Skrętka - co warto wiedzieć?

Skrętka to – w najprostszym tego słowa ujęciu – dwa skręcone ze sobą przewody jednożyłowe. Paradoksalnie, tak nieskomplikowany zabieg ma ogromne znaczenie dla przesyłu szybkozmiennych sygnałów, z jakimi mamy do czynienia w sieciach komputerowych (i nie tylko). W przypadku sieci komputerowych wykorzystuje się najczęściej przewody składające się z 4 par skręconych przewodów.

Jakie są zalety skrętki?

Takie ciasne skręcenie dwóch przewodów powoduje, iż znacząco spada zarówno poziom zakłóceń elektromagnetycznych emitowanych przez kabel do otoczenia, jak i zaburzeń odbieranych przez niego (a pochodzących z zewnętrznych źródeł). Jak to możliwe?

Przykładowy przewód z 4 parami skręconych przewodów

Za wyjaśnieniem tej zagadki jak zawsze stoją prawa fizyki – ograniczenie powierzchni pomiędzy dwiema żyłami oraz ich naprzemienne ułożenie w wyniku wzajemnego skręcenia powoduje, iż wektor pola magnetycznego, generowanego przez każde kolejne „oczko” skrętki, jest skierowany przeciwnie, niż wektor z „oczka” poprzedniego”. W ten sposób sumaryczne pole – mierzone w pewnej odległości od przewodu – jest bliskie zeru, gdyż poszczególne oddziaływania praktycznie się znoszą. W podobny sposób skrętka niweluje pola elektryczne, pochodzące od różnicy potencjałów pomiędzy przewodami. Skręcone ze sobą kable stają się także „nieczułe” na zewnętrzne pola magnetyczne i elektryczne.

Przewody UTP a przewody FTP – podobieństwa i różnice

Jak to zwykle bywa, w przyrodzie nic nie jest idealne – żadna skrętka nie jest więc w stanie całkowicie stłumić zakłóceń powstających w niej (lub na nią oddziałujących). Sytuacja pogarsza się, jeżeli w ramach jednego, złożonego kabla, musimy zastosować kilka par przewodów – powstające pomiędzy nimi przesłuchy znacząco obniżają jakość transmitowanych sygnałów, co szczególnie dobitnie widać w przypadku długiego okablowania.

Przewody Ethernet – stosowane w budynkowych czy też przemysłowych sieciach LAN – składają się z czterech skrętek, umieszczonych we wspólnej izolacji. Aby uniknąć elektromagnetycznego „hałasu” konieczne jest zatem zastosowanie dodatkowych środków ochrony, czyli… ekranowania. I tutaj właśnie można wskazać najważniejsze różnice pomiędzy poszczególnymi rodzajami przewodów typu patchcord. Międzynarodowa norma ISO/IEC 11801-1:2017 określa budowę i sposób oznaczania przewodów zależnie od ich konstrukcji.

Przykładowe przewody Ethernet zbudowane z 4 skrętek

Oznakowanie to ma postać xx/yyTP, przy czym pozycja xx odpowiadają za zewnętrzne ekranowanie całego przewodu, zaś yy – ekranowanie umieszczane wokół poszczególnych par skręconych kabli jednożyłowych. Litera U oznacza brak ekranowania (ang. unshielded), F – ekranowanie rękawem foliowym (ang. foiled), zaś S – ekran w postaci oplotu z siatki cienkich drucików (ang. shielded). Przykładowo – przewody UTP (a dokładniej U/UTP) nie posiadają żadnego ekranowania, F/UTP (powszechnie znane jako przewody FTP) mają tylko ekran foliowy obejmujący całe wnętrze kabla, zaś SF/FTP to niekwestionowani mistrzowie w zakresie ekranowania – oprócz folii umieszczonej na każdej parze oraz na całości przewodu, są wyposażone także w oplot druciany.

Kategorie kabli typu patchcord – co warto wiedzieć?

Świat nowych technologii nie od dziś lubuje się w porównywaniu i klasyfikowaniu osiągów różnego typu akcesoriów i urządzeń. Co ciekawe, nie dotyczy to jedynie procesorów komputerowych, pamięci RAM, dysków SSD czy też kart pamięci – to samo zjawisko jest widoczne także w znacznie prostszych elementach systemów teleinformatycznych. Nie inaczej jest więc w przypadku okablowania sieciowego.

W opisach producentów można znaleźć odwołania do kategorii oraz klas skrętek komputerowych, które oznaczają zdolność danego przewodu do transmisji sygnałów o określonej częstotliwości i/lub prędkości przesyłu bitów informacji.

Co ciekawe, obecnie znacznie częściej, niż z powyższych oznaczeń (zdefiniowanych przez europejską normę EN 50173), korzystamy z tzw. kategorii – i tak, kable Cat. 5/5e (odpowiadające klasie D) mogą pracować z sygnałami o częstotliwości do 100 MHz, sprawdzają się zatem we współpracy z urządzeniami Fast Ethernet (100 Mb/s), a nawet Gigabit Ethernet (1000 Mb/s).

Kategoria 6 umożliwia już pracę w paśmie do 250 MHz, zaś 6A – do 500 MHz. Najwyższe kategorie - 7 oraz 7A – pozwalają na transmisję sygnałów o częstotliwości (odpowiednio) do 600 MHz oraz 1000 MHz (1 GHz), nie są jednak zbyt często spotykane w powszechnych zastosowaniach. Warto dodać, że znaczenie dla użytkownika ma nie tylko sama kategoria, ale także długość oraz rodzaj ekranowania kabla, gdyż wraz ze wzrostem odległości pomiędzy łączonymi urządzeniami zwiększa się także podatność na zakłócenia i wynikające z nich błędy transmisji. Dlatego też, o ile krótkie połączenia (np. pomiędzy laptopem, a pobliskim routerem) w większości przypadków mogą być z powodzeniem wykonane za pomocą kabla UTP kat. 5e, to w przypadku długich odcinków sieci warto rozważyć zastosowanie przewodów UTP kat. 6, a nawet FTP kat. 6 – te ostatnie świetnie sprawdzają się zwłaszcza na odległościach rzędu kilkudziesięciu metrów.

Na co zwracać uwagę wybierając przewody typu patchcord?

Parametry związane z transmisją danych są rzecz jasna najważniejszymi punktami w opisie technicznym każdego przewodu sieciowego, nie należy jednak zapominać, że z czysto praktycznych względów warto zwracać uwagę także na inne szczegóły. Poszczególne produkty różnią się m.in. rodzajem oraz kolorem izolacji, a także obecnością wewnętrznego rdzenia, rozdzielającego poszczególne pary przewodów.

Wybierając patchcord, który ma służyć do podłączania urządzeń – laptopów, komputerów stacjonarnych, minikomputerów jednopłytkowych (np. Raspberry Pi), routerów, przełączników sieciowych, czy też repeaterów – warto wybrać przewód o dużej elastyczności, który po ułożeniu w docelowym miejscu instalacji nie będzie wywierał większych sił na stosunkowo delikatne gniazda Ethernet. Z kolei przewody przeznaczone do wykonywania instalacji stałych (np. w ścianach lub natynkowych korytkach kablowych) są zwykle znacznie sztywniejsze, zarówno ze względu na materiał i grubość izolacji, jak i zastosowanie solidnego rdzenia – ich zastosowanie powinno więc ograniczać się do łączenia gniazd ściennych. Osobnym tematem jest miejsce instalacji danego kabla – skrętki można bowiem podzielić na dwie grupy produktów, przeznaczone do użycia wewnątrz budynków oraz na zewnątrz. O ile bowiem warunki panujące w pomieszczeniach są dość „łaskawe” dla wszystkich rodzajów kabli, to skrętki przeznaczone do prowadzenia np. pod ziemią będą musiały znieść nieporównanie mniej przyjazne środowisko (wilgoć, duże różnice temperatur, narażenia na uszkodzenia mechaniczne). W takich sytuacjach należy poszukiwać przewodów ściśle dostosowanych do trudnych warunków zewnętrznych.

Różny kolor izolacji przewodów może być przydatny podczas budowy rozbudowanych sieci

Kolor izolacji ma natomiast znaczenie podczas budowy bardziej złożonych sieci – przykładowo, podłączając domową sieć komputerową za pośrednictwem 8- lub 16-portowego switcha, warto zdecydować się na zastosowanie patchcordów w kilku różnych kolorach, co umożliwi łatwą, natychmiastową wręcz identyfikację poszczególnych połączeń i znacząco skróci czas dokonywania modyfikacji lub napraw. Na koniec warto wspomnieć także o aspekcie estetycznym – oferta przewodów Ethernet jest dziś tak rozbudowana, że nie sprawi najmniejszego problemu dobranie patchcorda o kolorze pasującym np. do indywidualnego wystroju designerskiego biurka.

Chyba nikogo nie trzeba przekonywać o znaczeniu szybkości przesyłu danych we współczesnym świecie – niezależnie od tego, czy właśnie oglądamy najnowszy film lub odcinek serialu na jednym z serwisów streamingowych, czy też przesyłamy ważne zbiory danych pomiędzy serwerami firmowymi - prędkość transmisji ma znaczenie pierwszorzędne. Nie wszyscy jednak zwracają uwagę na fakt, iż parametr ten w dużej mierze zależy od jakości oraz rodzaju zastosowanego okablowania sieciowego. Warto więc znać najważniejsze rodzaje skrętek i umiejętnie wybierać okablowanie do budowanej lub modernizowanej sieci LAN.