Изернет кабель что это

Физика Ethernet для самых маленьких

Если не знаешь ответов на эти вопросы, а читать стандарты и серьезную литературу по теме лень — прошу под кат.

Кто-то считает, что это очевидные вещи, другие скажут, что скучная и ненужная теория. Тем не менее на собеседованиях периодически можно услышать подобные вопросы. Мое мнение: о том, о чем ниже пойдет речь, нужно знать всем, кому приходится брать в руки «обжимку» 8P8C (этот разъем обычно ошибочно называют RJ-45). На академическую глубину не претендую, воздержусь от формул и таблиц, так же за бортом оставим линейное кодирование. Речь пойдет в основном о медных проводах, не об оптике, т.к. они шире распространены в быту.

Технология Ethernet описывает сразу два нижних уровня модели OSI. Физический и канальный. Дальше будем говорить только о физическом, т.е. о том, как передаются биты между двумя соседними устройствами.

Технология Ethernet — часть богатого наследия исследовательского центра Xerox PARC. Ранние версии Ethernet использовали в качестве среды передачи коаксиальный кабель, но со временем он был полностью вытеснен оптоволокном и витой парой. Однако важно понимать, что применение коаксиального кабеля во многом определило принципы работы Ethernet. Дело в том, что коаксиальный кабель — разделяемая среда передачи. Важная особенность разделяемой среды: ее могут использовать одновременно несколько интерфейсов, но передавать в каждый момент времени должен только один. С помощью коаксиального кабеля можно соединит не только 2 компьютера между собой, но и более двух, без применения активного оборудования. Такая топология называется шина. Однако если хотябы два узла на одной шине начнут одновременно передавать информацию, то их сигналы наложатся друг на друга и приемники других узлов ничего не разберут. Такая ситуация называется коллизией, а часть сети, узлы в которой конкурируют за общую среду передачи — доменом коллизий. Для того чтоб распознать коллизию, передающий узел постоянно наблюдает за сигналов в среде и если собственный передаваемый сигнал отличается от наблюдаемого — фиксируется коллизия. В этом случае все узлы перестают передавать и возобновляют передачу через случайный промежуток времени.

Диаметр коллизионного домена и минимальный размер кадра

Теперь давайте представим, что будет, если в сети, изображенной на рисунке, узлы A и С одновременно начнут передачу, но успеют ее закончить раньше, чем примут сигнал друг друга. Это возможно, при достаточно коротком передаваемом сообщении и достаточно длинном кабеле, ведь как нам известно из школьной программы, скорость распространения любых сигналов в лучшем случае составляет C=3*10 8 м/с. Т.к. каждый из передающих узлов примет встречный сигнал только после того, как уже закончит передавать свое сообщение — факт того, что произошла коллизия не будет установлен ни одним из них, а значит повторной передачи кадров не будет. Зато узел B на входе получит сумму сигналов и не сможет корректно принять ни один из них. Для того, чтоб такой ситуации не произошло необходимо ограничить размер домена коллизий и минимальный размер кадра. Не трудно догадаться, что эти величины прямо пропорциональны друг другу. В случае же если объем передаваемой информации не дотягивает до минимального кадра, то его увеличивают за счет специального поля pad, название которого можно перевести как заполнитель.

Таким образом чем больше потенциальный размер сегмента сети, тем больше накладных расходов уходит на передачу порций данных маленького размера. Разработчикам технологии Ethernet пришлось искать золотую середину между двумя этими параметрами, и минимальным размером кадра была установлена величина 64 байта.

Витая пара и дуплексный режим рабты

Витая пара в качестве среды передачи отличается от коаксиального кабеля тем, что может соединять только два узла и использует разделенные среды для передачи информации в разных направлениях. Одна пара используется для передачи (1,2 контакты, как правило оранжевый и бело-оранжевый провода) и одна пара для приема (3,6 контакты, как правило зеленый и бело-зеленый провода). На активном сетевом оборудовании наоборот. Не трудно заметить, что пропущена центральная пара контактов: 4, 5. Эту пару специально оставили свободной, если в ту же розетку вставить RJ11, то он займет как раз свободные контакты. Таким образом можно использовать один кабели и одну розетку, для LAN и, например, телефона. Пары в кабеле выбраны таким образом, чтоб свести к минимуму взаимное влияние сигналов друг на друга и улучшить качество связи. Провода одной пару свиты между собой для того, чтоб влияние внешних помех на оба провода в паре было примерно одинаковым.
Для соединения двух однотипных устройств, к примеру двух компьютеров, используется так называемый кроссовер-кабель(crossover), в котором одна пара соединяет контакты 1,2 одной стороны и 3,6 другой, а вторая наоборот: 3,6 контакты одной стороны и 1,2 другой. Это нужно для того, чтоб соединить приемник с передатчиком, если использовать прямой кабель, то получится приемник-приемник, передатчик-передатчик. Хотя сейчас это имеет значение только если работать с каким-то архаичным оборудованием, т.к. почти всё современное оборудование поддерживает Auto-MDIX — технология позволяющая интерфейсу автоматически определять на какой паре прием, а на какой передача.

Возникает вопрос: откуда берется ограничение на длину сегмента у Ethernet по витой паре, если нет разделяемой среды? Всё дело в том, первые сети построенные на витой паре использовали концентраторы. Концентратор (иначе говоря многовходовый повторитель) — устройство имеющее несколько портов Ethernet и транслирующее полученный пакет во все порты кроме того, с которого этот пакет пришел. Таким образом если концентратор начинал принимать сигналы сразу с двух портов, то он не знал, что транслировать в остальные порты, это была коллизия. То же касалось и первых Ethernet-сетей использующих оптику (10Base-FL).

Зачем же тогда использовать 4х-парный кабель, если из 4х пар используются только две? Резонный вопрос, и вот несколько причин для того, чтобы делать это:

Не смотря на это на практике часто используют 2х-парный кабель, подключают сразу 2 компьютера по одному 4х-парному, либо используют свободные пары для подключения телефона.

Gigabit Ethernet

В отличии от своих предшественников Gigabit Ethernet всегда использует для передачи одновременно все 4 пары. Причем сразу в двух направлениях. Кроме того информация кодируется не двумя уровнями как обычно (0 и 1), а четырьмя (00,01,10,11). Т.е. уровень напряжения в каждый конкретный момент кодирует не один, а сразу два бита. Это сделано для того, чтоб снизить частоту модуляции с 250 МГц до 125 МГц. Кроме того добавлен пятый уровень, для создания избыточности кода. Он делает возможной коррекцию ошибок на приеме. Такой вид кодирования называется пятиуровневым импульсно-амплитудным кодированием (PAM-5). Кроме того, для того, чтоб использовать все пары одновременно для приема и передачи сетевой адаптер вычитает из общего сигнала собственный переданный сигнал, чтоб получить сигнал переданный другой стороной. Таким образом реализуется полнодуплексный режим по одному каналу.

Дальше — больше

10 Gigabit Ethernet уже во всю используется провайдерами, но в SOHO сегменте не применяется, т.к. судя по всему там вполне хватает Gigabit Ethernet. 10GBE качестве среды распространения использует одно- и многомодовое волокно, с или без уплотнением по длине волны, медные кабели с разъемом InfiniBand а так же витую пару в стандарте 10GBASE-T или IEEE 802.3an-2006.

40-гигабитный Ethernet (или 40GbE) и 100-гигабитный Ethernet (или 100GbE). Разработка этих стандартов была закончена в июле 2010 года. В настоящий момент ведущие производители сетевого оборудования, такие как Cisco, Juniper Networks и Huawei уже заняты разработкой и выпуском первых маршрутизаторов поддерживающих эти технологии.

В заключении стоит упомянуть о перспективной технологии Terabit Ethernet. Боб Меткалф, создатель предположил, что технология будет разработана к 2015 году, и так же сказал:

Чтобы реализовать Ethernet 1 ТБит/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, все новое

UPD: Спасибо хабраюзеру Nickel3000, что подсказал, про то что разъем, который я всю жизнь называл RJ45 на самом деле 8P8C.
UPD2:: Спасибо пользователю Wott, что объяснил, почему используются контакты 1,2,3 и 6.

Источник

Какой кабель для интернета лучше проложить в квартире?

При проведении линий локальной связи используется ethernet-кабель, который выпускается в нескольких разновидностях (коаксиальный, оптоволоконный, витая пара). Отличается диаметр кабеля, состав и тип жил, скорость и качество передачи информации; изделия выпускаются цельными и скрученными, стандартными либо экранированными.

Виды кабелей для интернета

В перечне основных видов сетевых кабелей:

Конструкция провода коаксиального включает проводник с плотным изоляционным покрытием, оплетку из меди либо алюминия, внешний изолирующий слой. Помимо подключения к сети, интернет-продукция применяется для перевода сигналов от антенн и телевизионных спутников для построения скоростных цифровых сетей (кабельное ТВ).

Отличается конфигурация разъёмов провода:

Для создания локальных линий используется сетевой кабель витая пара. Продукция включает попарно перекрученные медные проводники с изолирующим слоем. Стандартный провод состоит из 4 (8 проводников) либо из 2 пар (4 жилы). Между приборами, объединенными с помощью кабеля, должно быть по нормативам не более 100 м. Провод выпускается стандартный либо с защитой. Для работы с кабелем используется разъем типа 8P8C.

До того как выбрать кабель для интернета витая пара, необходимо определить подвид по характеристикам внешнего слоя (толщина, наличие армирования, состав). Провод UTP с пластиковым внешним слоем не защищен, выпускается без заземления. Изделия F/UTP, STP, S/FTP производятся с экранированием.

Маркировка кабеля витая пара отражает категории по цвету изолирующего слоя:

Кабель оптоволоконный является усовершенствованным проводом для построения сетевых линий. Изделие состоит из пластичных стеклопластиковых световодов с защитой из пластика. Кабельная продукция отличается высокой скоростью перевода информации, устойчива к помехам на линии. Провод может соединять системы на больших расстояниях. Изделия подразделяются на одно- и многомодовые.

В оптоволокне используются разные виды разъемов (FJ, ST, MU, SC). Провода бюджетны, выглядят эстетично, однако требуют приобретения дополнительного оборудования и сложны в установке. Продукция используется для формирования масштабных сетевых систем, создания доступа к интернету на большой скорости.

Медные проводники в Ethernet-кабеле выпускаются:

Цельные проводники прочные, надежные, долговечные, однако менее пластичные. Продукция предназначена для стационарных систем в помещениях либо укладки небольшой протяженности на внешних конструкциях.

Изделия скрученные состоят из тонких медных проволок, свитых вместе. Кабели прочные, пластичные, предназначены для размещения в рабочих пространствах, в местах с необходимостью перемещения объектов.

Какие бывают жилы

В сетевых проводах применяется несколько вариантов жил:

Омедненный

Омедненные элементы отличаются небольшой скоростью проведения информации. Центральная часть выполнена из композитного сырья, внешний слой состоит из медных сплавов. Потери электрической энергии у провода небольшие, т.к. ток проходит по внешнему слою.

Производится несколько видов омедненных сетевых изделий, отличающихся материалами центральной части жилы:

Названием CCA обозначается продукция из алюминия с внешним слоем из сплавов меди. Изделия пластичные, качественные, простые в монтаже.

CCS — провод из стали с покрытием из меди. Кабель прочный, менее эластичный, чем аналоги из алюминия, не рекомендован для протяженных сетей, т.к. при скручивании в изделиях образуются надломы. Продукция не выдерживает процесс обжимки.

Количество жил

Кабель витая пара может выпускаться с 4 и 8 жилами. Для передачи по стандарту на скорости до 100 Мбит/сек можно использовать 4 жилы, а вот чтобы получить больше 100 мегабит/с — 1 Гбит/c, понадобятся все 8 жил кабеля.

Поэтому необходимо заранее выяснить, какая в квартире скорость интернета, чтобы выбрать правильное количество жил кабеля витая пара.

Также изделия выпускаются:

Кабели с 1 медной жилой используются для проведения линий в стеновых панелях, для подсоединения к розеткам. Не допускается контакта однопроволочного изделия с сетевым оборудованием. На протяженных линиях жилы могут деформироваться, разрушаться.

Кабели многожильные состоят из нескольких проволок. Вид не предназначен для врезки в панели розеток. Изделия пластичные, рекомендованы для выполнения сложной проводки со скручиваниями, прокладки в углах и проходах. Продукция подходит для блоков, объединяющих приборы.

Медь или кабель частично омедненный

При выборе провода учитывается протяженность сети, количество подключаемых объектов. На небольших расстояниях разница в изделиях из меди либо омедненных незначительна. При проведении сетей протяженностью более 50 метров в омедненных проводах возникают сбои в передаче сигнала. Проводимость алюминиевого сплава и стали ниже меди.

Изделия из медных сплавов предназначены для построения масштабных локальных систем с расстоянием между объектами до 10-20 метров. Изделия не создают помех при переводе сигнала. Для соединения компьютера с тройниками, розетками, коммутационным оборудованием достаточно жил с комбинированным составом (омедненных).

На видео ниже наглядно показаны отличия медной FTP жилы витого кабеля и покрытого медью алюминиевого UTP.

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.

Источник

Спецификации кабелей Ethernet

Тип материала Информация о продукции и документация

Идентификатор статьи 000007187

Последняя редакция 10.12.2021

Intel® Ethernet адаптеры имеют небольшой разъем RJ45 с оснастителем. Кабель RJ45 также известен как твист-pair Ethernet (TPE), несогласовывая искривленная пара (UTP) и кабель 10BASE-T. Тип кабелей, который вы должны использовать, зависит от вашего адаптера.

Темы, рассматриваемые ниже:

Основы кабелей

Кабели должны соответствовать стандарту IEEE 802.3 10BASE-T для двухпарного кабеля UTP.

Кабель между компьютером и коммутатором должен иметь длину менее 100 метров.

Для каждого сигнала требуется пара проводов (+ и — полярность сигнала). Пара относится к двум проводам, обычно общего цветового основания, в более крупном кабеле.

Вы должны поддерживать полярность проводов от конца до конца. Например, провод, подключенный к контакту 1 на одном конце, должен подключиться к контакту 1 на другом конце.

Оборудование для переключения кабелей, например блоки ударов и настенные пластины, должно соответствовать или превышать номинальную категорию кабеля.

При отвявке проводной платы для перегревов не отключайте провод более 1/2 дюйма или около 11/2 поворотов.

Сетевые адаптеры и гигабитные адаптеры Fast Ethernet

Контакты кабеля и разъема

Если вам нужно отремонтировать кабель или предоставить разъемы для кабеля UTP, проволочок прямо через (показан кабель MDI):

Контакты 1 и 2 должны быть парой. Контакты 3 и 6 должны быть парой. Пара относится к двум проводам, обычно общего цветового основания, скрученных друг вокруг друга в более крупном кабеле.

Для установки прямого кабеля коммутатор обеспечивает функцию внутренней передачи/приемоперевода. Цепь передачи сетевой платы подключена к цепям приемодателя коммутатора и наместнику.

Контакт разъема RJ45 (предложенные цвета провода):

Имя и функция контакта:

Передача данных Plus (TD+): положительный сигнал для дифференциальной пары TD. Сигнал содержит последовательный поток данных, передаваемый в сеть.

Передача данных за вычетом (TD-): отрицательный сигнал для дифференциальной пары TD. Здесь содержится та же информация, что и контакт 1.

Receive Data Plus (RD+): положительный сигнал для дифференциальной пары RD. Сигнал содержит последовательный поток данных, полученный из сети.

Прием данных за вычетом (RD-): отрицательный сигнал для дифференциальной пары RD. Сигнал содержит тот же вход, что и контакт 3.

Контакты кабеля и разъема

В отличие от кабелей TX, кабель T4 не использует отдельные выделенные пары для передачи или получения данных. Кабель T4 использует все четыре пары проводов. Три пары передают данные, а четвертая пара обнаруживает коллизии.

Контакты 1 и 2 должны быть парой.
Контакты 3 и 6 должны быть парой.
Контакты 4 и 5 должны быть парой.
Контакты 7 и 8 должны быть парой.

Для установки прямого кабеля коммутатор обеспечивает функцию внутренней передачи/приемоперевода. Цепь передачи сетевой платы подключена к цепям приемодателя коммутатора и наместнику.

Подключение двух рабочих станций без коммутатора

Для быстрого сетевого адаптера и гигабитного адаптера необходимо использовать звездную топологию. Коммутатор в центре звезд, и каждая рабочая станция или сервер подключена к коммутатору.

В целях тестирования вы можете напрямую подключить две рабочие станции, рабочие станции и сервер без использования коммутатора. Для установки требуется специальный кабель, включив функцию кроссовера, описанную ранее в этом документе. См. далее схему, по которой провода должны быть перемыщены.

Схема кабеля Ethernet Crossover(MDI-X):

Пара полученных данных (два провода, указанные RD) должна быть искривленной парой. Пара данных передачи (указанный TD) должна быть искривленной парой.

Схема кабеля Ethernet

Пара полученных данных (два провода, указанные RX_D2) должна быть искривленной парой. Пара данных передачи (TX_D1) должна быть искривленной парой. Первая двунаправленная пара (назначенная BI_D3) должна быть искривленной парой, а вторая двухнаправленная (BI_D4) должна быть искривленной. Вы можете использовать кабель категории 3, 4, 5 или 6.

Целостность канала

Светодиоды на адаптерах показывают целостность соединения:

В некоторых моделях один светоинкатор отображается как ссылка, так и активность.

Для получения дополнительной информации см. руководство по установке адаптера или файл Diagnostic LEDs Readme.

Общие проблемы

Если перекрестный провод установлен в кабеле или проводе, коммутатор не может обнаружить рабочая станция. Светоинкатор связи должен быть установлен на коммутаторе и адаптере. Убедитесь в правильности проводки.

Проблемы полярности

Общая проблема проводки 10BASE-T заключается в переходе на положительные и отрицательные этапы передачи или получения сигналов. Например, перекрестные контакты 1 (TX+) и 2 (TX-).

Intel® Ethernet адаптеры автоматически выявляют эту проблему и адаптируются для нее самостоятельно. Мы рекомендуем вам проверить проводку для устранения проблемы.

Источник

Что такое кабель Ethernet и как он ускоряет интернет-соединение?

Рассказываем про два вида подключения к интернету – по Ethernet и Wi-Fi.

В наше время наиболее распространенный способ подключения к интернету – это соединение Wi-Fi. Оно удобно тем, что не требует проводов, действует на большом расстоянии и поддерживается широким спектром техники. Однако это не единственный способ «доставки» интернета на ваши устройства. Есть еще и проводное подключение при помощи кабеля Ethernet.

Что представляет собой кабель Ethernet?

До того, как в быту появились беспроводные коммуникации, основным способом выйти в интернет был сетевой кабель. Он соединяет компьютер, ноутбук, игровую консоль или другое устройство с маршрутизатором вашей сети.

И сегодня разъем Ehterent предусмотрен на многих девайсах. Он позволяет подключаться к интернету при помощи стандартного кабеля.

На обоих концах кабеля Ethernet находятся одинаковые штекеры. В целом он очень похож на провод от старого стационарного телефона, только его размеры больше.

При покупке маршрутизатора кабель Ethernet часто можно обнаружить в комплекте. Также его можно приобрести в интернете и во многих розничных магазинах.

В чем преимущества кабеля Ethernet перед Wi-Fi?

Проводное подключение к интернету считается более надежным, чем Wi-Fi: меньше сбоев, задержек и помех от окружающей электроники. На качество связи не влияют физические препятствия в виде стен, мебели и пр.

При соединении Ethernet показатели скорости и качества сигнала выше, чем по Wi-Fi, так как данные передаются по выделенной линии.

Вы можете самостоятельно убедиться в этой разнице. Для начала запустите тест сетевого подключения на Speedtest.net по Wi-Fi, а затем повторите попытку, изменив подключение на кабельное соединение. В 99% случаев скорость передачи данных по Ethernet будет близка к той, что обещает ваш интернет-провайдер.

Важно помнить, что при любом способе подключения – хоть проводном, хоть без – скорость интернета не может превышать предел, установленный провайдером. Кабели Ethernet обеспечивают скорость до 1 Гбит/с, но если вашим тарифным планом предусмотрена максимальная скорость 100 Мбит/с, вы не сможете превысить это значение без изменения тарифного плана.

Как пользоваться кабелем Ethernet?

На настольных ПК, PlayStation, Xbox, смарт-телевизорах и пр. для кабеля Ethernet предусмотрен специальный разъем. Проводное подключение этих устройств к интернету интуитивно понятно: одним концом кабель подключается к маршрутизатору, другим к самому устройству. Никаких дополнительных переходников как правило не требуется. Для плотного контакта на штекере предусмотрены защелки-фиксаторы.

Порта Ethernet нет на Nintendo Switch и современных MacBook. Им необходим адаптер USB-A / Ethernet (консоль) или USB-C / Ethernet (MacBook).

Дальнейшие действия зависят от типа устройства. В некоторых случаях просто соединения с кабелем достаточно, чтобы установилось подключение. Но иногда необходимо зайти в настройки сети и указать использование Ethernet вместо Wi-Fi.

При переходе от беспроводного подключения к проводному вы можете столкнуться с ограничением по длине кабеля. Если маршрутизатор находится на большом расстоянии от устройства, есть вероятность, что провод до него не дотянется. Просверлить пол для вывода кабеля на верхний этаж тоже не всегда представляется возможным.

В тех случаях, когда проводное подключение реализовать невозможно, пригодятся адаптеры Powerline. Это усилители Wi-Fi сигнала, они подключаются к розетке рядом с устройством, на котором планируется проводная коммуникация, и ведут сигнал с маршрутизатора по линии электропередач. Соединение не настолько надежное, как проводное Ethernet, но может помочь, если других вариантов нет.

Важно отметить, что большинство маршрутизаторов имеют не один, а четыре порта Ethernet. Это значит, что к ним можно подсоединить до четырех устройств. Если нужно больше, на помощь придет сетевой коммутатор с дополнительным набором разъемов.

Используйте Ethernet для более качественного соединения

Кабель Ethernet можно использовать с разной бытовой электроникой, но есть и исключения, например, смартфоны. В них разъема Ethernet не предусмотрено, так как проводное соединение прямо противоречит мобильной природе.

Что касается стационарных ПК, ноутбуков и игровых консолей, на них качественные изменения в передаче данных будут очевидны только в том случае, если вы часто скачиваете большие файлы или играете в сетевые игры.

Источник