История и эволюция кабеля типа «Витая пара»
Все гениальные открытия случайны
В 1876 году американец Александр Грейам Белл изобрёл телефон, а в 1881 году – «витую пару». Принципиально новая категория провода была создана случайно: учёный исследовал методы снижения помех, создаваемых в электрошнурах.
Дело в том, что его телефоны подключались к магистрали, проложенной открытым способом. В 1880 году в США массово пустили трамваи, которые наводили на телеграфные и телефонные линии волну помех.
Связисты пытались менять схемы, пробовали альтернативные варианты, экспериментировали, но это слабо помогало. Телефонный провод в те времена прокладывался на опорах параллельно воздушной ЛЭП, и за несколько лет рост энергопотребления увеличил помехи, поэтому с целью их минимизации инженеры придумали транспозицию слабоскрученной сбалансированной пары (но это была ещё не «витая пара», а лишь её прообраз).
С другой стороны, набирающая обороты телефонизация требовала освоения значительных объёмов кабеля и совершенствования соединений. А когда ЛЭП стали распространённым явлением, встал вопрос о поиске кардинального решения.
Так продолжалось до 1877 года, когда Томас Дулиттл из штата Коннектикут продемонстрировал дотоле неведомую операцию изготовления медной проводки, устойчивой к растяжению. Жилы изолировались посредством хлопка, пропитанного стеарином или резиновой субстанцией (гуттаперчей).
Таким образом, для уменьшения помех к концу XIX столетия провода официально стали скручивать друг с другом, а уже в 1900 году вся телефонная сеть Соединённых Штатов с полутора миллионами абонентов перешла либо на «витую пару», либо на открытые провода с транспозицией-перекрещиванием. Вот так бывает: фактически открытие подготовил Дулиттл, а более проворный Белл оформил патент на это изобретение.
Всё гениальное просто
Итак, разработанный тип проводника был специально предназначен для телефонных линий и представлял собой сначала 1 (однопроводную линию с цепью заземления), а затем 2 и более скрученных, изолированных друг от друга пар. Эта безэкранная структура вскоре оделась в защитную оболочку и постепенно приобрела современный вид. То есть «витая пара» оформилась в кабель, где жилы и изолированы, и попарно скручены; плюс образуемые пары дополнительно скручены между собой.
С годами эксплуатационники и сотрудничавшие с ними учёные поняли: мера скручивания находится в прямой зависимости от степени влияния внешней электромагнитной индукции, а также воздействия одного проводника на другой.
В то же время было подмечено: во избежание потери эффекта частоту скруток нельзя увеличивать до бесконечности, поэтому остановились на относительно небольшом количестве витков на единицу длины. Впоследствии с целью ослабления связи отдельных пар в изделиях cat. 5 и выше провода пары стали свивать с различным шагом.
Трансформация «витой пары»
На заре эры «витой пары» производилась передача сигнала со скоростью 1 Mbit/s. С усложнением электротехнических технологий и проводных соединений кабель модернизировался. Так, с революционным рождением Token Ring скорость связи увеличилась до 4 Mbit/s. Благодаря форматам Arcnet, Ethernet, USB сегодняшний её потенциал даёт возможность производить передачу данных со скоростью до 1 Gbit/s.
Первоначально у кабеля UTP не было маркировки, а провода не выпускались разноцветными. По ходу развития телефонии в середине века возникла настоятельная потребность маркировать изделия, т. к. появился экран и прочие конструкционные опции.
Сейчас это ключевой элемент СКС. Благодаря своей:
- доступности,
- удобству монтажа,
- простоте устройства
- он доминирует в современных LAN.
Очевидно, «витая пара» в своё время оказалась пригодной для процесса тотальной компьютеризации (телекоммуникации), ведь интернет – это прямой наследник телефонной сети.
Современная «витая пара» дифференцируется по таким признакам и факторам:
- Наличию экрана. Экранирование придаёт помехоустойчивость, однако требует установки особых разъемов, схем заземления и дополнительной профилактики. Вдобавок экран сам подчас становится источником наводки. В соответствии с мировыми стандартами, данный кабель бывает U (Unshielded) – безэкранным, S (Screened) – с экраном из металлооплётки, F (Foiled) – с фольгированным экраном.
- Материалу оболочки. В основном это ПВХ, ПЭ либо внешняя оплётка из разрывного капронового волокна. Данный элемент конструкции изделия подбирается с учётом окружающих условий.
- Расцветке. Распространённый цвет – сероватый с оттенками, у наружных версий – строго чёрный. Оранжевый указывает на негорючесть.
- Числу жил. Популярны 2-, 4-парные, при этом неэкранированный кабель включает 1-100 пар медных проводов.