Витая пара

1. Введение

1.1 Назначение документа

Настоящий документ представляет собой подробное описание физической среды передачи данных — витой пары. Целью данного документа является предоставление полной информации о конструкции, классификации, стандартах, применении, преимуществах и особенностях использования витой пары в локальных и корпоративных сетях.

1.2 Определение

Витая пара — это вид кабеля, состоящий из одной или нескольких пар скрученных медных проводников, предназначенных для передачи дифференциальных сигналов. Используется в телекоммуникациях и компьютерных сетях для передачи цифровых данных.

2. Основные элементы конструкции

Компонент	Описание
Проводники (жилы)	Обычно медные или омеднённые алюминиевые. Скручены попарно для снижения помех.
Изоляция	Пластиковая оболочка вокруг каждой жилы (например, ПВХ, полиэтилен).
Скручивание	Каждая пара имеет определённый шаг скрутки для уменьшения взаимных наводок.
Экран (при наличии)	Металлическая фольга или оплетка для защиты от электромагнитных помех (FTP, STP и др.).
Общая оболочка	Защитная внешняя оболочка из пластика или огнестойкого материала.

3. Классификация и категории витой пары

Категория	Частота	Скорость передачи	Применение
Cat 1	до 0.4 МГц	Телефонные линии	Устаревшая
Cat 2	до 4 МГц	До 4 Мбит/с	Архивные системы
Cat 3	до 16 МГц	До 10 Мбит/с	Ethernet 10BASE-T
Cat 4	до 20 МГц	До 16 Мбит/с	Token Ring, устарела
Cat 5	до 100 МГц	До 100 Мбит/с	Fast Ethernet
Cat 5e	до 100 МГц	До 1 Гбит/с	Gigabit Ethernet
Cat 6	до 250 МГц	До 1 Гбит/с (до 55 м при 10 Гбит/с)	Высокоскоростные сети
Cat 6a	до 500 МГц	До 10 Гбит/с на расстоянии до 100 м	Дата-центры, корпоративные сети
Cat 7 / Class F	до 600 МГц	До 10 Гбит/с и выше	Экранированные решения
Cat 8	до 2000 МГц	До 25–40 Гбит/с на коротких дистанциях	ЦОД, высокопроизводительные серверы

4. Типы витой пары по защите от помех

Тип	Обозначение	Описание
UTP	Unshielded Twisted Pair	Неэкранированная витая пара. Наиболее распространена.
FTP	Foiled Twisted Pair	Одна общая фольга для всех пар.
S/UTP	Shielded/Unshielded	Общий экран + неэкранированные пары.
SFTP	Shielded Foiled Twisted Pair	Фольга на каждой паре + общий экран.
STP	Shielded Twisted Pair	Каждая пара экранирована + общий экран.
SF/UTP	Screened Foiled / UTP	Двойной экран + неэкранированные пары.

5. Принцип работы витой пары

Скручивание проводов компенсирует влияние внешних электромагнитных помех.
Передача сигнала осуществляется дифференциально: данные передаются по двум проводам с противоположными потенциалами.
Благодаря скрутке и дифференциальной передаче достигается устойчивость к перекрёстным помехам (crosstalk).

6. Преимущества витой пары

Преимущество	Описание
Низкая стоимость	Самый доступный тип сетевого кабеля.
Простота установки	Легко прокладывается и обжимается.
Широкое распространение	Используется во всех типах локальных сетей.
Поддержка PoE	Возможность питания устройств через кабель.
Многообразие категорий	Подходит как для бытовых, так и для промышленных задач.

7. Недостатки витой пары

Недостаток	Описание
Ограниченная длина сегмента	Обычно до 100 метров без повторителя.
Чувствительность к механическим повреждениям	Скручивание может быть нарушено при неправильном изгибе.
Ограниченная защита от помех (в случае UTP)	Уязвим к сильным источникам ЭМП.
Требует качественной обжимки и тестирования	Неправильное соединение может вызвать ошибки передачи.

8. Применение витой пары

Область применения	Описание
Локальные сети (LAN)	Наиболее распространённый тип кабеля в офисах и домах.
Телефонные линии	Для передачи голоса и DSL-интернета.
IP-камеры и видеонаблюдение	Подключение камер с питанием по PoE.
Точки доступа Wi-Fi	Питание и данные через один кабель.
Системы контроля доступа	Чтение RFID-карт, управление замками.
Промышленные сети	Использование экранированных версий для снижения помех.

9. Стандарты разводки RJ-45

Стандарт	Разводка (вид сверху)	Использование
T568A	Бело-зелёный, зелёный, бело-оранжевый, синий, бело-синий, оранжевый, бело-коричневый, коричневый	В США, иногда в новых сетях
T568B	Бело-оранжевый, оранжевый, бело-зелёный, синий, бело-синий, зелёный, бело-коричневый, коричневый	Наиболее популярный стандарт

Кросс-кабель: один конец по T568A, второй — по T568B
Прямой кабель: оба конца по одному стандарту

10. Безопасность и защита

Угроза	Описание	Защита
Перекрёстные помехи (crosstalk)	Влияние одной пары на другую	Соблюдение правил скрутки
Электромагнитные помехи (EMI)	Воздействие внешних источников	Использование экранированных кабелей
Физические повреждения	Плохой контакт, обрыв	Регулярное тестирование и использование качественных материалов
Неправильная обжимка	Нарушение порядка проводов	Использование тестера кабелей

11. Современные технологии и подходы

Технология	Описание
PoE / PoE+ / UPoE / Hi-PoE	Питание по Ethernet-кабелю до 100 Вт
Multi-Gigabit Ethernet (2.5G / 5G / 10G BASE-T)	Использование Cat5e и выше для высоких скоростей
Industrial Ethernet	Использование усиленных кабелей в тяжёлых условиях
Smart Buildings / IoT	Интеграция систем освещения, климата и безопасности через витую пару
Центры обработки данных (Data Centers)	Использование Cat6a и выше для высокоскоростных коммутаторов

12. Приложения

12.1 Глоссарий

UTP – неэкранированная витая пара.
STP / FTP / SFTP – экранированные виды кабелей.
RJ-45 – разъём для подключения Ethernet-кабеля.
PoE – питание по Ethernet-кабелю.
Crosstalk – взаимные помехи между парами.
EMI – электромагнитные помехи.
Patch cord – соединительный кабель между устройствами.