В современных сетях для прямой передачи интернет-сигнала может использоваться витая пара или оптоволокно. Эти два типа кабелей отличаются друг от друга принципом передачи данных, техническими характеристиками и ценой. И прежде чем покупать кабель, ознакомьтесь с достоинствами и недостатками каждого варианта.
Витая пара.
Витая пара – это два изолированных проводника, скрученных между собой с определенным шагом плетения. Такая конструкция позволяет защитить сигнал от внешних электромагнитных помех. Сам же сигнал передается в виде электрических импульсов с изменяющимся во времени вольтажом. В каждом кабеле может быть несколько таких пар. Обычно число пар кратно двум: одна работает на прием сигнала, другая на передачу.
Часто в кабелях могут быть использованы дополнительные слои для физической и электромагнитной защиты:
В качестве проводника для передачи цифровых данных используется медная проволока толщиной 400 – 600 мкм, покрытая полипропиленовым негорючим изолятором.
Оптоволоконные кабеля.
Оптическое волокно по принципу действия кардинально отличается от классической витой пары. Данные по нему передаются при помощи коротких световых импульсов – мод, которые испускает лазер, и считывает специальный приемник.
В качестве проводника используется сердцевина, именуемая ядром, которая производится из светопроницаемого гибкого материала:
Сердцевина имеет диаметр от 7 до 62,5 мкм и окружена двухслойной оболочкой, состоящей из внутреннего оптически-непроницаемого демпфера и внешнего защитного слоя.
Оптические волокна могут пропускать только один световой сигнал (одномодовые или SM), или сразу несколько (многомодовые или MM). Вторые предназначены для относительно коротких расстояний.
Внешний слой изоляции может объединять пучок из нескольких светопроводящих волокон с центральным силовым элементом. Такая конфигурация носит название волоконно-оптический кабель. Сеть, организованная при помощи таких кабелей, называется ВОЛС или волоконно-оптической линией связи.
Что выбрать для организации сети?
Сделать правильный выбор можно только опираясь на технические характеристики каждого из проводников. Основополагающих всего пять:
1. Скорость передачи сигнала.
В оптоволоконном кабеле за передачу сигнала отвечают световые импульсы, распространяющиеся со скоростью, равной 60 % от скорости света. В то время как в медном проводе сигнал передается при помощи электрического импульса, скорость которого более чем в 100 раз уступает скорости фотонов.
В привычных единицах измерения показатели скорости выглядят так:
2. Расстояние.
3. Восприимчивость к внешним помехам.
Благодаря фотонному механизму передачи информации, оптоволоконные линии не подвержены влиянию электромагнитных полей. А значит расположенные в той-же магистрали силовые линии не повлияют на качество сигнала. Это значительно упрощает монтажные работы. Также сигнал не пострадает и при природных колебаниях электромагнитных полей во время грозы.
В отличие от оптоволокна, медные кабели чрезвычайно восприимчивы к электромагнитным помехам, поэтому для прокладки сетей рекомендуется использовать дорогостоящие категории кабелей с максимумом защиты от помех. Вторым способом является размещение сетевой магистрали вдали от других коммуникаций и источников электромагнитного излучения.
4. Особенности прокладки кабеля.
А вот для оптоволоконных линий минимальный допустимый радиус изгиба составляет 7,5 см, при этом противопоказано давление на сам кабель. Это может привести к повреждению тонкого и хрупкого сердечника и соответственно выходу кабеля из строя. К тому же при прокладке сети требуется спецоборудование и профессиональная подготовка мастера. Для подключения оптоволоконных кабелей к пользовательскому оборудованию могут понадобиться специальные сетевые адаптеры.
5. Цена.
Еще несколько лет назад себестоимость оптоволоконного кабеля в 10 раз превышала цену на медный аналог. Но на сегодняшний день стоимость оптики и меди, как носителей уже сравнялась. При этом уже нет финансовой разницы и межды SM и MM оптоволоконными кабелями.
Если говорить о жизненном цикле, то у оптоволокна он составляет 30 – 50 лет. Витые пары также есть со сроком эксплуатации до 25 лет. Поэтому с экономической точки зрения разница между этими вариантами не может быть обоснована.
Исходя из всего вышесказанного, сделаем выводы:
Оптическое волокно незаменимо для передачи сигнала с высокими скоростями и на большие расстояния. Но их использование в квартирах и небольших офисах связано с лишними тратами и зачастую нерационально.
А вот медная витая пара – идеальный вариант для организации домашней сети, благодаря своей гибкости, простоте монтажа и умеренной стоимости. Однако для передачи на большие расстояния высокоскоростного сигнала она непригодна.
Посмотрите короткое видео от ведущего производителя оптического волокна мирового класса компании OFS, которая приглашает совершить экскурсию по их производственным объектам.
Представьте: вы переехали в новую квартиру и собираетесь подключить себе Интернет. Дом обслуживают 2 провайдера – «Медный всадник» и «Оптическая иллюзия». Преимущества первого – надежные, проверенные технологии на основе медной витой пары. Девиз второго: «Даешь оптоволокно в каждый дом», а это безграничная скорость, да и вообще модно и круто. Кому вы понесете деньги?
Положиться на опыт десятилетий или довериться инновациям? Если взвесить плюсы и минусы того и другого, то побеждает… Впрочем, давайте обо всем по порядку: что такое оптоволокно, в чем его принципиальные отличия от витой пары и что лучше для подключения домашнего Интернета.
Со скоростью света
Предполагаю, что многим читателям приходилось препарировать обычный сетевой кабель, и они знают, что он состоит из медных жил. Металл, в частности, медь передает информацию с устройства на устройство посредством электрических импульсов. Но электричество – лишь один из возможных переносчиков сигнала в компьютерных сетях, еще им бывают радиоволны и свет.
Для передачи светового импульса медь не годится, ему нужна прозрачная среда – светопроводящее волокно, которое и называют оптическим.
Оптоволокно или световод – это особая нитевидная структура из стеклянных или пластиковых материалов, которая проводит свет на большие расстояния. Скорость передачи по нему, в отличие от меди, практически безгранична!
Пучок таких волокон под одной оболочкой называют волоконно-оптическим кабелем, а сеть из них – волоконно-оптическими линиями связи или ВОЛС.
Оптоволокно: что оно собой представляет
Оптическое волокно состоит из прозрачного сердечника – среды передачи света, и оболочки (демпфера), которая препятствует затуханию импульса и обеспечивает его доставку до конечной точки.
Передающие среды, которые иначе называют ядрами оптических волокон, делают из кварцевого, халькогенидного и других видов стекол, а также из акриловых смол. Эти материалы характеризуются прочностью, гибкостью, высокой светопроницаемостью и низкой чувствительностью к перепадам температур и излучениям. Оболочки также состоят из стекла или пластика.
Толщина световодов, используемых в построении ВОЛС, составляет 125 мкм. При этом диаметр сердечника может быть разным – 7–62,5 мкм в зависимости от вида оптоволокна.
Виды и категории оптических волокон и кабелей. Одномод и многомод
По виду и назначению различают одномодовые и многомодовые оптические волокна (а также состоящие из них кабели).
Волоконно-оптические кабели, которые используют для построения компьютерных сетей, делятся на 7 классов:
Одномодовые кабели предназначены для межконтинентальных, межгосударственных, межгородских и внутригородских магистралей большой протяженности (обычно от 10 км), а также для связи удаленных узлов оборудования телекоммуникационных компаний и центров обработки данных. То есть их применяют там, где важна непрерывность (или минимальное количество соединений) и повышенная надежность линии.
Кабели такого типа стоят дешевле, чем многомодовые, но если учесть затраты на весь необходимый комплект оборудования, то системы на одномодовой передаче обходятся дороже.
Многомодовые кабели используют для подключения к сети рабочих станций и других конечных устройств внутри помещений, для связи между этажами и близко расположенными зданиями (до 550 м). Также ими оборудуют дополнительные линии связи в центрах обработки данных.
Для подключения к Интернету жителей многоэтажных домов чаще всего используют многомодовые кабели классов OM3 и OM4.
Волоконно-оптические кабели передают данные на расстояние до 40-100 км и поддерживают скорость до 100 Гбит/с. Но это лишь теоретически достижимые значения: на быстроту и качество связи влияет категория кабеля и оборудование, которое обрабатывает сигнал.
Так что же лучше – оптика или медь?
Нынче любой крупный и даже средний интернет-провайдер использует в ряде сегментов своих сетей оптоволокно. И наоборот: как бы провайдер не заманивал подключением к «самой быстрой системе нового поколения», отдельные участки его сетей – традиционный медный кабель. Просто правила им диктуют условия среды (где-то они больше подходят для меди, а где-то – для оптики) и экономическая целесообразность, а маркетинг – есть маркетинг.
К какому виду магистрали подключили ваш дом провайдеры «Медный всадник» и «Оптическая иллюзия», точно не скажет никто, поэтому будем считать, что их предложения различаются только способом подключения абонентов внутри квартир.
В таблице ниже сопоставлены свойства волоконной оптики и витой пары:
Оптоволокно
Медная витая пара
Теоретически достижимая скорость связи
OM3 и ОМ4 – 100 Гбит/с
До 10 Гбит/с для кабелей категории 6 и 7.
Максимальная длина неразрывной линии
ОМ4 – 125 м.
100 м
Физические свойства кабеля
Тонкий, хрупкий
Толстый, гибкий
Подверженность внешним воздействиям
Чрезмерные изгибы, давление, некоторые виды излучений
Электромагнитные помехи, атмосферное электричество, агрессивные химические среды, огонь, несанкционированное подключение для считывания данных
Совместимость с клиентским оборудованием
Требует покупки специальных адаптеров
Совместима с любыми устройствами, оснащенными гнездами RJ-45
Обслуживание
Требует спецоборудования и профессиональной подготовки
Требует минимальных навыков и знаний
Стоимость
Высокая
Низкая
Чисто оптоволоконные сети внутри домов и квартир пока большая редкость, чаще всего их делают гибридными – частично оптическими, частично меднопроводными, частично беспроводными. Оптику обычно подводят только к модему, а конечные устройства – компьютеры, смартфоны, смарт ТВ и т. д. получают Интернет всё по той же витой паре или Wi-Fi, ведь они не оборудованием модулями декодирования светового сигнала. Значит, какие бы сверхскорости ни обещал вам провайдер, медленные сегменты сети сведут ее на нет.
Итак, ваш выбор «Медный всадник», если:
Вам лучше стать клиентом «Оптической иллюзии», если:
Какое оборудование купить для домашней оптоволоконной сети
Оборудование, через которое клиентские устройства получают доступ в Интернет по волоконно-оптической связи, обычно предоставляет провайдер. Но это, как правило, простейшие бюджетные девайсы с ограниченным набором возможностей. Если хотите что-нибудь быстрее, мощнее, функциональнее, приобретите его самостоятельно.
Для построения домашней сети из «разношерстных» устройств понадобится роутер (маршрутизатор) с портом подключения оптики SFP, SPF+, XPF, PON или GPON – так их обозначают на корпусе аппарата. В отличие от универсального RJ-45, оптоволоконные разъемы бывают нескольких типов (форм). Какой подойдет вам, лучше уточнить у провайдера, с которым вы планируете заключить договор. Самый распространенный называется SC/APC.
Однако тип разъема – не единственное различие между такими роутерами. Оптоволоконные порты имеют разную пропускную способность, и она должна быть указана в характеристиках аппарата.
Внутри маршрутизатора оптический сигнал преобразуется в электрический и радио, которые понимают подключаемые устройства – ПК, телефоны и прочее. Они получают сигнал через интерфейсы LAN (Ethernet) и Wi-Fi. От пропускной способности последних тоже зависит скорость работы сети.
Для максимального раскрытия потенциала оптоволоконной связи все сетевые интерфейсы маршрутизатора должны поддерживать современные скоростные стандарты. А именно:
Ниже небольшой список моделей маршрутизаторов с поддержкой подключения к оптоволоконным линиям. Они различаются характеристиками и ценой.
Какой из них лучше? Тот, что больше отвечает вашим задачам и максимально приближен к параметрам вашей сети. Впрочем, при сходстве основных данных на первый план выходят дополнительные функции, а они здесь очень разные. Выбирайте и пользуйтесь.
Мы представляем пять причин для выбора оптоволоконного кабеля вместо медного: стоимость, пропускная способность, скорость и расстояние передачи, надежность и безопасность.
1. СТОИМОСТЬ
Эти совокупные затраты обычно превышают дополнительные затраты на оптоволоконное оборудование в централизованной оптоволоконной архитектуре, а также занимают значительно больше рабочего пространства (которое часто ограничено). Таким образом, полностью оптоволоконная LAN (локальная сеть) действительно более экономична и компактна, чем сетевая среда на основе витой пары для нового строительства и капитального ремонта.
Параметр
Волоконная оптика
Медная витая пара
Пропускная способность
Будущее
Переход к настольному ПК
Расстояние
Около 19 км. 10,000 Мбит / с
100 метров. 1000 Мбит / с
Восприимчивость к электромагнитным / радиочастотным помехам, перекрестным помехам и скачкам напряжения
Безопасность
Не восприимчив к сжатию
Восприимчив к сжатию
Обработка
Легкий, тонкий диаметр, высокая способность к растяжению
Тяжелый, большой диаметр, строгие требования к растяжению
Жизненный цикл
Вес / 305 метров.
Потребляемая энергия
2 Вт на пользователя
> 10 Вт на пользователя
2. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ
Хотя медь идеально подходит для голосового сигнала, она имеет очень ограниченную полосу пропускания, в то время как оптоволокно обеспечивает стандартизованную производительность до 10 Гбит / с и выше. Волоконно-оптические линии связи обеспечивают более чем в 1000 раз большую пропускную способность, чем медные, и могут иметь длину больше чем в 100 раз. Типичное произведение ширины полосы и расстояния для многомодового волокна составляет 500 МГц / км, поэтому кабель длиной 500 метров может передавать 1 ГГц. В то время как витая пара, оптимизированная для высоких скоростей передачи данных ( кабель Cat 6 ), может передавать 500 МГц только на 100 метров. Кроме того, потери сигнала на расстоянии более 500 метров в оптоволокне незначительны, а медь имеет очень высокие потери на высоких частотах.
3. СКОРОСТЬ И РАССТОЯНИЕ ПЕРЕДАЧИ
4. НАДЕЖНОСТЬ
5. БЕЗОПАСНОСТЬ
ВЫВОД
Появление оптического кабеля с его постоянно снижающейся стоимостью, увеличенной полосой пропускания, чрезвычайно высокой скоростью и большим расстоянием передачи, превосходной надежностью и безупречной безопасностью заменило медь во всех аспектах передачи и приема сети. Оптоволоконный кабель стал одним из самых популярных средств как для инновационной прокладки кабелей, так и для их модернизации, включая магистральные, горизонтальные и даже настольные приложения. А с неуклонным снижением стоимости и внутренними улучшениями, которые, казалось бы, ежедневно вносятся в оптоволоконную связь, конструкция оптоволокна станет более удобной и рентабельной. Это только вопрос времени, когда волоконная оптика полностью заменит медный кабель как в сетях дальней, так и ближней связи.
Если стоит выбор, где купить витую пару или оптический кабель, выбирайте надёжного поставщика. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.
Сейчас при устройстве компьютерных сетей всё большую популярность приобретает оптоволокно – специальный светопроводящий кабель, в котором информация передаётся с помощью света. Но также распространена и витая пара – обычный кабель с проводниками, сплетёнными определённым образом. Разные интернет-провайдеры предлагают разные варианты, да и дома можно использовать любой из них. Так какой выбрать: оптико-волоконный кабель или привычную всем витую пару? Рассмотрим, какие преимущества они имеют и в каких ситуациях лучше использовать каждый из этих вариантов.
Что лучше выбрать: оптико-волоконный кабель или витую пару?
Преимущества и недостатки оптико-волоконного кабеля
Оптоволокно принципиально отличается от обычных проводов. Информация в нём передаётся с помощью коротких световых импульсов, которые испускаются лазером и считываются специальным приёмником. В каждом таком кабеле множество оптических волокон, причём металла в нём нет совсем. Поэтому оптоволокно имеет немало достоинств:
Однако есть и недостатки:
Недостатков не очень много, однако они довольно важные и могут влиять на выбор предпочтительного варианта.
Преимущества витой пары
Кабели такого типа — сейчас одни из самых распространённых. Они бывают разного типа, но в целом имеют следующие плюсы:
Но имеются и некоторые важные недостатки:
Теперь мы можем сравнить и посмотреть, что лучше: оптоволоконный кабель или витая пара, и почему их применяют в разных случаях.
Какой кабель лучше
Чтобы решить, лучше оптоволокно или обычная витая пара, нужно определить, в каких условиях они будут использоваться. Если нужно просто соединить несколько компьютеров в сеть, конечно, лучше всего подойдёт витая пара. Такую сеть можно создать очень быстро и дёшево, а скорость передачи будет вполне приличной. Кроме того, витая пара очень удобна в доме или в офисе по причине её непритязательности. Провод можно свободно изгибать, протягивать в самых неудобных местах. Даже если он случайно повредится, цена ему – копейки.
Оптоволокно в офисном варианте – довольно дорогая штука. Требуется оборудование, да и сам кабель не так уж и дёшев. Поэтому для устройства локальных сетей его использование просто финансово неоправданно. Единственное преимущество – высокая скорость передачи, не проявит себя, так как вряд ли даже десяток компьютеров смогут создать такой непрерывный трафик, на который рассчитано оптоволокно. Однако у оптоволокна есть немалый плюс – расстояние прокладки и независимость от помех. Поэтому его и используют для прокладки интернета к населённым пунктам или многоэтажкам. А вот дальше уже идет разводка по абонентам с помощью витой пары. Так используются преимущества обоих типов кабелей.
Кроме того, вот уже несколько лет провайдеры для одного абонента предоставляют скорость не более 100 Мбит/с, а на практике гораздо меньше. С такой нагрузкой вполне справляется витая пара. Но много абонентов из одного дома способны нагрузить и оптоволоконный кабель, поэтому его и удобнее проводить не от каждой квартиры к провайдеру, а от целого многоквартирного дома. Поэтому, если вы делаете выбор между обычным проводом типа витая пара и оптико-волоконным кабелем, учитывайте их плюсы и минусы. Там, где расстояния небольшие, нет особых помех, и скорости около 100 Мбит/с достаточно, можно обойтись витой парой. Там, где нужна помехоустойчивость, соединение на километры, и ожидается высокая нагрузка, лучше подойдёт оптоволокно.
В различных сетях для передачи информации используются специальные кабели — витая пара и оптоволокно. Можно ли выбрать что-то одно, какое у них назначение, в чем их отличия, преимущества и недостатки — разберемся.
Особенности производства витой пары
Витая пара была создана Александром Беллом в 1881 году, а уже в 1900 году повсеместно использовалась в телефонных линиях на территории США. Как можно догадаться по названию, в этом типе кабелей используется несколько витых пар — двух изолированных проводников, скрученных с определенным шагом. Такое конструктивное решение было принято, чтобы уменьшить электромагнитные помехи от внешних источников. В витой паре также могут использоваться и дополнительные слои для защиты от внешних наводок.
Создание витой пары начинается с огромных бобин медной проволоки, которая служит проводником электрического сигнала. Каждая медная нить диаметром в 7,8 мм наматывается на систему из нескольких роликов и вытягивается до 0,4-0,6 мм. Процесс вытягивания позволяет получить из 160 метров медного стержня более 1,5 км провода.
На следующем этапе медь покрывают пластиковым изолятором разных цветов. Его делают из негорючего полипропиленового состава, который поставляется на производства в виде гранул. Затем каждый кабель по цвету наматывают на отдельные катушки. Далее с помощью специального станка из двух проводников создается одна витая пара, а после — четыре или больше витых пары соединяются в один кабель с последующим экранированием.
В конце производства готовые кабели сворачивают в катушки и упаковывают для транспортировки. Согласно исследованию DISCOVERY Research Group на 2019 год объем рынка LAN-кабелей России составлял 570 330 километров. Этого хватит, чтобы 14 раз охватить всю Землю по экватору.
Производство оптического волокна
Патент на передачу данных посредством света в оптоволокне в 1934 году получил Норман Френч — инженер фирмы AT&T, но первые лазер и приемник сигналов появились только в 1962 году. Коммерческое использование таких кабелей началось только в 80-х годах, когда удалось решить проблему быстрого затухания.
Оптическое волокно представляет собой нить из прозрачного материала — стекла или пластика. Кабель состоит из сердцевины, в которой перемещается свет, и оболочки с другим коэффициентом преломления.
Толщина сердцевины зависит от того, сколько лучей (мод) будет передаваться по кабелю.
Производство оптоволокна — это сложный и высокотехнологичный процесс. В России первый завод появился в 2015 году в Саранске. В восьмиэтажном здании Сарансккабель-Оптика располагается вертикальная производственная линия. Все начинается со специальных преформ (заготовок), которые при помощи мощной печи разогреваются до 2 000 градусов Цельсия. Из печи выходит уже волокно толщиной в 125 микрон.
Далее нити покрывают акрилатом и обрабатывают ультрафиолетовыми лампами для затвердевания. На выходе получается готовый оптоволоконный кабель. Процесс идет практически непрерывно, а нить движется через все восемь этажей со скоростью до 1 700 метров в минуту. На выходе формируются небольшие катушки с оптоволокном, готовые к доставке.
Витая пара против оптоволокна: преимущества и недостатки
Принципиальное отличие этих двух типов кабелей заключается в способе передачи сигнала: в витой паре это электрический импульс, а в оптоволокне — световой луч.
Оптоволокно обладает следующими достоинствами:
Несмотря на многочисленные достоинства, оптическое волокно не смогло вытеснить витую пару. Все дело в нескольких важных минусах. Цена на оптоволоконное оборудование даже с появлением многочисленных производств остается высокой, поскольку оно работает не с электрическими сигналами, а с оптическими.
Другая проблема — относительная хрупкость и сложность монтажа. Несмотря на то, что оптоволокно можно гнуть, в его основе лежит стекло, поэтому при сильных изгибах такой кабель ломается. Угол изгиба больше 90 градусов дает ослабление сигнала. Для спайки необходим специальный аппарат, без которого соединить два конца оптоволоконного кабеля невозможно. Ремонт таких коммуникаций сложнее и требует особой квалификации.
Помимо этого, большая часть потребительской техники (роутеры, телевизоры, TV-приставки) работают с электрическими сигналами, поэтому подключатся посредством витой пары.
Витая пара по многим параметрам проигрывает оптическому волокну: невысокие скорости передачи (для категории Cat.7 до 10 Гбит/с), длина одного сегмента не может превышать 300 метров, а поскольку медь подвержена окислению, то и срок службы у витой пары при оптимальных условиях влажности и температуры не превышает 15 лет.
Главный минус — подверженность помехам, что вынуждает производителей тратиться на дополнительные меры защиты. В заводских условиях с мощным электромагнитным излучением витую пару использовать невозможно.
Почему не используется что-то одно
Несмотря на очевидные достоинства оптического волокна, витая пара со своими минусами остается неотъемлемой частью интернет-коммуникаций и не только. Главная причина — дешевизна оборудования и легкость обслуживания. Большинству обычных потребителей хватает скорости до 1 Гбит/с, которую без проблем обеспечивают последние категории витой пары. Также в квартирах и частных домах нет сильных электромагнитных наводок, которые могут создать помехи.
Самое главное — витую пару намного проще прокладывать. В квартирах нередко приходится протягивать LAN-кабели в специальных каналах плинтуса. Избежать изгибов в 90 градусов будет практически невозможно. Заменить патчкорды или участок витой пары могут даже обычные пользователи при наличии соответствующего инструмента.
Прокладывать оптоволокно на небольшие расстояния в квартирах и частных домах сложно и часто нерационально, особенно, если вся техника имеет стандартные порты RJ-45. Противоположные качества оптоволокна и витой пары вынуждают делать комбинированные сети.
На больших расстояниях прокладывают оптоволокно, используя его главные достоинства — высокую скорость передачи, длину сегмента, стойкость к перепадам температур и помехам. Для подключения абонентов на небольших участках применяют витую пару, поскольку ее легко монтировать и нет необходимости ставить для каждой квартиры медиаконверторы.
Учитывая хрупкость оптоволокна и совершенствование витой пары (новейший стандарт Cat.8 обеспечивает скорость до 40 Гбит/с), ни один из типов кабелей не сможет вытеснить второй и стать повсеместным в ближайшие годы.
