Полное руководство по кабелям Ethernet: что вы должны знать

Несмотря на огромные улучшения в беспроводных технологиях, кабели Ethernet по-прежнему являются самым быстрым и надежным средством установления сетевого соединения. Они являются основой сетевой инфраструктуры, поскольку они устойчивы к износу. Однако важно знать, что не все кабели Ethernet одинаковы. Производители выпускают их в разных категориях, как определено стандартами ANSI и ISO.

Различные категории — Cat5e, Car6, Cat6a, Cat7 и Cat8. Они могут иметь различную толщину проводов, экранирование и качество меди, что делает их быстрее или медленнее. Изучение различий между этими кабелями Ethernet и факторов, которые влияют на их скорость, имеет жизненно важное значение для обеспечения безупречной сети. В этом полном руководстве по кабелям Ethernet мы рассмотрим все эти аспекты, чтобы принять логичное и обоснованное решение о покупке в нашем следующем проекте. Давайте начнем!

Что такое кабель Ethernet?

Боб Меткалф, работавший в исследовательском центре Xerox в Пало-Альто, создал первую систему Ethernet 22 мая 1973 года. Это был способ цифровой связи между рабочей станцией и принтером. Он изменил название своего успешного проекта, «Сеть Альто Алоха», к Ethernet. Это слово относится к Светоносному эфиру или «Эфиру», постулируемой световой среде вселенной в то время. Перемотав годы вперед, кабели, соединявшие устройства Ethernet, усовершенствованная версия «Сети Alto Aloha», получили название кабеля Ethernet.

Ethernet-кабель: кто его классифицирует?

Поскольку мир двигался к стандартизации, чтобы минимизировать отходы и улучшить сотрудничество для быстрого прогресса, возникла необходимость в организации, которая бы регулировала технологию кабеля Ethernet. ANSI (Американский национальный институт стандартов) и ISO (Международная организация по стандартизации) — это две организации, которые устанавливают стандарты для кабеля Ethernet. В основном существуют два стандарта, которые напрямую касаются категорий кабеля Ethernet:

• ANSI/TIA-568:Рассматривает категории кабелей Ethernet, расстояния, схемы выводов, топологии кабелей, пропускную способность сигнала, вносимые потери и перекрестные помехи. Также предоставляет рекомендации по установке для максимальной производительности.

• ИСО/МЭК-11801:Он охватывает различные категории кабелей, требования к производительности и методы установки, обеспечивая совместимость, взаимодействие и производительность сетей Ethernet.

Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) определяет электронный аспект сетей. Стандарт IEEE 802.3 касается элемента конфигурации сети Ethernet, а также представляет связь между устройствами в одной сети. Этот стандарт отделен от требований к физическим характеристикам кабеля.

Типы кабелей Ethernet

Кабели Ethernet обеспечивают высокоскоростное соединение между устройствами, которые взаимодействуют в цифровом формате. Кабели Ethernet категории 1 и 2 не рассматриваются в современных стандартах, поскольку они работают только для голосовых цепей, а не для данных. Категории 3, 4 и 5 являются четко определенными категориями в соответствии с современными стандартами кабелей Ethernet, но их ограниченная скорость и восприимчивость к электромагнитным неточностям сделали их устаревшими. Вот пять доступных кабелей Ethernet, которые обслуживают современное соединение Ethernet с высокоскоростным подключением:

Cat5e

Cat5e — это усовершенствованный кабель Ethernet категории 5, выпущенный на рынок в 2001 году, почти через пять лет после запуска кабелей Cat5. Cat5e использует медные провода 24AWG, обычно 4 витые пары (8 проводов) на кабель. ANSI/TIA называет его усовершенствованным из-за его в 10 раз более высокой скорости передачи данных и возможности гарантировать передачу данных по более длинным кабелям без перекрестных помех. Cat5e — идеальный кабель для домашних сетей благодаря отличному соотношению цены и производительности для скоростей Gigabit. Однако многие пользователи переходят на Cat6 для лучшей защиты в будущем, особенно с учетом того, что высокоскоростные интернет-подключения становятся обычным явлением.

Кат6

В 2002 году кабели Cat5e были заменены кабелями Cat6. Эти кабели Ethernet обеспечивали обратную совместимость с предыдущими стандартами.Физически отличить кабели Cat5e и Cat6 снаружи невозможно из-за их похожих разъемов RJ45 и цветов кабеля. Пользователи могут прочитать описание, напечатанное на оболочке кабеля производителем, для различения. Провода внутри кабеля Cat6 толще, с AWG 23. Это позволяет ему передавать больше данных и работать лучше, чем Cat5e. Скрутка в парах проводов плотнее, а между парами проходит пластиковый шлицевой соединитель для улучшения разделения и перекрестных помех.

Кат6а

Cat6 — это расширенная версия кабелей Ethernet Cat6. Единственное отличие — более толстый сплайн, оболочка и изоляционный материал, благодаря чему Cat6a обеспечивает лучшую устойчивость к перекрестным помехам. Толщина провода та же, AWG23. Общая толщина кабеля увеличивается в диаметре. Его увеличение толщины приводит к ограничениям на изгиб. Обычно радиус изгиба прямо пропорционален диаметру провода. Прокладка кабеля Ethernet Cat6a — сложная задача, требующая больше места, чем у кабеля Cat6.

Кат7

Запущенный в 2010 году, Кабели Cat7 вывести кабели Cat6 Ethernet на новый уровень. Вместо обычного экранирующего материала Cat7 экранирует отдельные пары, чтобы еще больше повысить устойчивость к перекрестным помехам. Он по-прежнему использует ту же конфигурацию 23 или 22 AWG с 4 медными парами. Основной целью кабелей Cat7 было обеспечение готовности сетевой системы к будущему для сред, где необходимы высокоскоростные соединения. Он также исключительно хорошо работает в средах с высоким уровнем помех, где электромагнитные помехи могут напрямую влиять на способность кабеля передавать данные. Категория кабеля Cat7 Ethernet четко определена в стандарте ISO/IEC 1181.

Cat8

Конструкция кабелей Cat8 ориентирована на центры обработки данных и корпоративные среды, где для обеспечения производительности необходимы высокоскоростные соединения. Рабочая группа TR43 в рамках ANSI/TIA 568-C.2-1 завершила разработку в 2016 году. Это самый передовой кабель Ethernet для сетей. Пользователи могут найти кабели Cat8 с калибром проводов от 22 до 26 AWG. Эти кабели оснащены медными проводниками высочайшего качества для высокоскоростного подключения. Они имеют более толстые экраны, чем кабели Cat7 и Cat6. Неэкранированных кабелей Cat8 не существует.

Производительность и приложения

Кабели Ethernet являются основой любой сетевой системы. Они должны обеспечивать безупречную связь, минимизируя помехи и потери на сопротивление проводов. Все итерации дизайна кабелей Ethernet нацелены на увеличение скорости, пропускной способности и расстояния. Давайте посмотрим, какие факторы влияют на кабели Ethernet и на различия в производительности в зависимости от категорий кабелей.

Факторы, влияющие на производительность кабеля Ethernet

● Электромагнитная индукция (ЭМИ)

Электромагнитные помехи могут присутствовать в бытовых и промышленных приложениях. Они возникают из-за высоковольтных проводов, проходящих рядом с кабелем Ethernet. Индукционные нагреватели и драйверы двигателей являются одними из худших приборов, создающих электромагнитные помехи. Электромагнитные помехи могут приводить к потере пакетов, проходящих по кабелю Ethernet, или к ошибкам. Они также могут вызывать изменения в данных, вызывая дрожание в соединении данных.

● Затухание

Сигнал Ethernet использует электричество для передачи данных. Сила сигнала может уменьшаться по мере увеличения расстояния кабеля Ethernet. Сопротивление, емкость, индуктивность и скин-эффект могут вызывать затухание сигнала. Высококачественные кабели используют несколько методов экранирования и чистую медь для значительного снижения затухания.

● Перекрестные разговоры

Протоколы связи Ethernet используют несколько каналов для передачи данных. Эти каналы обычно проходят через различные пары медных проводов кабеля Ethernet.Однако близкое расположение этих проводов может вызвать помехи между этими каналами. Ухудшение сигнала, вызванное помехами, называется эффектом перекрестных помех.

● Возвратные потери

В гигабитных сетях обратные потери — это отношение сигнала, введенного из передатчика, к сигналу, возвращающемуся к источнику. Они вызваны разрывами материала и несоответствиями импеданса. Обычно они возникают, когда кабель слишком сильно изогнут или перекручен.

Сравнение производительности по категориям кабелей Ethernet

Кабели Ethernet различаются по производительности. Категория кабеля Ethernet имеет значение в высокоскоростных приложениях, таких как центры обработки данных и конкурентные игровые потоки. Различия в толщине проводов, плотности витой пары, оболочке и экранировании влияют на производительность кабеля Ethernet при доставке данных.

Скорость передачи данных кабеля может быть выше указанных стандартных значений. Приведенные ниже значения — это минимальная скорость, которую категория кабеля может предложить при определенной полосе пропускания и расстоянии. Однако уменьшение расстояния или наличие сверхвысококачественного кабеля может повлиять на скорость. Давайте сравним производительность кабеля Ethernet в соответствии с категориями ANSI/TIA 568.2-D:

Cat5e

Скорость: 1000 Мбит/с

Полоса пропускания: 100 МГц

Расстояние: 100 метров

Кабель Ethernet Cat5e достигает этих скоростей благодаря улучшениям в конструкции по сравнению с Cat5, который поддерживает только 100 Мбит/с. Это первый кабель, достигший отметки 1 Гбит/с. Он может потенциально обеспечить развертывание WiFi с подключением нескольких устройств, например, более высокий транспортный поток, на более широких дорогах. 100 МГц обеспечивает больше пространства для прохождения сигнала, что напрямую влияет на скорость.

Кат6

Скорость: 1000 Мбит/с

Полоса пропускания: 250 МГц

Расстояние: 100 метров

Еще одно улучшение конструкции кабеля Cat5e Ethernet с более широкой полосой пропускания приводит к более высоким скоростям. Кабель Cat6 может поддерживать до 10 Гбит/с интернета на расстоянии до 55 метров, что делает его доступным вариантом для приложений на коротких расстояниях.

Кат6а

Скорость: 10 000 Мбит/с

Полоса пропускания: 500 МГц

Расстояние: 100 метров

Cat6a, расширенная версия кабелей Cat6, обеспечивает более широкую полосу пропускания в 500 МГц. Он обеспечивает 10-гигабитный интернет на общем расстоянии 100 метров. Кабель использует аналогичный разъем для кабеля Ethernet Cat6 с полной поддержкой скоростей передачи 10GBASE-T.

Кат7

Скорость: 10 000 Мбит/с

Полоса пропускания: 600 МГц

Расстояние: 100 метров

Благодаря улучшенному экранированию и материалу провода кабель Ethernet Cat7 обеспечивает полосу пропускания 600 МГц, что позволяет увеличить емкость данных, диапазон частот, скорость передачи данных и целостность сигнала. Более широкая полоса пропускания обеспечивает меньший уровень шума и искажений при передаче данных. Он также может поддерживать питание 90 Вт по Ethernet или PoE.

Cat8

Скорость: 40 000 Мбит/с

Полоса пропускания: 2000 МГц

Расстояние: 30 метров

Если вы ищете сетевую систему, которая будет соответствовать требованиям завтрашнего дня, то Ethernet-кабель Cat8 подходит. Это избыточно для домашних приложений, но идеально для центров обработки данных. Его скорость 40 Гбит/с с ультравысокой полосой пропускания 2000 МГц избыточна для большинства современных приложений. Он имеет гарантированную надежную скорость 40 Гбит/с, которая распространяется на расстояние до 30 метров. Огромный диаметр кабеля также может поддерживать передачу электроэнергии по Ethernet, обеспечивая мощность 200 Вт.

Категория	Скорость (Мбит/с)	Пропускная способность (МГц)	Расстояние (метры)	Основные характеристики
Cat5e	1000	100	100	Первый, достигший скорости 1 Гбит/с, подходящий для многоустройствового WiFi
Кат6	1000	250	100	Более широкая полоса пропускания для более высоких скоростей поддерживает 10 Гбит/с на коротких расстояниях
Кат6а	10,000	500	100	Расширенная версия Cat6 поддерживает скорость 10 Гбит/с для больших расстояний
Кат7	10,000	600	100	Улучшенное экранирование и материал проводов для поддержки PoE с большей пропускной способностью данных
Cat8	40,000	2000	30	Идеально подходит для центров обработки данных, поддерживает скорость до 40 Гбит/с на коротких расстояниях, высокую мощность PoE.

Приложения на основе категорий кабелей Ethernet

Выбор правильной категории на основе ваших требований может сэкономить вам деньги и сделать ваш проект эффективным. Легко выбрать кабель Cat8 для всех этих целей, но, как мы знаем, ограничения по расстоянию и проблемы с маршрутизацией сопутствуют кабелям Cat8. Итак, давайте рассмотрим некоторые приложения и подходящую для них категорию кабеля:

● LAN или онлайн-игры

Во время соревновательных игровых соревнований требования к скорости и времени отклика достигают своего пика! Организаторы и руководство таких мероприятий гарантируют, что их оборудование будет работать на максимуме своих возможностей, чтобы позволить игрокам проявить себя наилучшим образом на всемирно известных соревнованиях, таких как The International (TI), The FNCS Global Championship и LoL Worlds, призовые фонды которых превышают 25 миллионов долларов.

Лучше всего использовать проводную кабельную сеть Ethernet с высокоскоростным соединением с минимальным искажением сигнала или шумом при таких высоких ставках. Мы рекомендуем использовать кабель Cat7. Его легко прокладывать, он обеспечивает хорошую производительность, идеально подходит для игр.

● ВысокийПотоковое видео высокого разрешения

Для потоковой передачи видео высокой четкости HDMI 2.1 обеспечивает максимальную скорость передачи данных для потоковой передачи видео 8K, самого высокого доступного разрешения. Если HDMI 2.1 обеспечивает скорость 100 Мбит/с, он может работать на 60ed. Он устанавливает эталон скорости нашей сети. Кроме того, если требуется потоковая передача с разрешением 4K, достаточно пропускной способности 25 Мбит/с.

Для потоковой передачи 8K: кабель Ethernet категории 6a

Для потоковой передачи 4K: кабель Ethernet категории 5e

● Будущее Центры обработки данных Proofing

Центры обработки данных и серверные комнаты имеют огромные объемы данных, проходящих через их кабели Ethernet, и затухание, перекрестные помехи, возвратные потери и электромагнитные помехи могут критически повлиять на производительность. Поэтому идеальным подходом является оснащение их новейшими технологиями, чтобы сделать их перспективными. Кабель Cat8 идеально подходит для перспективных задач, поскольку он может обеспечить 40 Гбит/с и 2000 МГц на расстоянии 30 метров.

● Корпоративный Сети: Бизнес

Сотрудникам корпоративных офисных сетей или предприятий редко требуются приложения для передачи данных, потоковой передачи или малозадерживаемых приложений. Кабель Ethernet Cat5e имеет достаточную пропускную способность для поддержки высокоскоростной передачи данных. Разница между кабелями Cat8 и Cat5e будет едва заметна в ежедневном рабочем графике.

Экранированные и неэкранированные кабели

Экранированный кабель Ethernet

Кабели защищают провода от внешних факторов, таких как влага, жидкость, тепло и физический износ. Однако они все еще не могут бороться с невидимыми электромагнитными помехами и перекрестными помехами. Современные кабели предлагают технологию витой пары, которая естественным образом снижает помехи, но они все еще восприимчивы к этим невидимым угрозам. Современные кабели поставляются с экранированной защитой для снижения помех от окружающей среды. Это приводит к лучшей и более стабильной работе.Однако существуют различные типы экранирования, и производители кабелей используют следующие термины для описания экранирования в кабелях Ethernet:

СТП: Стандартная витая пара

U/FTP-сервер: Без общего экрана / Фольгированная витая пара

F/UTP: Общий экран из фольги / Неэкранированная витая пара

S/FTP или S/STP: Общий фольгированный экран и индивидуальная фольгированная витая пара

Плюсы	Минусы
● Защищает от жидкости, тепла и физического износа	● Дороже
● Лучшая производительность при высоких (EMI) и перекрестных помехах	● Более жесткий и менее гибкий
● Обеспечивает стабильное качество сигнала	● Медленнее при отсутствии электромагнитных помех
● Идеально для будущего	● Большие диаметры могут потребовать больше места

Неэкранированный кабель Ethernet

Для сетевых подключений дома или в корпоративной среде существует мизерная вероятность возникновения проблем с электромагнитными помехами или перекрестными помехами, требующих защиты фольгой. Неэкранированные кабели Ethernet легко прокладывать, и они имеют превосходное соотношение цены и производительности. Разница в скорости из-за внешних факторов заметна для таких приложений. Без электромагнитных помех неэкранированная витая пара (USP) работает лучше, чем кабели SSTP.

Плюсы	Минусы
● Более доступный для маршрутизации и установки	● Ухудшение производительности при высоком уровне электромагнитных помех
● Экономически эффективно для дома и офиса	● Потенциал перекрестных помех
● Подходит для соединений без значительных помех
● Работает лучше в среде без электромагнитных помех

CABLETIME предлагает широкий ассортимент кабелей FTP, S/STP и UTP для пользователей, которым нужны кабели для работы в уникальных условиях. Они разумно используют самые важные аспекты экранированных или неэкранированных кабелей, чтобы производить продукцию, которая понравится всем типам пользователей. Их линейка продукции включает кабели категорий Cat6, Cat7 и Cat8, которые соответствуют международным нормам и стандартам. Патчированные кабели Ethernet на их веб-сайте поставляются с усовершенствованными зажимами и уплотнениями.

Как выбрать правильный кабель Ethernet

Наши читатели должны следовать этим шагам, чтобы найти правильный кабель Ethernet для своего сценария использования, который обеспечит долговечность.

Шаг 1: Насколько быстр ваш интернет-провайдер?

Средний пользователь в США, Европе или любой другой части мира будет лишь частично использовать возможности скорости кабеля Ethernet в 40 Гбит/с. Самая высокая доступная скорость интернет-провайдера составляет 8 Гбит/с, предлагаемая Google Fiber в США. Это означает, что вы можете загрузить игру объемом 10 ГБ за 10 секунд. У потребительских компьютеров есть ограничения, из-за которых они загружают данные на гораздо более медленных скоростях, чем те, которые предоставляет Google. Таким образом, для среднего пользователя Интернета Cat6a и Cat7 означают, что ваш дом будет готов к высоким скоростям Интернета в будущем.

Шаг 2: Вам нужен короткий или длинный провод?

Если вы прокладываете кабель через стены или лотки, рассмотрите возможность использования кабелей, поддерживающих скорости на больших расстояниях с высокой маневренностью. Использование Cat8 для прокладки провода к розеткам затруднено из-за проблем с изгибом. Однако для центров обработки данных это может быть по-другому. Вам нужна защита на будущее и высокие скорости на коротких соединениях между маршрутизаторами и коммутаторами для серверных комнат и центров обработки данных.

Шаг 3: Соединительный кабель или индивидуальный

В зависимости от маршрутизации или приложения выберите между коммутационным кабелем и индивидуальным кабелем-распределителем. Коммутационные кабели — отличный вариант, если вы прокладываете провод от розетки до маршрутизатора WiFi. В противном случае научитесь подключать кабели Ethernet для маршрутизации на большие расстояния, так как вам понадобится коммутационный кабель.

Шаг 4: Рассмотрите среду для экранирования или неэкранирования

Выбор между экранированным и неэкранированным требует взвешивания преимуществ каждого кабеля и недостатков. Неэкранированный кабель быстрее, если нет проблем с электромагнитными помехами или перекрестными помехами.Однако экранированные кабели идеально подходят для промышленных применений, где ожидается влияние асинхронных двигателей, нагревателей и индукционных печей. Поэтому экранированные кабели применимы только в ограниченном количестве приложений, где электромагнитные помехи могут нарушить их работу. В случае домашних применений неэкранированные кабели лучше всего подходят для высокой производительности и экономичности.

Резюме и рекомендации

Кабели Ethernet могут напрямую влиять на производительность вашей сети. Тщательная оценка ваших требований и выбор подходящего кабеля для соответствующей цели может улучшить вашу сеть, одновременно уменьшая задержку или потерю пакетов. Чтобы избежать узких мест, Cat6, Cat7 и Cat8 являются самыми популярными категориями кабелей, обеспечивающими самые высокие скорости передачи данных. Затем следует выбор экранированных или неэкранированных кабелей. Экранированные кабели идеально подходят для промышленных применений, тогда как неэкранированные работают в большинстве ситуаций, таких как дома и корпоративные офисы.

Если большинство пользователей хотят самые высокопроизводительные кабели Ethernet для домашнего или офисного использования, рассмотрите линейку продукции CABLETIME. У них есть варианты кабелей UTP и SSTP с позолоченными разъемами для надежного соединения. Они используют в своих продуктах бескислородную медь 26AWG, что снижает потери затухания. Их коммутированные кабели Ethernet работают так, как обещано в их спецификациях, а также имеют двухлетний гарантийный срок. Посетите веб-сайт CABLETIME чтобы просмотреть их линейку продукции.

5 связанных вопросов, которые могут задать читатели

1. В чем разница между кабелями Cat5e и Cat6?

Основные различия между кабелями Cat5e и Cat6 включают в себя пропускную способность, экранирование и более плотную скрутку. Cat6 обеспечивает более широкий диапазон частот, аналогичный более широким полосам для автомобилей на шоссе. Он улучшает скорость передачи данных и качество сигнала. Физически кабели Ethernet Cat6 имеют 4 витые пары с утолщенным AWG 23. Он выше, чем кабель Cat5e, что снижает затухание.

2. Как можно ли определить, экранирован ли кабель Ethernet?

Производители обычно упоминают экранирование кабеля Ethernet или названия коммутационного кабеля в своих спецификациях. Кабель может быть U/FTP (без общего экрана / фольгированная витая пара), F/UTP (общий фольгированный экран / неэкранированная витая пара) или S/STP (общий фольгированный экран и индивидуальная фольгированная витая пара). В коммутационных кабелях вы не можете видеть провода внутри. Однако вы можете наблюдать разрез в кабелях в массе, чтобы найти алюминиевую фольгу между проводами или под основной оболочкой. Эта алюминиевая фольга является экраном.

3. Может ли я использовать кабель Ethernet как для подключения к Интернету, так и для подключения к локальной сети?

Целью кабеля Ethernet является обеспечение подключения к Интернету и локальной сети (LAN). Разъем RJ45 и современный метод подключения T568B являются стандартными для сетевых устройств. Однако для подключения устройств вам понадобится совместимый маршрутизатор или коммутатор. Используйте кабель Cat6 UTP, совместимый с большинством домашних сетевых приложений.

4. Делать Влияют ли кабели Ethernet на скорость интернета?

Самый быстрый доступный в 2024 году интернет — 8 Гбит/с, что показывает, что кабель Cat5e может стать узким местом, поскольку он обеспечивает скорость интернета только 1 Гбит/с. Любой кабель Ethernet выше Cat5e подходит для самой быстрой скорости интернета. Для домашнего и офисного использования вероятность доступа в интернет на более высоких скоростях мала.

5. Как долго может прослужить кабель Ethernet, прежде чем качество сигнала ухудшится?

Каждая категория кабеля Ethernet имеет гарантированную длину кабеля, за пределами которой качество сигнала и скорость начнут снижаться. Кабель Cat6 может обеспечивать 1000 Мбит/с на расстоянии до 100 м.Кабель Ethernet Cat8 может увеличить скорость передачи данных до 40 Гбит/с, но только до 30 м, после чего качество сигнала ухудшится.