Провод ethernet пропускная способность

Типы проводов WAN

Различают два типа витых пар — неэкранированная (UTP) и экранированная (STP). UTP выполнена из медных проводов с цветовой кодировкой, но не содержит оплетки в качестве изолятора для защиты от помех. Проволочные пары в каждом кабеле имеют различное количество скручиваний на метр. Существуют разные категории UTP.

STP выполнена из пар медных проводов, которые скручены вместе. Пары покрыты фольгой или плетеной сеткой, а также внешней оболочкой из ПВХ. Эта фольга или сетка предотвращает проникновение электромагнитных помех и устраняет перекрестные помехи.

Экран должен быть заземлен, чтобы фольга или плетеная сетка не становились магнитом для электричества. Скручивание проводов уменьшает влияние шума или внешних помех. Количество витков на единицу длины будет определять качество кабеля, а больше поворотов означает лучшее качество.

STP менее чувствительна к шуму по сравнению с UTP и поэтому уменьшает перекрестные помехи. Недостатки STP — он обязан быть правильно заземлен и дороже, чем UTP.

Преимущества витой пары:

1. Используется для передачи, как аналоговых. так и цифровых данных.
2. Относительно легко реализуется .
3. Самый дешевый способ передачи на короткие расстояния.
4. Если часть кабеля повреждена, это не влияет на всю сеть.

Недостатки витой пары:

1. Предлагает плохую помехоустойчивость, в результате искажение сигнала больше.
2. Затухание очень высокое.
3. Поддерживает более низкую пропускную способность по сравнению с другими средами.
4. Обеспечивает скорость 10 Мбит/с до 100 м.
5. Обеспечивает очень плохую безопасность и относительно прост в использовании.
6. Будучи тонкими по размеру, они могут быть легко повреждены.

MAC адрес

На уровне MAC, который обеспечивает доступ к среде и передаче кадра, для идентификации сетевых интерфейсов узлов сети используются регламентированные стандартом уникальные 6-байтовые адреса, называемые MAC-адресами. Обычно MAC-адрес записывается в виде шести пар шестнадцатеричных цифр, разделенных тире или двоеточиями, например 00-29-5E-3C-5B-88. Каждый сетевой адаптер имеет MAC-адрес.

Структура MAC-адреса Ethernet

• первый бит MAC-адреса получателя называется битом I/G (individual/group или широковещательным). В адресе источника он называется индикатором маршрута от источника (Source Route Indicator);
• второй бит определяет способ назначения адреса;
• три старших байта адреса называются защитным адресом (Burned In Address, BIA) или уникальным идентификатором организации (Organizationally UniqueIdentifier, OUI);
• за уникальность младших трех байт адреса отвечает сам производитель.

Некоторые сетевые программы, в частности wireshark, могут сразу отображать вместо кода производителя – название фирмы производителя данной сетевой карты.

Неэкранированная схема UTP

UTP обозначает неэкранированный кабель. Он представляет собой медный кабель на 100 Ом, который состоит из 2-1800 неэкранированных витых пар, окруженных внешней оболочкой. У них нет металлического щита. Это делает кабель небольшим диаметром, но не защищенным от электрических помех. Твист помогает улучшить его устойчивость к электрическим помехам и электромагнитным помехам.

Для горизонтальных кабелей количество пар обычно составляет 4 пары. Для магистральных кабелей число пар, как правило, будет с приращением 25, поскольку многопарные UTP-кабели собраны в связующую группу из 25 пар. Медный проводник как горизонтальных, так и магистральных UTP-кабелей имеет 22 AWG или 24 AWG. 24 AWG — это самый распространенный размер, но в кабелях более высокой производительности, таких как UTP категории 6, используются медные провода 23 AWG.

Категории кабеля

В маркировках кабель для интернета подразделяется на категории с нумерацией 5-7, отражающей характеристики метода изготовления (шаг скручивания, вид разделительного материала, диаметр жилы).

CAT5 содержит 4 пары; пропускающие характеристики при активизации 2 пар достигают 100 Мбит/сек; полоса проводимости достигает 100 МГц. Продукция пятой категории предназначена для подсоединения компьютерных линий.

CAT5e — объединяет 4 пары. Подключение 2 пар позволяет достичь 100 Мбит/с; при использовании 4 пар скорость увеличивается до 1000 Мбит/с. По техническим параметрам изделия превышают характеристики кабеля CAT5. Прокладывать сети можно для передачи данных на больших расстояниях.

В проводах категории CAT6 содержится 4 пары жил, при подключении которых скорость перевода сведений составляет 10 Гбит/с на территорию, ограниченную 50 м. Пропускная полоса — 250 МГц. Типы изделий оптимальны для проведения сложных сетевых компьютерных соединений.

В категории кабеля CAT6a содержатся 4 пары. Скоростные характеристики сетей составляют 10 Гбит/с, протяженность линий — 100 м, пропускающая полоса — 500 МГц. Усовершенствованная продукция снабжается общим экраном либо защитой для каждой витой пары. Изделия долговечны, предназначены для проведения сетевых соединений в жилых и общественных зданиях.

Продукция категории CAT7 имеет 4 пары проводов. Соединение скоростное, с высокоскоростным широкополосным интернетом (10 Гбит/с); пропускающая способность составляет 700 МГц. Кабель 7 категории снабжен внешним экраном и дополнительными защитными элементами.

Смотрите это видео на YouTube

Причины падения скорости LAN

Прежде чем пытаться увеличить пропускную способность, необходимо понять причины того, почему она могла снизиться. Причин может быть несколько:

• чрезмерная перегрузка устаревшего сетевого оборудования, или повреждение одного из узлов на аппаратном или программном уровне;
• человеческий фактор, который заключается в том, что пользователи намеренно или непреднамеренно загружают сеть, запуская одновременно множество программ, требующих онлайн режима;
• целостность кабелей и коннекторов, наличие «скруток», муфт, сплиттеров и других внешних механических устройств;
• конфигурация программного обеспечения.

Для замедления ЛВС достаточно возникновения хотя бы одной причины, чтобы появились лаги и работать стало бы не комфортно.

Коаксиальный провод

Самый первый кабель, созданный для подключения интернета. Запатентован в 1880 году, используется для передачи высокочастотных сигналов. В современности редко применяется, но совсем исключить его невозможно.

Устройство выглядит следующим образом:

• Состоит он из центрального проводника.
• Окружает проводник изоляция из плотного слоя.
• Далее идёт медная или алюминиевая оплётка.
• Снаружи покрывает резиновый изолирующий слой в несколько миллиметров.

Делится на два типа: толстый и тонкий. Каждая разновидность используется в зависимости от среды применения. Специфика такого провода – повышенная гибкость и быстрота затухания сигнала. Поэтому скорость передачи не рассчитана на большие расстояния, в максимуме достигает 10 мбит/с.

Сейчас коаксиальный тип не используется для интернета из-за слишком маленькой скорости. Единственная сфера применения – кабельное телевидение. Однако оно также постепенно пропадает, так как современные роутеры позволяют устанавливать беспроводное телевидение.

Виды разъёмов интернет-кабелей для коаксиального провода представляет большую коллекцию, состоящую из:

• BNC-коннектора, устанавливаемый на концах провода, чтобы подключиться к другим коннекторам.
• BNC T-образной формы. Это тройник, чтобы подключить устройство к магистрали. Содержит три разъёма, один из которых необходим для сетевой карты.
• BNC бареллового типа необходим, если связь между магистралями разорвана или необходимо увеличить длину.
• BNC терминатор. Это заглушка, блокирующая распространение сигнала. Требуется два заземлённых терминатора, чтобы сеть функционировала нормально.

Виды витой пары в зависимости от категории и строения кабеля

Аббревиатура UTP расшифровывается как unfoiled twisted pair – неэкранированная витая пара (eng.). FTP (foiled twisted pair) – фольгированная. STP (shielded unfoiled twisted pair) – защищенная неэкранированная. S/FTP или SFTP (shielded foiled twisted pair) – защищенная экранированная.

UTP, 3 категории

Данный вид «витой пары», в основном используется для передачи аналогового сигнала в телефонии, однако случается, что он используется для передачи цифровой информации в компьютерных сетях на небольшие расстояния с относительно небольшой скоростью передачи. Если на «витой паре» присутствует маркировка «26 AWG» – перед Вами UTP cat.3. 26 AWG означает, что кабель имеет жилы диаметром от 0,4 до 0,475 мм. Существует многопарный вариант категории 3, который широко используется в телефонии. Аналогом многопарного FTP cat.3 служит отечественный магистральный телефонный кабель ТППэп (отличие – ТППэп используемый для внешней прокладки на открытом воздухе и имеет помехозащищающий экран). Также существует такой кабель, который удовлетворяет всем требованиям категории 5е — ТППэп-ндг с сечением жил 0,5 квадратных миллиметров.

UTP 5 и 5е категории, для внутренней прокладки

Cамый распространенный вид «витой пары». Он имеет медные или омедненные одножильные или многожильные проводники, толщиной от 0,48 до 0,52 мм (24 AWG). Изоляция, а также внешняя оболочка сделана из ПВХ пластиката. UTP cat.5 может иметь 2, 4, 10 … 300 пар проводников. Этот кабель может использоваться для подключения групп абонентов (жилой дом, бизнес-центр). UTP cat.5e — «особая» 5-я модель имеет 4 пары обязательно медных проводников – именно он получил наиболее широкое распространение среди провайдеров сети Интернет. При использовании изделий 5e и соблюдении особых условий инсталляции кабеля и оборудования, провайдеры добиваются подключения абонента на скорости передачи данных 100 и больше Мбит/сек. Для менее требовательных абонентов (подключение на скорости 5-10 Мбит/сек, например) провайдеры могут использовать более экономичный вариант UTP 5-й категории 2 пары с медными или омедненными проводниками, а также 4-парный с омедненными алюминиевыми жилами. Для подключения абонента на скорости 2 Мбит/сек достаточно использовать вариант 3-й категории. Двухпарный и четырехпарный cat.5, cat.5e выпускается в бухтах по 305 м, однако встречается двухпарный UTP в 500 метровых бухтах. Многопарный поставляется на катушках.

Кабель UTP, 5 и 5е категории, для внешней прокладки (outdoor)

Cоответственно применяется на открытом воздухе. Он имеет особую внешнюю оболочку из полиэтилена, устойчивую к низким температурам, обледенению, а также к прямому воздействию солнечных лучей. Вариант категории 5 и 5е outdoor имеет чёрный цвет внешней оболочки. За счет повышенной выносливости менее гибок, чем вариант для внутренней прокладки.

КССВПВ, 5 категории

представляет отечественную «витую пару». Также бывает 2, 4 пары, многопарный КССВПВ. Токоведущие жилы в КССВПВ производятся из меди по максимальным допускам 24 AWG – 0,52 мм.

Кабель FTP, 5 и 5е, для внутренней прокладки

данный тип имеет экран из фольги, который защищает передаваемый сигнал от внешнего электромагнитного воздействия. FTP cat.5 может иметь омедненные алюминиевые жилы, изоляцию и оболочку из ПВХ пластиката. FTP cat.5e имеет обязательно медные жилы. Обе конфигурации выпускаются в бухтах по 305 метров. FTP может быть двух и четырехпарный, не подходит для передачи аналогового сигнала в видеонаблюдении, так как защитный экран может создать помеху для аналогового сигнала.

FTP 5 и 5е категории, для внешней прокладки

данная модификация имеет внешнюю оболочку из светостабилизированного полиэтилена, что позволяет прокладывать его на открытом воздухе, с возможным прямым воздействием солнечных лучей. FTP cat.5, cat.5e outdoor не рекомендуется подвешивать с большими пролётами без дополнительного троса, так как провод может подвергнуться значительным растягивающим усилиям за счет собственного веса или дополнительного обледенения в зимний период.

Кабель S/UTP (STP) категории 5е

вариант защищенной неэкранированной витой пары. STP имеет 4 пары медных проводников, изоляцию и оболочку из ПВХ пластиката, а также индивидуальные экраны из фольги. Экраны в STP защищают сигнал от возможных внешних электромагнитных помех.

10-гигабитный Ethernet

Стремительный рост внутрисетевого и интернет-трафика стал результатом целого ряда факторов:

• Рост количества сетевых подключений.
• Рост скорости соединения каждой рабочей станции (например, пользователи с подключением 10 Мбит/с стали переходить на 100 Мбит/с, а те, кто пользовался аналоговыми модемами 56K стали переходить на DSL или кабельные модемы).
• Распространение приложений, требующих большой пропуск­ной способности сети, например, высококачественного видео- контента.
• Рост трафика по интернет-хостингу и хостингу приложений.

Изначально 10-гигабитный Ethernet использовался на высокоско­ростных локальных магистральных линиях, соединяющих мощные коммутаторы. По мере повышения требований к пропускной спо­собности, 10-гигабитный Ethernet стали применять и в других сегментах сети, включая серверные фермы, опорные и локальные сети. Эта технология позволяет интернет-провайдерам и поставщикам ус­луг сетевого доступа обеспечивать высокую скорость связи при ми­нимальных издержках между коммутаторами операторского класса и маршрутизаторами.

Данная технология также позволяет строить сети MAN и WAN, сое­диняющие географически удаленные друг от друга ЛВС между кампусами или точками присутствия (PoP). Таким образом, Ethernet стал конкурировать с протоколом АТМ (асинхронный режим передачи) и другими географически распределенными системами и сетевыми технологиями передачи данных. В большинстве случаев, когда требования заказчика сводятся к передаче данных и исполь­зованию TCP/IP, 10-гигабитный Ethernet обладает существенными преимуществами по сравнению с протоколом АТМ как для конеч­ных пользователей, так и для провайдеров. К таким преимуществам относятся следующие:

• Не требуется осуществлять дорогостоящую конвертацию пакетов Ethernet в ячейки АТМ, существенно снижающую пропускную способность; вся сеть работает по технологии Ethernet.
• Сочетание IP и Ethernet обеспечивает возможность отслеживать качество и класс предоставляемых услуг передачи данных на со­поставимом с АТМ уровне, то есть продвинутые технологии управ­ления трафиком доступны как пользователям, так и провайдерам.
• В спецификациях 10-гигабитного Ethernet представлено большое разнообразие стандартных оптических интерфейсов (длина вол­ны и расстояние), что способствует оптимизации функционирова­ния самой технологии и делает использование LAN, MAN и WAN менее затратным.

Максимальное расстояние колеблется от 300 метров до 40 килoметров. Связь работает исключительно в полнодуплексном режиме на различном оптоволоконном оборудовании.

Для 10-гигабитного Ethernet предусмотрены четыре стандарта физической среды (Рис. 3). Первые три имеют по два подвида: R и W. Буквой R обозначаются виды физической среды, в которых при­меняется технология кодирования 64B/66B (66 бит линейного кода на 64 бита данных), обладающая теми же преимуществами, что и 8B/10B при более низких накладных расходах. Стандарты R предназначены для так называемого темного волокна, то есть для не рабо­тающих в данный момент каналов волоконно-оптического кабеля, которые не соединены с каким-либо оборудованием. Буквой W обо­значаются виды физической среды, в которых также используется код 64B/66B, и имеется возможность подсоединения к оборудова­нию синхронных оптических сетей.

Рис.3. Диапазон работы 10-гигабитного Ethernet

Ниже приведены описания четырех стандартов физической среды:

• 10GBASE-S (для коротких расстояний): 850 нм по многомодово­му волокну с поддержкой расстояний до 300 метров. Существуют версии 10GBASE-SR и 10GBASE-SW.
• 10GBASE-L (для дальних расстояний): 1310 по одномодовому во­локонно-оптическому кабелю с поддержкой расстояний до 10 км. Существуют версии 10GBASE-LR и 10GBASE-LW.
• 10GBASE-E (расширенный): 1550 нм по одномодовому волокон­но-оптическому кабелю при поддержке расстояний до 40 км. Су­ществуют версии 10GBASE-ER и 10GBASE-EW.
• 10GBASE-LX4: 1310 нм по одномодовому волоконно-оптическому кабелю при поддержке расстояний до 10 км. В данной среде ис­пользуется технология оптического мультиплексирования WDM для мультиплексирования четырех несущих волн.

Стандарты, сертификация

При выборе типа витой пары нужно понимать, для каких целей должен использоваться кабель. Стандарт Ethernet является наиболее распространённым, витую пару иногда называют этим термином. Стандарт определяет ряд характеристик кабельной сети: скорость передачи данных, максимальное расстояние, возможное без использования усилителей сигнала, способ модуляции и т. д. Впрочем, к этому же стандарту относится и оптоволокно.

Существуют также отдельные стандарты, применимые при прокладке СКС, причём для структурированных кабельных систем требования намного жёстче.

Соединение витой пары с интернет-розеткой

Стандартов Ethernet разработано свыше десятка, большинство из них устарело (например, 10BASE5, или IEEE 802.3, часто называемый «толстым Ethernet»).

Разновидность стандарта IEEE 802.3ba, разработанная в 2009 году, позволяет передавать данные на скорости до 40 Гб/сек, существует и 100-гигабитный стандарт, ожидается появление терабитного.

Коннектор RJ-45 для витой пары

В сфере СКС действует три популярных стандарта:

• американский вариант – EIA/TIA-568С;
• стандарт, используемый в Европе – CENELEC EN 50173;
• международная версия стандарта – ISO/IEC IS11801-2002.

Метод многополосного распределения (Multilane Distribution, MLD)

В целом, метод MLD заключается в том, что для обеспечения ско­рости в 40 Гбит/с или 100 Гбит/с можно соединить конечную станцию с Ethernet коммутатором или два коммутатора по нескольким параллельным полосам (каналам). Эти полосы могут быть отдель­ными проводами, например, соединение узлов четырьмя парал­лельными витыми парами. Другой вариант заключается в разделении полос по частоте, как это делается с помощью технологии WDM по оптоволоконному кабелю.

Для наглядности, остановимся на конкретном примере многопо­лосной структуры физического подуровня PMA (Physical Medium Attachment, модуль доступа к физической среде). Создаваемые по­лосы называются виртуальными полосами. Если количество полос в электрическом или оптическом канале не совпадает, виртуальные полосы принимаются соответствующим количеством физических полос подуровня PMD (Physical Medium Dependent, зависимый от физической среды модуль). Это вид обратного мультиплексирования.

На Рис. 5(a) показана схема виртуальных полос. Поток данных пользователя кодируется по системе 64B/66B, которая также приме­няется в 10-гигабитном Ethernet. Данные поступают в виртуальные полосы путем чередования 66-битных блоков (первое слово – пер­вая полоса, второе слово – вторая полоса и т. п.) В каждую вирту­альную полосу периодически добавляется уникальный «выравнива­ющий» 66-битный блок. Эти блоки используются для выявления и упорядочивания виртуальных полос и восстановления общего пото­ка данных.

Затем виртуальные полосы передаются по физическим полосам. Если физических полос меньше, чем виртуальных, используется мультиплексирование на уровне битов. Количество виртуальных по­лос должно быть кратно (1 или более) количеству физически полос.

На Рис. 5(b) показан формат выравнивающих блоков. Блок состо­ит из восьми однобайтовых ячеек, перед которыми идет двухбитное поле синхронизации со значением 10. Ячейки Кадр содержат после­довательность кадров, присущую всем виртуальным полосам и используемую получателем для выстраивания блоков. Поля VL# со­держат информацию об уникальных характеристиках виртуальных полос: одна ячейка содержит двоичный код, обратный содержанию второй ячейки.

Рис.5. Функционирование 100-гигабитного Ethernet по MLD методике

Характеристики, разновидности, отличие

Если грубо, то есть два вида:

• Внутренние ВП внешняя оплётка сделана из поливинилхлорида, который является дешёвым изоляционным материалом. Есть правда и более дорогие материалы олипропилен, полиэтилен. Толщина обмотки не превышает 0,3 мм.
• Уличные ВП такие провода имеют более толстую оплётку, чтобы защитить жилы от влаги, пыли, высокой и низкой температуры. Дополнительно может стоять экран сеточного и фальгированной основы. Встроенная пластиковый или металличесий отрос не даёт ломаться проводам при протяжке. Толщина оплетки в 2-3 раза толще чем у внутреннего кабеля.

Внутри почти у всех моделей есть капроновая нить, которая защищает провод при прокладке от натяжения и разрыва парах. Но на внутренних кабелях нитка есть не везде. На уличных и более дорогих офисных LAN проводах имеется экранированный слой. Он защищает как от воздействия электромагнитных волн со стороны, так и не даёт никаких волн в окружающую среду. Это нужно при прокладке большого количество кабелей.

По внешним признакам различают:

• Серый простой для офисного и домашнего использования;
• Черный более толстый для улицы;
• Оранжевый имеет маркировку LSZH и сделан из негорючего материала имеет маркировки. Прокладка идёт в пожароопасной зоне. В скобках идёт категория пожарной безопасности в помещения, где прокладывается кабель: нг(A)-HF повышенная взрывопожароопасность;
• нг(B)-HF умеренная взрывопожароопасность;
• нг(C)-HF пожароопасная;
• нг(D)-HF пониженная пожароопасность.

По форме:

• Круглый или овальный самый популярный;
• Плоский для прокладки в стенах, под плоской основой.

Количество жил:

• Одна жила по-другому называют монолитной. Внутри есть медная проволочная линия с толщиной от 0,2 до 0,6 мм. Такой шнур очень ломки и прокладывается обычно в местах с малым изгибом.
• Много жил многожильные провода имеют скрученные тонкие проволоки внутри. Поэтому такие кабели более устойчивы к магнитному воздействию. Также по дальности затухания сигнала они имеют диапазон от 85 до 95 метров. Угол сгибания выше.

Многожильные провода чаще и используют для соединения цифрового и коммутационного оборудования: серверов, ПК, принтеров, коммутаторов, роутеров, камер видео наблюдения и т.д.

Экранирования это уменьшение воздействия на проводящий кабель электромагнитного воздействия, что уменьшает потери информационных пакетов и увеличивает дальность передачи без повторителя.

Давайте разберёмся с этим поподробнее. Вот представим себе, что у нас протянута витая пара от компьютера к маршрутизатору, который выстраивает управляемую локальную сеть. Устройства сети постоянно взаимодействуют и передают информацию: сообщения, картинки, видео, документы и т.д. Каждый провод при отправке пакета вызывает небольшое электромагнитное излучение.

А теперь сюда добавим:

• Сотовые телефоны у сотрудников или жильцов одной квартиры;
• Wi-Fi излучение от точки доступа;
• Телевизионная антенна;
• Радиочастотное воздействие;
• Микроволновая печь.

Да при малом помещении, такие воздействия не будут иметь серьёзных последствий. Но если проводов будет много, а передавать информацию надо будет на большое расстояние, то пакеты будут теряться в результате будет падать скорость, так как пакет надо будет отправлять повторно. Поэтому витую пару ещё разделяют по виду внутреннего экранирования.

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

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