Kabel Ethernet czy światłowód – który wybrać? Różnice i Porównanie
Wciąż ze wszystkich stron słychać pytanie - „Jaki przewód wybrać do swojej infrastruktury, skrętkę czy światłowód?”. To pytanie zadają sobie najczęściej inwestorzy indywidualni, którzy sami muszą dokonać wyboru – jak chcą mieć wykonaną instalację teletechniczną i jakie wymogi musi spełniać. W tym poradniku postaramy się omówić szczegółowo to zagadnienie.
Spis treści:
- Czym jest kabel Ethernet?
- Gdzie stosuje się kabel Ethernet?
- Czym jest światłowód?
- Czym różni się kabel Ethernet od światłowodu?
- Co jest lepsze światłowód czy kabel Ethernet?
Skrętka czy światłowód w mieszkalnictwie wielorodzinnym?
W przypadku mieszkalnictwa wielorodzinnego zostało to uregulowane przepisami i rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 6 listopada 2012 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (pełna treść Rozporządzenia).
W takiej sytuacji nie można jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie co wybrać, bo wybór tak naprawdę będzie uzależniony od potrzeb użytkownika i jego możliwości finansowych. Dlatego zacznijmy od początku, czyli od budowy przewodów telekomunikacyjnych zwanych popularnie skrętką oraz przewodów światłowodowych.
Czym jest kabel Ethernet?
Kabel Ethernet, potocznie nazywany skrętką to przewód sygnałowy należący do grupy przewodów telekomunikacyjnych. Przewody skręcone eliminują zakłócenia elektromagnetyczne, przesłuchy i zakłócenia. Wadą takiego rozwiązania jest niestety zawężenie pasma.
Wynalazcą skrętki jest Alexander Graham Bell w 1881 r., ten sam człowiek, który był związany z telekomunikacją. Jako wynalazca telefonu, mierzył się z wieloma trudnościami podczas transmisji sygnału, stąd też pomysł na przewód skręcony.
Rozwój skrętek w takiej postaci jaką znamy dzisiaj nastąpił wraz z rozwojem telekomunikacji na przełomie lat 60. i 70. XX w. Natomiast z boom’em mamy do czynienia od momentu pojawienia się sieci ethernetowych. Skrętka jako medium do przesyłu informacji często jest utożsamiana z przesyłem cyfrowym. Należy jednak pamiętać, że nie jest to jedyne jej zastosowanie. Dzięki swoim właściwościom, takim jak budowa czy tłumienność nadaje się równie dobrze do technik analogowych.
Jak zbudowany jest kabel typu skrętka?
Typowa skrętka to przewód zbudowany z czterech par kabli skręconych ze sobą oraz każda para również jest skręcona między sobą.
Wraz z rozwojem techniki oraz potrzebami związanymi z telekomunikacją, powstały różne typy skrętek. Sklasyfikowano je w zależności od budowy samego przewodu oraz możliwości telekomunikacyjnych i zastosowań.
Pierwszy to podział na przewody nieekranowane oraz ekranowane. Oczywiście istnieje norma, która opisuje oznaczenie przewodów ISO/IEC 11801:2002, według której wszyscy producenci skrętek powinni opisywać swoje wyroby. Oto jak czytać oznaczenia:
- U/UTP – skrętka nieekranowana
- F/UTP – skrętka foliowana
- S/UTP – skrętka w ekranie z siatki
- SF/UTP– skrętka ekranowana folią i siatką
- U/FTP – skrętka z każdą parą w osobnym ekranie z folii
- F/FTP – skrętka z każdą parą foliowaną i dodatkowo całość w ekranie z folii
- S/FTP – skrętka z każdą parą foliowaną i dodatkowo całość w ekranie z siatki
- SF/FTP– skrętka z każdą parą foliowaną i dodatkowo całość w ekranie z folii oraz siatki
Powyższe oznaczenia wskazują tak naprawdę na budowę przewodu, same zaś przewody są klasyfikowane. Często mylnie mówi się np. skrętka kategorii 5 lub 6, bo tak już jesteśmy przyzwyczajeni. Poprawnie powinno się mówić, w jakiej klasie chcemy przewód. Klasy skrętki określone są również wg. normy - EN- 50173.
Poniżej wymieniono klasy i ich najważniejsze parametry:
- A (kat 1) – wykorzystywana w telefonii, z pasmem częstotliwości do 100 kHz;
- B (kat 2) – wykorzystuje się w telefonii w usługach głosowych, z pasmem częstotliwości do 1 MHz;
- C (kat 3) – używana w telefonii, wykorzystuje pasmo częstotliwości do 16 MHz;
- D (kat 5/5e) – najczęściej stosowana do budowy sieci lokalnych, pasmo częstotliwości do 100 MHz;
- E (kat 6) – rozszerzenie okablowania sieci, pasmo do częstotliwości 250 MHz, przepustowość rzędu 200 Mb/s;
- EA (kat 6A) – obejmuje pasmo do częstotliwości 500 MHz;
- F (kat 7) – pasmo do 600 MHz. Jest możliwa realizacja systemów transmisji danych z prędkościami przekraczającymi 1 Gb/s;
- FA (kat 7A) – pasmo do częstotliwości 1000 MHz, prędkości do 100 Gbit/s na dystansie do 15 m i 40 Gbit/s do 100m;
- I (kat 8.1) – pasmo częstotliwości 1600–2000 MHz; prędkość transmisji ponad 40 Gbit/s;
- II (kat 8.2) – wykorzystuje pasmo częstotliwości 1600–2000 MHz.
Znamy już budowę przewodu zwanego skrętką i jego zastosowanie we wszelkiego typu połączeniach informatycznych, teleinformatycznych i medialnych.
Oprócz tego czy skrętka jest ekranowana czy też warto dodać określenie „skrętka zewnętrzna i wewnętrzna”. Taki podział odnosi się też do budowy samego przewodu, ale dotyczy najczęściej izolacji zewnętrznej.
Zewnętrzne skrętki najczęściej są koloru czarnego, a ich powłoka zewnętrzna jest na bazie polichlorku winylu, co daje podwyższoną odporność na działania atmosferyczne, uszkodzenia mechaniczne, a w połączeniu z czarnym pigmentem, także odporność na promieniowanie UV. Często przewody zewnętrzne są wypełniane wewnętrznie dodatkowo żelem lub inną substancją, która może wypierać wodę i wilgoć z przestrzeni między skręconymi żyłami.
Czym zaprawiać kable ethernetowe (tzw. skrętki)?
Do zaprawiania połączeń na skrętkę nie trzeba specjalistycznego szkolenia, a jedynie zapoznania się ze sposobem zaprawiania skrętki oraz typem złącza na jaki będziemy zaprawiać kabel. Do podstawowych narzędzi należą: zaciskarka wtyków modularnych oraz tester kabli.
Mamy tez mnogość różnych złączy modularnych do zaprawiania na kable. Różnią się one budową i sposobem zaprawiania. Wyróżniamy także złącza RJ45 zwykłe, przelotowe, ekranowane oraz beznarzędziowe tzw. samozaciskowe. Jedne przystosowane do kabli typu linka, a inne typu drut. Złącza dobierane są też to odpowiedniej kategorii. Ale jedna część jest wspólna. Wszystkie mają 8 pinów czyli kontaktów.
Przykłady różnych wtyków modularnych typu RJ45
Gdzie stosuje się kabel Ethernet?
Stosuje się je w sieciach Ethernet, do przesyłania danych oraz sygnałów analogowych, gdzie ważna jest eliminacja zarówno zakłóceń z wewnątrz, jak i na zewnątrz. To samo dotyczy sieci informatycznych. Przy gęstych połączeniach, w przypadku dużej liczby przewodów obok siebie, bardzo ważne jest, żeby sygnały z jednego przewodu nie wpływały na sygnał w innym przewodzie. Ekranowanie tych przewodów dodatkowo wzmacnia odporność na zakłócenia.
Skrętka jest najpopularniejszym medium do zastosowań informatycznych i teleinformatycznych, potocznie nazywanym kablem do internetu.
Ze skrętką możemy spotkać się przy urządzeniach pracujących w sieciach cyfrowych, analogowych lub gdzie mamy do czynienia z technologiami IP. Podyktowane jest to oczywiście względami ekonomicznymi, jak i dobrymi właściwościami transmisyjnymi. Skrętkę spotkamy zarówno przy budowie sieci internetowych czy ethernetowych, ale i systemach automatyki domowej, przemysłowej, systemach alarmowych czy monitoringu (Jaki kabel do kamery monitoringu?).
Czym jest światłowód?
Światłowód to szklany, plastikowy bądź półprzewodnikowy rdzeń w kształcie cieniutkiej rurki od 8 do 125 mikrometrów. Obrazowo przedstawiając, to mniej więcej rozmiar ludzkiego włosa. Rdzeń jest otulony płaszczem, czyli materiałem zabezpieczającym i stanowiącym zarazem warstwę nieprzepuszczającą światła, od której odbija się promień świetlny. Rdzeń wraz z płaszczem od czynników zewnętrznych zabezpiecza bufor, który jest zewnętrzną izolacją i ochroną światłowodu.
Jest to nowsze rozwiązanie w systemach teleinformatycznych niż skrętka. Powstał w wyniku potrzeby stworzenia medium do przesyłania na większe dystanse, większych strumieni danych, zachowując przy tym większą odporność na wszelkiego typu zakłócenia. Dziś prawie każdy słyszał o światłowodzie i prawie zawsze kojarzy mu się to z jakością i wielkością przesyłu danych.
Czym różni się kabel Ethernet od światłowodu?
Główna różnica pomiędzy kablem Ethernet a światłowodem dotyczy ich sposobu działania. W przypadku skrętki mieliśmy do czynienia z przepuszczaniem prądu elektrycznego, natomiast w światłowodzie transmitowane jest zmodulowane światło.
W przypadku światłowodu, aby urządzenia porozumiewały się ze sobą na początku i na końcu kabla, musi być zarówno nadajnik, jak i odbiornik, aby zamieniać sygnały elektryczne w światło i na odwrót. Źródłem światła może być laser półprzewodnikowy lub dioda LED. Po drugiej stronie jest detektor zamieniający światło w impulsy elektryczne. Fascynujące jest to, że bez problemu możemy uzyskać przy pomocy światłowodu transmisję do 3Tb/s. Co więcej transmisji tej nie można zakłócić, a na dodatek ma bardzo małą stopę błędów. Transmisję możemy przeprowadzać na dziesiątki, a nawet setki kilometrów.
Czy instalacja światłowodu jest łatwiejsza niż instalacja Ethernetu?
Zdecydowanie nie. O ile z łączeniem skrętki z komponentami nie mamy wielkich kłopotów, tak w przypadku światłowodów musimy się już lepiej przygotować. Do łączenia światłowodów potrzebna jest już niezbędna wiedza oraz sprzęt. Samo włókno jest łączone najczęściej z tzw. pigtajlami za pomocą spawarki. Oczywiście jeszcze gdzieniegdzie stosuje się łącza tzw. mechaniczne, ale ze względu na spore właściwości tłumienne, nie stosuje się ich powszechnie. I tak jak w przypadku skrętki, tak i w przypadku światłowodu mamy też różne testery i przyrządy pomiarowe sprawdzające stan połączeń oraz potrafiące wykonać pomiary sieciowe.
Jakie są rodzaje światłowodów?
Przede wszystkim światłowody dzielimy na jednomodowe i wielomodowe. Inne podziały uwzględniają zastosowania i potrzeby. Natomiast podział modowy to najczęściej używany podział, bo on określa podstawowe parametry transmisyjne.
W przewodach wielomodowych światło rozchodzi się na zasadzie odbić od płaszcza, a sam rdzeń z tego powodu musi być grubszy. Do rdzenia można wpuścić kilka strumieni świetlnych pod różnymi kątami. Powstają wtedy różne drogi, czyli mody. Stąd tez pochodzi nazwa światłowodu tego typu, czyli wielomodowy. Problemem światłowodów wielomodowych jest to, że nie można ich stosować na większe odległości. Ocenia się, że maksymalny zasięg transmisji światłowodu wielomodowego to ok. 2 km.
Z kolei przewód jednomodowy charakteryzuje się tym, że rdzeń jest o wiele cieńszy niż wielomodowy, gdyż strumień świetlny rozchodzi się prawie równolegle do osi rdzenia i nie podlega właściwie żadnym załamaniom. Nie mając odbić jak w przypadku kabla wielomodowego, nie wytraca energii i dlatego bez regeneracji, przewód jednomodowy może być transmitowany na większą odległość, nawet do 100-120 km.
Współczesne kable światłowodowe, tak jak inne kable mogą występować w różnych budowach. Czyli możemy spotkać kable wewnętrzne, zewnętrzne, a także ziemne czy morskie. W kablach może być różna ilość włókien światłowodowych zgrupowana w tzw. tubach. Najczęściej spotykamy kable od dwóch do ponad stu włókien.
Tak jak w przypadku kabli skręcanych, teleinformatycznych, światłowody produkuje się do różnych zastosowań, w różnych środowiskach. Mamy więc kable wewnętrzne (uniwersalne), zewnętrzne, doziemne.
Oczywiście budowa ich jest dostosowana do środowiska, w jakim będą ułożone. Trzeba pamiętać o tym, że w przypadku układania kabli światłowodowych zawsze trzeba zwracać uwagę na promień gięcia. Niedostosowanie się do tego może spowodować uszkodzenie rdzenia lub przyczynić się do niewłaściwej transmisji.
Spawarki światłowodowe
Czy instalacja światłowodu jest droższa i bardziej wymagająca niż instalacja Ethernetu?
Z racji tego, że nadal transmisja po światłowodach w związku ze złożonością procesu nie należy do najtańszych, wciąż w wielu aplikacjach wykorzystuje się i zapewne będzie wykorzystywać skrętkę. Do pracy przy światłowodach trzeba mieć o wiele więcej sprzętu oraz wiedzy, a na dodatek sprzęt nie jest tani.
Do tego oczywiście dochodzą urządzenia, które będą nam zamieniać transmisje światła na sygnały elektryczne. Są to różnego rodzaju nadajniki, odbiorniki, mediakonwertery, moduły SFP i szereg innych. Dopiero wtedy możemy mówić o połączeniu światłowodowym i korzystać z zalet systemu opartego na łączu światłowodowym.
Jeśli do naszego domu doprowadzony jest światłowód, to transmisja dociera do odbiornika lub konwertera albo routera, a następnie jest podawana poprzez przewody typu skrętka do naszych komputerów, punktów dostępowych (access pointów).
W przypadku dużych instalacji ethernetowych lub internetowych, koszty instalacji światłowodowej można zbilansować i podzielić na ilość użytkowników, co stanowi, że w końcowym rozrachunku dla końcowego odbiorcy infrastruktura nie jest bardzo droga.
Co jest lepsze światłowód czy kabel Ethernet?
Każdy z wymienionych kabli ma swoje wady i zalety. Warto wiedzieć, kiedy można zastosować konkretny kabel i w jakiej sytuacji będzie on bardziej opłacalny. Poniżej w pigułce zebrane wady i zalety każdego z nich.
Jakie są zalety skrętki?
- Stosunkowo niska cena,
- Szerokie możliwości zastosowania,
- Przy skrętkach ekranowanych duża odporność na zakłócenia,
- Łatwość montażu oraz zaprawiania przewodu,
- Dość duża szerokość pasma,
- Można stosować do wielu rodzajów sieci,
- Możliwość przesyłania bezpośrednio sygnału analogowego i cyfrowego.
Jakie są wady skrętki?
- Duże straty energii podczas transmisji, co powoduje, że można ją stosować jedynie na niedużych odległościach, maksymalnie do 300m bez regeneracji,
- Wrażliwość na zakłócenia o dużej energii,
- Mniejsza przepustowość w porównaniu do światłowodu,
- Możliwość zakłócenia innych urządzeń.
Jakie są zalety światłowodu?
- Odporność na zakłócenia,
- Nie powoduje zakłóceń,
- Bardzo duża przepustowość,
- Możliwość transmisji na bardzo duże odległości,
- Zachowuje swoje parametry niezmiennie prze wiele lat,
- Duża stabilność parametrów.
Jakie są wady światłowodu?
- Większy koszt w porównaniu do skrętki,
- Wymaga większego nakładu pracy i staranności przy układaniu kabla,
- Mało odporny na zbyt duże zginanie,
- Wymaga drogich narzędzi,
- Potrzebne są kosztowne urządzenia towarzyszące transmisji,
- Wielorakość złącz.
Czy opłaca się podłączyć do światłowodu?
W przypadkach instalacji indywidualnych, czy to w mieszkaniu czy to w domku, należy poważnie rozważyć, czy chcemy tworzyć infrastrukturę opartą na światłowodzie.
Po pierwsze nie potrzebujemy tak wielkich przepustowości jakie daje światłowód, a spokojnie możemy wykorzystać w tym celu właściwości skrętki.
Po drugie, aby nasze urządzenia mogły się komunikować między sobą, potrzebne są media konwertery, które generują koszty, a poza tym wymagają zasilania.
Sprawa zasilania jest ważna, bo w przypadku skrętki możemy skorzystać z technicznych możliwości zasilania po skrętce ( do zasilania urządzeń, kamer i innych wykorzystujących standard PoE ), natomiast prądu nie prześlemy światłowodem. Ułożenie okablowania światłowodowego oraz przygotowanie do podłączenia urządzeń jest o wiele droższe niż tradycyjnej skrętki. Kalkulacja opłacalności w odniesieniu do potrzeb jest w tym przypadku kluczowa.
