Mikä on Ethernet-kaapeli? Tyypit, nopeudet ja kuinka valita oikea

Jokaisen reitittimen takana on ainakin yksi leveän puhelinpistorasian muotoinen portti ja siihen sopiva kaapeli on Ethernet-kaapeli . Yksinkertaisesti sanottuna Ethernet-kaapeli on kierretty parikaapeli, joka kuljettaa tietoja langallisessa verkossa olevien laitteiden välillä. Se yhdistää reitittimet, kytkimet, modeemit, tietokoneet, pelikonsolit ja teollisuuslaitteet sähköpulsseilla, jotka kulkevat kahdeksaa kuparijohtoa pitkin, jotka on järjestetty neljäksi kierretyksi pariksi. Jos otat pois tästä artikkelista yhden tosiasian: vaippaan painettu luokka kertoo maksiminopeuden ja kaistanleveyden, jota kaapeli on suunniteltu kestämään, ja useimmissa nykyisissä koti- ja toimistoverkoissa Kissa 6 on tasapainoisin valinta .

Se, mikä erottaa hyvän Ethernet-kaapelin huonosta, ei ole pelkästään raakakupari, vaan valmistusprosessin tarkkuus. Kaksi saman luokan kaapelia voivat toimia hyvin eri tavoin, koska luokkaspesifikaatiossa asetetaan sähköiset vähimmäisvaatimukset, ja kiertymisen, eristyksen ja vaipan johdonmukaisuus ratkaisee, kuinka lähelle kaapeli pääsee teoreettista rajaansa. Siksi verkkoinsinöörit katsovat tuotantolinjaa yhtä paljon kuin etikettiä, kun langallinen verkko toimii väärin.

Kuinka Ethernet-kaapeli kuljettaa tietoja

Ethernet-siirto toimii differentiaalisen signaloinnin kanssa. Jokainen kierretty pari kuljettaa samaa signaalia kahdesti, kerran käänteisesti, ja vastaanottopiiri vähentää toisen toisesta ja käsittelee jäljelle jäävää dataa. Jos sähkömagneettinen kohina osuu molempiin johtoihin yhtä paljon, kohina katoaa vähennyksen aikana. Kiertäminen pitää kaksi johinta lähellä toisiaan, joten ne saavat lähes identtiset häiriöt, minkä vuoksi kierretyt parit selviytyvät sähköisesti meluisissa ympäristöissä.

Ethernet-kaapelin neljä paria ovat tarkoituksella erilaisia. Jokainen pari on kierretty hieman eri pituudella, joka on yhden 360 asteen käännöksen suorittamiseen tarvittava etäisyys. Erilaiset asennuspituudet estävät parien välistä ylikuulumista asettumasta rakentavasti linjaan kaapelia pitkin. Tiukemmat kierteet parantavat ylikuulumismarginaaleja, mutta lisäävät vaimennusta, joten lopullinen kiertonopeus on kaapelin suunnittelussa suunniteltu kompromissi.

Moderni Gigabit ja nopeampi Ethernet käyttää kaikkia neljää paria samanaikaisesti molempiin suuntiin kaiunpoistolla. Vanhemmissa 10BASE-T- ja 100BASE-T-verkoissa käytettiin vain kahta paria nastoissa 1-2 ja 3-6, minkä vuoksi muut nastat eivät kuljeta tietoja 100 Mbps:n linkissä. Tuttu RJ45-liitin on 8P8C modulaarinen pistoke, joka on päätetty T568A tai T568B alueellisesta käytännöstä riippuen.

Suunnittelussa useimmin kohtaamasi raja on 100 metrin kuparikanava . IEEE 802.3 -spesifikaatio määrittelee 100 metrin maksimikanavan, joka koostuu enintään 90 metristä kiinteästä vaakakaapelista ja 10 metristä kierretyistä kytkentäkaapeleista. Tämän etäisyyden yli, asetat kytkimen ja aloitat uuden segmentin.

Takaisin kierretty parikone verkkokaapelin tuotantoon Tämä kone saavuttaa tarkan nousun säädön ja jännitteetöntä ydinjohtimien kiertymistä, mikä varmistaa vakaan sähköisen suorituskyvyn. Se sopii valmistajille, jotka ovat keskittyneet Ethernet-kaapeleiden tasalaatuisiin kierrettyihin pareihin. Näytä tuote →

Ethernet-kaapeliluokat: Mitä vaipan numerot tarkoittavat

Luokka on nopeuskatto, ei nopeuslupaus. Se määrittelee taajuusalueen ja sähkömarginaalit, jotka kaapelin on kuljettava, ja nämä luvut päättävät, mitä linkki voi neuvotella. Alla oleva taulukko näyttää käytännön rajat kategorioille, joita todella löydät myymälöistä.

Etäisyyssarake on paikka, jossa suunnitteluvirheet piiloutuvat. Cat6 tukee 10 Gbps, mutta vain yli 55 metriä; Tämän pituuden jälkeen se tarvitsee Cat6a. Jos esijohdotat rakennuksen ja odotat verkon kestävän tulevia päivityksiä, Cat6a on luokka, joka säästää kaapelin uudelleenvetämiseltä .

Cat7 esiintyy monissa online-luetteloissa, mutta se on määritelty ISO/IEC 11801 -spesifikaatiossa Class F sijaan TIA-kaapelointiasiakirjoissa, ja se käyttää tavallisesti TERA- tai GG45-liittimiä standardin RJ45:n sijaan. Käytännössä Cat6a on yhteensopivampi valinta kaikkeen, jossa käytetään tavallisia laitteita. Cat8 tähtää datakeskuksiin lyhyissä laitelinkeissä; Cat8.1 säilyttää RJ45-muodon, mutta 30 metrin raja tekee siitä väärän rakennuskaapeloinnissa.

Taaksepäin yhteensopivuus on ehdoton. Cat8-kaapeli, joka on kytketty 1 Gbps:n kytkimeen, toimii nopeudella 1 Gbps; Cat5e-kaapeli, joka on kytketty 10 Gbps:n kytkimeen, pitää linkin suurimmalla nopeudella, jota kaapeli tukee, usein 1 Gbps tai 2,5 Gbps. Kaapeli ei ole nopeuslähde; se on katto.

Suojaus ja johdinrakenne: mikä vaikuttaa todelliseen suorituskykyyn

Kiinteä lanka seinille, kierretyt johdot patch-johdoille ja suojaus vain siellä, missä ympäristö sitä vaatii. Tämä yksi lause kattaa useimmat johdin- ja suojauspäätökset todellisissa asennuksissa.

Kiinteällä johtimella, yleensä 23 AWG Cat6:ssa tai Cat6a:ssa, on pienempi DC-vastus ja parempi vaimennus kuin saman ulkohalkaisijan omaavalla säikeellä johtimella, ja se pitää paikkansa, kun se on vedetty putkeen. Säikeisiä johtimia, tyypillisesti 26 - 28 AWG, käytetään välijohdoissa, koska ne kestävät toistuvan taipumisen, mutta ne lisäävät vaimennusta. Pitkä, ohut, täysin kierretty kaapeli on yleinen piilotettu syy linkille, joka neuvottelee nopeudella 100 Mbps 1 Gbps:n sijaan.

Eristyskerros ohjaa signaalin tasaista kulkemista. Suorituskykyisissä Ethernet-kaapeleissa käytetään vaahto- tai vaahtomuovipolyeteeniä, koska mikroskooppiset ilmakennot alentavat dielektristä vakiota ja vähentävät ylikuulumista korkealla taajuudella. Ekstruusioprosessin on säilytettävä seinämän paksuus ja samankeskisyys tiukoissa toleransseissa koko rummun alueella; muutaman sadasosan millimetrin paksuusvaihtelu esiintyy impedanssin epäjatkuvuudena, joka heijastaa osaa signaalista. Kaapelilaitokset levittävät eristettä viemällä johtimen eristyspuristuslinjan läpi, jossa ruuvirakenne ja jäähdytysprofiili kiinnittävät lopullisen seinämän paksuuden.

Ydinlankaeristeen ekstruusiolinja PVC/PE/PP/PU:lle Tämä mukautettava suulakepuristuslinja ohjaa dielektrisen seinämän paksuutta ja samankeskisyyttä, mikä vaikuttaa suoraan impedanssiin ja ylikuulumiseen. Se on välttämätöntä johdonmukaisen suurtaajuisen eristyksen tuottamiseksi signaali- ja elektroniikkajohtoihin. Näytä tuote →

Suojausta on saatavana useissa eri kokoonpanoissa, ja valinta riippuu sähkömagneettisesta ympäristöstä, ei laadusta.

Suojus, joka ei ole jatkuva tai ei ole toisesta päästä päätetty, voi toimia huonommin kuin hyvä suojaamaton kaapeli, koska kelluva näyttö kerää kohinaa sen sijaan, että se hajottaisi sitä. Normaalissa kodissa, jossa on lyhyet matkat, U/UTP riittää. Moottoreiden, hitsauslaitteiden tai suurjännitelinjojen lähellä F/UTP:llä tai S/FTP:llä on mitattavissa oleva ero.

Ethernet vs. Wi-Fi: missä langallinen yhteys voittaa

Latenssin, värinän ja tasaisen suorituskyvyn vuoksi Ethernet voittaa minkä tahansa langattoman linkin samaan hintaan. Wi-Fi voittaa vain liikkuvuuden ja mukavuuden. Siinä koko vaihtokauppa yhdellä lauseella.

Latenssi on näkyvin ero. Langallinen hyppy kytkimen läpi on reilusti alle millisekunnin, ja värinä pysyy alhaisena. Wi-Fi lisää useita millisekunteja radioyhteysviiveen jopa puhdashuoneessa, minkä vuoksi langalliset yhteydet ovat oletusarvoisia verkkopelaamisessa, kaupankäynnissä ja IP-äänentoistossa.

Myös läpäisykyky käyttäytyy eri tavalla. Langallinen Ethernet on kaksisuuntainen: 1 Gbps:n linkki lähettää ja vastaanottaa samanaikaisesti ja hallitsee lähes 940 Mbps:n todellista TCP-siirtonopeutta. Wi-Fi jakaa radiomedian. Jopa Wi-Fi 7 neuvottelee puheaikaa kaikkien kytkettyjen laitteiden välillä ja menettää tehokkuuden todellisessa liikenteessä, joten 1,2 Gbps:n Wi-Fi-linkki kuljettaa usein vähemmän hyödyllistä tietoa kuin 1 Gbps:n kaapeli.

Siellä on myös luotettavuuskulma. Kiinteä linkki ei heikkene, kun naapuriverkko ilmestyy samalle kanavalle tai kun monet laitteet liittyvät tukiasemaan. Kameroiden, verkkoasemien, tulostimien ja tukiasemien, joiden on jatkettava toimintaa, langallinen perusta on turvallisempi perusta, ja Wi-Fi-yhteydestä tulee puhelimien ja tablettien käyttömukavuus.

Oikean Ethernet-kaapelin valitseminen asennukseen

Yhdistä luokka molemmissa päissä hitaimpaan Ethernet-porttiin, sovita suojaus sähkömagneettiseen ympäristöön ja valitse kiinteä tai kierre sen mukaan, vedetäänkö kaapelia kerran vai taivutetaanko toistuvasti. Tämä yksinkertainen prosessi poistaa useimmat valintavirheet.

Kuusi käytännön valintavaihetta

1. Inventoi portit. Luettele reitittimen, kytkimen ja laitteiden linkkien nopeudet. 1 Gbps portit toimivat mukavasti Cat5e:ssä tai Cat6:ssa; 2,5 tai 5 Gbps portit tarvitsevat Cat6:n koko 100 metrin kanavalle; 10 Gbps portit tarvitsevat Cat6a:ta 55 metrin etäisyydellä.
2. Mittaa koko polku. Laske jokainen metri seinien, lokeroiden ja kaapin silmukoiden läpi ja lisää sitten molemmat välijohdot. Pidä koko kanava alle 100 metrin päässä.
3. Valitse kiinteä jatkuvaan juoksuun ja kierteinen patch johtoihin. Kiinteä 23 AWG seinäkaapelille, kierretty 26 - 28 AWG kytkentäpaneeleille ja laitejohdoille.
4. Tutki häiriölähteitä. Virtakaapelit, moottorit, hitsauslaitteet ja raskaat kytkinlaitteet ovat tavallisia syyllisiä. Jos reitti tulee lähelle jotakin niistä, käytä vähintään F/UTP:tä; äärimmäisessä melussa käytä S/FTP:tä.
5. Suunnittele Power over Ethernet. Power over Ethernet luokassa 802.3b voi tuottaa jopa 90 W porttia kohden, ja johdin kuljettaa tämän virran datan lisäksi. Paksummat johtimet, kuten 23 AWG solid, kestävät lämpöä paljon paremmin kuin ohuet säikeet tiukasti niputetuissa kaapeleissa.
6. Tarkista takin merkintä. Oikeassa kaapelissa luetellaan luokka, AWG-koko ja tuotantoerän tai kelan merkintä. Puuttuvat merkinnät vaikeuttavat pitkäaikaista ylläpitoa ja ovat toimitusketjuriski.

Mitä kannattaa välttää ostaessa

• Ostetaan korkeampi luokka kuin varusteet tukevat ja odotetaan nopeuden nousua. Cat8-kaapeli 1 Gbps:n verkossa toimii edelleen nopeudella 1 Gbps.
• Etäisyyssäännön huomiotta jättäminen ja sitten kytkin syyttäminen linkistä, joka kulkee 100 Mbps:n nopeudella 70 metrin juoksulla, joka on valmistettu kokonaan ohuesta kierretystä patch-kaapelista.
• Suojaamattoman kaapelin ajaminen konehallin läpi, joka on täynnä taajuusmuuttajia ja moottoreita, ja sitten verkon kutsuminen epäluotettavaksi.
• Olettaen, että kaikki patch-johdot ovat identtisiä. 20-metrinen taipuisa säikeinen johto yhtenä kappaleena ei ole sama sähkökomponentti kuin 1-metrinen liitäntäjohto seinäpistorasian ja tietokoneen välillä.

Kuparilangasta Ethernet-kaapeliin: Tuotantoprosessin sisällä

Ethernet-kaapelin sähköiset ominaisuudet on korjattu tehtaalla. Tyypillinen tuotantoketju vetää johtimen kokoon, suulakepuristaa eristeen sen päälle, kiertää kaksi eristettyä sydäntä pariksi, kaapeloi neljä paria yhteen, kiinnittää valinnaisen suojan ja lopuksi ekstrudoi ulkovaipan. Jokainen vaihe jättää sähköisen allekirjoituksen valmiiseen tuotteeseen.

Syy, miksi kaksi saman luokan kaapelia toimivat eri tavalla, on koneen toistettavuus. Kurinoidulla tuotantolinjalla kierretty jännitys pysyy tasaisena koko rummun yli, ekstruuderi pitää dielektrisen seinämän lähes vakiona ja teippauspää asettaa näytön repeytymättä. Heikommalla linjalla sama malli tuottaa paikallisia vikoja, jotka näkyvät vain, kun linkki käy kuumana tai suurimmalla etäisyydellä.

Tässä GEMWELL-artikkelissa on tekninen katsaus siihen, kuinka parien kiertomekaniikka pitää ajoituksen ja jännityksen vakaana pitkien ajojen aikana. twin-twister-tarkkuus kaapelien valmistuksessa .

GEMWELL valmistaa laitteita juuri tälle ketjulle: ydinlangan eristysekstruuderit, vääntövapaat parikierrätyskoneet, teippikäärintäkoneet ja vaippaekstruusiolinjat. Koko laitevalikoiman yleiskatsaus on päällä GEMWELLin verkkosivuilla .

Ulkovaippa on viimeinen kerros ja ensimmäinen asia, johon kosketat. Sen on pysyttävä keskitettynä kierretyn ytimen ympärille, jotta taivutussäde pysyy ennustettavissa ja parit eivät puristu geometrisesta järjestelystään. Hyvä vaippapuristuslinja pitää seinän yhtenäisenä linjanopeudella, minkä vuoksi vaippavarusteilla on merkitystä kaapelin lopullisessa laadussa.

Vaipan ekstruusiolinja PVC/PE/PP/PU kaapelivaippoihin Tämä suulakepuristuslinja tuottaa tasaiset ulkovaipat, jotka pitävät kaapelin geometrian vakaana ja taivutussäteen ennustettavana. Se on kriittinen kaapelin lopullisen kestävyyden ja tasaisen suorituskyvyn kannalta pitkissä asennuksissa. Näytä tuote →

Usein kysyttyjä kysymyksiä Ethernet-kaapeleista

Mikä on paras Ethernet-kaapeli kotikäyttöön?

Kotiin, jossa on Gigabit-internetliittymä ja reititin 1 Gbps portilla, Cat6 riittää. Jos vedät kaapelia seinien sisällä ja haluat välttää uudelleenvedon myöhemmin, käytä Cat6a:ta, jotta tuleva 10 Gbps:n päivitys ei pakota uutta kaapelia.

Nopeuttaako korkeamman luokan kaapeli Internetiä?

Ei. Internet-suunnitelma, reitittimen portti ja laiteportti määrittävät nopeuden. Parempi kaapeli poistaa vain pullonkaulan; se ei voi lisätä nopeutta enemmän kuin mitä laite tukee. Korkeamman luokan todellinen hyöty on ylätila ja vakaampi linkkineuvottelu.

Kuinka kauan Ethernet-kaapeli voi kestää ennen kuin signaali heikkenee?

Kuparikanavan raja on 100 metriä: enintään 90 metriä kiinteää vaakakaapelia plus yhteensä 10 metriä kierrettyjä patch-johtoja. Jos tarvitset pidemmän etäisyyden, lisää Ethernet-kytkin tai käytä valokuitua pitkälle osalle.

Onko suojattu kaapeli tarpeen tavallisessa talossa?

Useimmissa kodeissa U/UTP riittää. F/UTP tai S/FTP auttaa, kun kaapeli kulkee lähellä virtakaapeleita, moottoreita tai radiolähettimiä. Muista, että suojattu kaapeli on päätettävä oikein ja maadoitettu toisesta päästään, muuten näyttö voi poimia enemmän kohinaa kuin se estää.

Voinko käyttää Cat8-kaapelia vanhemman reitittimen kanssa, jossa on 1 Gbps portit?

Kyllä. Molemmat päät neuvottelevat suurimmasta toistensa tukemasta nopeudesta, joten linkki toimii 1 Gbps:n nopeudella, eikä kaapeli ole rajoitus. Todellinen ongelma on päinvastainen: matalan luokan kaapeli nopeassa linkissä pitää nopeuden alhaalla.

Miksi yksi Ethernet-kaapeli tuntuu paljon jäykemmältä kuin toinen?

Jäykkyys johtuu johdinmittasta, eristysmateriaaleista ja vaipan koostumuksesta. Kiinteät 23 AWG-johtimet ovat jäykempiä kuin ohuet säikeet johdot, ja tavalliset PVC-vaipat ovat jäykempiä kuin joustavat yhdisteet. Korkeataajuisissa kaapeleissa käytetään usein jäykkiä vaahtoeristeitä, jotka myös lisäävät jäykkyyttä. Kumpikaan ei ole automaattisesti parempi; se riippuu tarvitsemastasi reitistä ja mutkasäteestä.

Fyysinen kerros määrittää kaiken sen yläpuolella. Hyvä kaapeli ei korjaa heikkoa reititintä, mutta huono kaapeli rajoittaa hiljaa vahvaa. Kun suunnittelet uutta juoksua, päätä luokka satamista, noudata etäisyysrajoituksia ja sovita rakenne ympäristöön; Tämä prosessi suodattaa useimmat yhteysongelmat ennen kuin niitä on olemassa.

Tämän artikkelin suorituskykyluvut perustuvat IEEE 802.3 -spesifikaatioon sekä TIA- ja ISO/IEC-kaapelointiasiakirjoihin, jotka määrittelevät Ethernet-kaapeliluokat.