Коаксиальный, оптоволоконный и витая пара – сравнение кабелей

Пропускная способность, скорость передачи данных, надежность – сетевые характеристики определяются кабелями, использованными при прокладке. Шире прочих применяются коаксиальные, оптоволоконные кабели и витые пары. На каком варианте лучше остановиться?

Коаксиальный кабель

Он сформирован центральной жилой, внешним диэлектрическим слоем и оплеткой из металла, разделяющей их. Классический вариант, обеспечивающий защиту от постороннего доступа, продуцирующий минимум электромагнитных помех, однако, достаточно дорогой, в сравнении с витой парой, из-за чего использующийся не слишком часто.

Коаксиальные кабели для прокладки сетей связи должны соответствовать одному из двух Ethernet-стандартов:

10BASE-5. Увеличенная толщина в половину дюйма. Допустима передача данных на большие дистанции, сигнала цифрового видео, спутникового TV; 10BASE-2. Компактный вариант, толщина – всего 0.2 дюйма, легкость упрощает монтаж, снижает нагрузку на несущие элементы, позволяет исключить потребность в армировании, усилении. Назначение – передача данных на короткие расстояния, организация кабельных телевизионных сетей.

Достоинства коаксиального кабеля таковы:

Стойкость к внешним помехам, даже сильное электромагнитное излучение не приводит к снижению скорости передачи данных, сбоям сигнала; Высокая прочность, в конструкции используется металл и технологичные полимеры, выдерживающие атмосферные, механические нагрузки на разрыв, растяжение, скручивание; Удобство монтажа. Соединение с передающим, принимающим оборудованием обеспечивается соответствующими разъемами, установка которых не представляет сложностей.

Основной минус – ограничение по скорости, всего 10 мегабит в секунду, что не соответствует высокоскоростным стандартам. Кабель, как и разъемы для него, дороги, особенно, если сравнивать с витой парой, аналогичный отрезок которой обойдется вдвое, а то и втрое дешевле при сопоставимых эксплуатационных показателях.

Примеры коаксиального кабеля – https://lan-art.ru/catalog/televizionnoe-oborudovanie/koaksialnyy-kabel/.

Витая пара

Распространенное решение для организации компьютерных сетей, представленное множеством классов. Сформирована одной или комплексом попарно свитых жил, что обеспечивает стабильность, четкость сигнала. Материал проводящих жил – медь, толщина – около половины миллиметра. При производстве нередко используется капроновая нить, позволяющая с минимальными усилиями раскрыть внешнюю изоляцию без повреждения проводящих жил.

Изоляция выполнена из ПВХ или полипропилена, для эксплуатации при повышенной влажности рекомендованы аналоги с полипропиленовой оболочкой, выдерживающей продолжительный контакт с водой без поверхностных и структурных повреждений, потери эластичности и гибкости.

По защите витые пары представлены несколькими классами:

UTP. Экранирование отсутствует; SF-UTP. Экранирование медной и фольгированной прослойками; F-UTP. Стандартное общее экранирование фольгой; S-FTP. Наиболее прочный кабель, внешний экранирующий слой – медь, каждая пара дополнительно защищена фольгированной оболочкой.

Кабели классифицируются и по числу пар, находящихся в общей внешней оболочке. Для вычислительных сетей применяется, в основном, стандарт CAT5, предполагающий 4 пары, обеспечивающие, при совместной работе, скорость передачи данных до гигабита в секунду. Более ранние стандарты используются нечасто, например, пропускной способности CAT1 и CAT2 хватает только для телефонных сетей, а CAT3 – для локальных.

Преимущества витой пары над коаксиальным кабелем таковы:

Легкость и небольшая толщина, что упрощает монтаж, позволяет оперативно провести ремонт; Использование универсальных разъемов (как правило, RJ-45), что также способствует облегчению, ускорению установки, обеспечивает возможность сопряжения с оборудованием; Невысокая цена, характерная и для самой пары, и для разъемов, необходимых для подключения к сетевому оборудованию; Стойкость к помехам; Множество вариантов, легко подобрать решение, сбалансированное по цене и эксплуатационным показателям.

Недостатки – выраженное “затухание” сигнала при большой протяженности кабельной линии, а также уязвимость к атакам хакеров.

Примеры кабеля типа "Витая пара" – https://lan-art.ru/catalog/kabel-vitaya-para/.

“Оптика”

Оптоволокно – наиболее технологичный вид сетевого кабеля, использующий кардинально новый рабочий принцип. Передача сигнала ведется не электрическим, а световым потоком, дистанция исчисляется десятками, сотнями километров без затухания.

Кабель сформирован множеством тончайших волокон, проводящих свет. Скорость передачи информации на 100% соответствует наиболее жестким стандартам, достигает 10 гигабит в секунду и даже выше. Световой поток максимально устойчив к внешним помехам вне зависимости от характера, слой экранирования может быть довольно тонким, что уменьшает массу без вреда для стабильности работы.

Конструкцию оптоволоконного кабеля можно сравнить с коаксиальным, но в центре находится не медная токопроводящая жила, а стекловолокно, внешний слой изоляции же сформирован непрозрачным полимером. Металлические оплетки используются только для повышения механической прочности, защиты стеклянного проводника от ударных нагрузок, давления, с точки зрения защиты от помех потребности в ней нет.

Оптика представлена двумя основными группами:

Одномодовая. Минимальный диаметр сердечника, пропускная способность ограничена одним сигналом. Назначение – организация сетей большой протяженности, благодаря незначительной дисперсии; Многомодовая. Оптика ориентирована на передачу сразу нескольких сигналов, однако, коэффициент дисперсии достаточно высокий, из-за чего максимальная протяженность сети ограничена, составляет несколько сотен метров. Многомодовое оптоволокно подходит для обустройства локально-вычислительных, структурированных кабельных сетей в пределах одного крупного объекта, либо зданий, находящихся в непосредственной близости.

Преимущества оптики таковы:

Высокая скорость передачи информации, 10 гигабит в секунду и более; Возможность прокладки протяженных сетей передачи данных; Компактность, минимальный вес; Защита от электромагнитного излучения.

Недостаток – сложность монтажа и высокая цена как самого кабеля, так и дополнительных деталей. Нужно строго учитывать максимальные радиусы изгиба, чтобы исключить не только механические повреждения, но и повышение дисперсии, негативно сказывающееся на скорости и стабильности сигнала. Соединение отрезков оптоволокна проводится по специальной технологии, сваркой и адаптерами, к процессу нужно привлекать специалистов, использующих профессиональное оборудование.

Примеры оптического кабеля – https://lan-art.ru/catalog/opticheskiy-kabel/.

И что в итоге?

Наиболее сбалансированный вариант – витая пара, гибкая, прочная, однако, уязвимая для помех и попыток несанкционированного доступа. Если к сети передачи данных предъявляются жесткие требования по надежности, пропускной способности, устойчивости к помехам, рациональнее выбрать оптоволокно. Изначально высокие расходы компенсируются долговечностью, минимальным профилактическим обслуживанием и стабильностью системы. Коаксиальный кабель уместен при передаче данных на небольшое расстояние без жестких требований по скорости, если акцент нужно сделать на прочности и устойчивости к помехам.