Витая пара или оптоволокно — как выбрать среду передачи данных

Для передачи информации от источника к получателю в современных проводных линиях связи используется два вида кабеля — витая пара и волоконно-оптический.

Средой передачи в витой паре являются медные проводники, которые переносят электрический сигнал за счет разности потенциалов. В оптическом кабеле в качестве среды используют кварцевые световоды, по которым фотоны переносятся за счет внутреннего отражения электромагнитных волн на границе двух сред с разным коэффициентом преломления.

Оба вида кабеля используются в телекоммуникационных и компьютерных сетях, хотя и имеют различные характеристики. В чем именно заключается выбор между разным видом кабеля?

Критерии выбора кабеля

Для построения ЛВС используют различное активное и пассивное оборудование, которое обеспечивает передачу информации по соответствующим каналам связи. Основным элементом пассивного оборудования является кабель. Понимая, чем отличаются оптоволокно и витая пара, можно сделать правильный выбор в пользу того или иного подключения.

Сегодня практически все локальные сети строятся по технологии Ethernet. Международные стандарты определяют главные характеристики кабельной линии, которые соответствуют различным модификациям Ethernet:

  • удельное затухание, которое определяет дальность передачи без использования усилителей
  • полоса пропускания — диапазон частот, в которых сигнал передается без искажения формы
  • пропускная способность
  • помехозащищенность
  • перекрестные наводки
  • максимальная длина сегмента кабельной линии

Эти параметры позволяет оценить отличия витой пары и оптоволокна.

Сети на основе витой пары

Впервые витая пара в качестве передающей среды была использована в модификации 10BASE-T. Конструкция кабеля представляет собой изолированные медные проводники, попарно скрученные для уменьшения влияния внешних электромагнитных полей.

В кабеле категории 5 и выше каждая пара проводов свивается со своим шагом скрутки, что снижает перекрестные помехи.

Категория кабеля определяет полосу пропускания и скорость передачи данных. Снижение перекрестных помех достигается большим количеством витков на единицу длины.

Быстрый Ethernet и Гигабитный Ethernet использует соответственно 2 или 4 пары проводников кабеля категории 5е и 6 с повышенными требованиями к удельному затуханию сигнала. Используется дуплексный режим работы, при котором скорость передачи составляет 100Мбит/с и 1Гбит/с. Максимальная длина кабельного сегмента составляет 100м.

Низкая стоимость кабеля и простота монтажа делают его популярным при построении локальных сетей.

Необходимость увеличения скорости передачи, протяженность сети и длины сегмента без усилителей стало причиной применения в технологии Ethernet оптического кабеля.

Волоконно-оптический кабель

Стандарты Ethernet BASE-T 2,5Gb, 5Gb, 10Gb и выше разрабатываются, учитывая возможности оптоволокна, так как физические характеристики не позволяют использовать витую пару.

Оптоволоконный кабель по стандартам гигабитного Ethernet по всем физическим показателям выигрывает у медного:

  • небольшое затухание сигнала позволяют увеличить длину сегмента от 550м, при использовании многомодового волокна, до 100км для одномодового без усилителей
  • высокая пропускная способность, скорость передачи данных свыше 10Гбит/с
  • высокая помехозащищенность, диэлектрическая среда оптоволокна не восприимчива к внешним электромагнитным и перекрестным влияниям
  • максимальная протяженность сети — свыше 150км
  • высокая информационная безопасность
  • небольшая масса кабеля

К недостаткам ВОЛС можно отнести дорогостоящее активное оборудование, сложность и высокую стоимость монтажа, хрупкость оптических волокон и низкую гибкость кабеля.

Выбор среды передачи данных

Выбирая витую пару или оптоволокно необходимо оценивать не только физические характеристики канала связи, но и такие факторы, как:

  • стоимость кабеля и монтажа кабельной линии
  • надежность кабеля и коммутационных шнуров
  • стоимость ремонтных работ

По всем этим параметрам витая пара предпочтительнее оптического волокна. Кроме этого, все преимущества оптики в высокой скорости передачи данных на сегодняшний день являются фактически заделом на будущее.

Поэтому провайдеры используют оба кабеля для подключения к глобальной сети. Магистральные трассы прокладываются с помощью волоконно-оптического кабеля, а для клиентских локальных сетей целесообразно использовать витую пару.