cat 8.2). Каждая категория поддерживает различные скорости передачи и полосы пропускания для удовлетворения различных требований приложений.

– Категория 1: кабели Cat 1 были введены в 1983 году и впервые использовались в телефонных системах, состоящие из двух скрученных медных проводов со скоростью передачи 1 Мбит/с. Состоящие из двух скрученных медных проводов, со скоростью передачи 1 Мбит/с и рабочей частотой 1 МГц, Cat 1 были полностью сняты с производства из-за своей очень устаревшей производительности и больше не подходят для современных сетевых коммуникаций.

– Категория 2: кабели Cat 2 были введены в 1985 году, в первую очередь для использования в ранних сетях Token Ring, и состоят из двух пар многожильных медных проводов, поддерживающих 4 Мбит/с. Состоящий из двух пар многожильных медных проводов, он поддерживал скорость передачи 4 Мбит/с и работал на частоте 4 МГц, и хотя это был шаг вперед в то время, Cat 2 больше не используется из-за появления последующих, более производительных стандартов.

– Категория 3: кабели Cat 3 были введены в 1991 году и широко используются в 10 Мбит/с Ethernet (10BASE-T) и телефонных системах. Они состоят из трех пар многожильных медных проводов и поддерживают скорость передачи данных до 10 Мбит/с и рабочую частоту 16 МГц. Хотя когда-то они были обычным выбором, их заменили кабели Cat 5 и Cat 6, и они практически устарели.

– Категория 4: представленные в 1993 году кабели Cat 4 сначала использовали разъемы RJ45 и в основном применялись в сетях IBM Token Ring. Их конструкция состоит из четырех пар многожильных медных проводов, поддерживающих скорость передачи данных 16 Мбит/с и рабочую частоту 20 МГц. по мере увеличения скорости сети и требований к полосе пропускания кабели Cat 4 постепенно заменялись кабелями Cat 5 и более продвинутыми кабелями.

– Категория 5: кабели Cat 5 были введены в 1995 году и предназначены для поддержки 10BASE-T и 100BASE-T (Fast Ethernet). Состоящий из четырех пар многожильных медных проводов, он имеет максимальную скорость передачи 100 Мбит/с, поддерживает рабочую частоту 100 МГц и имеет максимальное расстояние передачи 100 метров. Хотя кабели Cat 5 были доминирующим выбором в то время, кабели Cat 5 были постепенно выведены из употребления, поскольку Cat 5e и Cat 6 стали более популярными.

– Категория 5e: Представленный в 2001 году кабель Cat 5e является улучшенной версией Cat 5. Он добавляет центральный пластиковый барьер для уменьшения помех сигнала (перекрестных помех) и предназначен для Gigabit Ethernet (1 Гбит/с). Он добавляет центральный пластиковый барьер для уменьшения помех сигнала (перекрестных помех) и предназначен для Gigabit Ethernet (1 Гбит/с). Cat 5e поддерживает рабочую частоту 100 МГц и по-прежнему имеет дальность передачи 100 метров. Несмотря на наличие кабелей с более высокими характеристиками, Cat 5e остается наиболее часто используемым выбором, особенно в домах и малых предприятиях, благодаря своей стабильности и доступности.

– Категория 6: Представленные в 2002 году кабели Cat 6 отличаются более высокой плотностью жил и более строгими стандартами производства для минимизации помех сигнала. Они поддерживают рабочие частоты до 250 МГц и скорость передачи данных 1 Гбит/с, с высокой скоростью 10 Гбит/с на расстоянии 37 метров. По мере роста потребностей в сетях кабели Cat 6 становятся основным направлением для корпоративных и домашних сетей.
сети.

– Категория 6a: представленные в 2008 году кабели Cat 6A предлагают улучшенные возможности экранирования с дополнительным экранированием (например, экранированием алюминиевой фольгой) для снижения помех, поддерживают скорость передачи данных 10 Гбит/с, работают на частоте 500 МГц и имеют максимальное расстояние 100 м. Кабели Cat 6A подходят для сред, где стабильность и высокая скорость имеют решающее значение, особенно на крупных предприятиях и в центрах обработки данных.

– Категория 7: представленные в 2010 году кабели Cat 7 разработаны с отдельными экранами и встроенным экраном для поддержки рабочих частот до 600 МГц, скорости передачи до 10 Гбит/с и стабильной передачи на расстояние до 100 метров. Они используют разъемы GG45 и соответствуют стандартам сертификации ISO/IEC для использования в сетях высокой плотности и средах центров обработки данных.

– Категория 7a: запущенный в 2013 году, кабель Cat 7A разработан со структурой S/FTP, каждая медная пара оснащена индивидуальным экранированием и общим экранированием оплеткой, что обеспечивает чрезвычайно сильную помехоустойчивость. Он поддерживает рабочие частоты до 1000-1200 МГц и скорость передачи 40 Гбит/с в пределах 50 метров и 100 Гбит/с в пределах 15 метров, что делает его подходящим для сценариев, требующих высокой пропускной способности, таких как центры обработки данных и передача видео высокой четкости.

– Категория 8: кабель Cat 8 является новейшим доступным стандартом Ethernet и предназначен для центров обработки данных и высокоскоростных сетей. Он поддерживает скорость передачи данных до 40 Гбит/с, полосу пропускания до 2000 МГц (2 ГГц) и максимальные расстояния до 30 м. Кабели Cat 8 обеспечивают отличную помехоустойчивость для сред, требующих чрезвычайно высоких скоростей передачи данных.
Cat 8 доступен в двух версиях:
Cat 8.1: поддерживает скорость передачи данных до 25 Гбит/с и совместим с разъемами RJ45.

Cat 8.2: поддерживает скорость 40 Гбит/с и использует усовершенствованные разъемы, такие как ARJ45, GG45 или TERA, для обеспечения улучшенного экранирования в соответствии с требованиями к передаче данных высокой плотности.

Сравнительная таблица спецификаций категорий кабелей Ethernet

Как оценить качество кабеля?

Выбор высококачественных кабелей является ключом к обеспечению производительности сети. Вот некоторые критерии для проверки:

1. Стандарты сертификации

Убедитесь, что кабель соответствует следующим сертификатам:
– Стандарты TIA/EIA: убедитесь, что кабель соответствует стандартам Института инженеров по электротехнике и электронике (TIA) и Альянса электронной промышленности (EIA), таким как TIA-568 и TIA-568-C для кабелей категорий Cat 5e, Cat 6, Cat 6a.
– Сертификация UL: гарантирует, что кабель соответствует стандартам безопасности и имеет хорошую огнестойкость.
– Сертификация RoHS: подтверждает, что кабели не содержат опасных веществ, соответствуют экологическим требованиям и не наносят вреда здоровью.
– Сертификация ISO/IEC, ETL: эти международные сертификаты гарантируют, что кабели соответствуют отраслевым и международным стандартам.

2. Материалы кабелей

Медные кабели: Медные кабели с проводниками имеют высокую пропускную способность и поддерживают более высокую пропускную способность и большие расстояния. Высококачественные кабели обычно изготавливаются из чистой меди или материалов с медным покрытием.
Алюминиевые кабели: более низкая стоимость, но плохая проводимость, качество сигнала и скорость передачи не так хороши, как у медных кабелей. Для высокоскоростной передачи и передачи на большие расстояния рекомендуются кабели из чистой меди или алюминия с медным покрытием.

3. Внешнее защитное покрытие

Внешний защитный слой кабеля влияет на прочность на растяжение, трение и стойкость к атмосферным воздействиям. Распространенные материалы:
Наружный слой из ПВХ (поливинилхлорида): устойчив к истиранию и коррозии, подходит для использования в жилых и офисных помещениях.
Внешний слой LSZH (низкодымящий, безгалогеновый): выделяет меньше вредных газов в случае пожара и подходит для общественных мест и центров обработки данных с высокими требованиями к безопасности.
Защитный слой, устойчивый к УФ-излучению: если кабели будут подвергаться воздействию внешней среды, важно выбрать внешний слой, устойчивый к УФ-излучению, чтобы предотвратить повреждение кабеля под воздействием УФ-излучения.

Как выбрать правильный кабель Ethernet

1. Требования к скорости сети

Домашние пользователи: если основное использование — доступ в Интернет, потоковая передача мультимедиа или легкие игры, то достаточно кабелей Cat 5e.
Высокая пропускная способность: если вам нужна поддержка потоковой передачи видео 4K или многопользовательских онлайн-игр, выбирайте кабели Cat 6 или Cat 6a, которые обеспечивают более высокую скорость передачи данных.
Будущие требования: если ваше устройство поддерживает скорость передачи данных свыше 10 Гбит/с, выбирайте кабели Cat 7 или Cat 8, которые подходят для центров обработки данных и мест, где высокоскоростная передача данных пользуется большим спросом.

2. Дальность передачи

Для домашних и офисных сетей кабели Cat 5e или Cat 6 обеспечивают стабильную передачу данных на расстояние более 100 метров.
Для сред с высокой пропускной способностью (например, 10 Гбит/с) рекомендуются кабели Cat 6a или Cat 7, поскольку эти два типа кабелей обеспечивают хорошую производительность передачи данных на большие расстояния.

3. Требования к экранированию

В средах с высоким уровнем электромагнитных помех экранирование имеет решающее значение. Выберите подходящий тип экранирования в зависимости от уровня помех:
UTP (неэкранированная витая пара): подходит для сред с меньшим уровнем помех, таких как дома и офисы, отличается низкой стоимостью и достаточной производительностью для повседневного использования.
STP (экранированная витая пара): подходит для сред с умеренными электромагнитными помехами, имеет дополнительный экранирующий слой, который эффективно снижает внешние помехи.
FTP (витая пара, экранированная алюминиевой фольгой): подходит для сред с высоким уровнем шума, обеспечивает более прочное экранирование алюминиевой фольгой и может эффективно противостоять внешним помехам.
S/FTP (экранированная витая пара): подходит для сред с очень сильными электромагнитными помехами, обеспечивая двойную экранирующую защиту (экранирование каждой пары и всего кабеля), самый надежный вариант защиты от помех.

Типы кабелей и схема структуры экранирования

Экранированный (STP) против неэкранированного (UTP)

STP (экранированная витая пара) по сравнению с UTP (неэкранированная витая пара) имеет дополнительный слой экранирования, эффективно снижающий электромагнитные помехи (ЭМП) и перекрестные помехи сигнала, подходит для условий с высоким уровнем помех или для проводки на большие расстояния; в то время как UTP не имеет экранирования, имеет более низкую стоимость и подходит для меньшего уровня помех при соединении на короткие расстояния, например, между компьютером и настенной проводкой.

Экранированные (STP) и неэкранированные (UTP) кабели витой пары

4. Совместимость оборудования и будущие требования

Выбирайте кабели, совместимые с вашим оборудованием. Например, если у вас есть устройства, поддерживающие 10 Гбит/с (например, высокопроизводительные маршрутизаторы или серверы), выбирайте кабели Cat 6a или Cat 7, чтобы гарантировать, что ваша сеть сможет достичь оптимальной производительности.

5. Факторы бюджета

Хотя кабели Cat 5e дешевле, если ваш бюджет позволяет, выбор кабелей Cat 6a или Cat 7 обеспечит вашей сети более длительную стабильность и масштабируемость в будущем.

Советы по установке и обслуживанию кабеля

1. Рекомендации по установке

Избегайте чрезмерного изгибания или растяжения кабеля.
Убедитесь, что кабели расположены вдали от высоковольтных кабелей или электрооборудования, чтобы предотвратить электромагнитные помехи (ЭМП).
Используйте фиксаторы или кронштейны для кабеля, чтобы избежать сжатия или повреждения кабеля.
В особых условиях (например, на открытом воздухе, во влажной среде) используйте водонепроницаемые и устойчивые к ультрафиолетовому излучению кабели.

2. Техническое обслуживание и осмотр

Регулярно проверяйте подключение кабеля и используйте тестер для проверки качества сигнала.
Убедитесь, что оба конца кабеля надежно подключены, чтобы избежать ослабления соединений, которое может привести к потере сигнала.
Если скорость сети становится медленной или нестабильной, проверьте, не поврежден ли и не изношен ли кабель.

3. Чистка и обслуживание

Регулярно очищайте порт кабеля, чтобы пыль не мешала передаче сигнала.
Проверьте, не потрескался ли или не изношен ли внешний защитный слой кабеля. Если это так, немедленно замените его.

Общие кабельные аксессуары

– удлинитель кабеля Ethernet: увеличивает дальность передачи данных по кабелю.
– разветвитель кабеля Ethernet: разделяет кабель на несколько выходных портов, подходит для сред с низкой пропускной способностью.
– Адаптер кабеля Ethernet: решает проблемы совместимости между различными интерфейсами, такими как интерфейс RJ45 - USB.