Прямой и перекрестный кабель ethernet для соединения каких устройств используется

Обновлено: 01.07.2024

Кто-то считает, что это очевидные вещи, другие скажут, что скучная и ненужная теория. Тем не менее на собеседованиях периодически можно услышать подобные вопросы. Мое мнение: о том, о чем ниже пойдет речь, нужно знать всем, кому приходится брать в руки «обжимку» 8P8C (этот разъем обычно ошибочно называют RJ-45). На академическую глубину не претендую, воздержусь от формул и таблиц, так же за бортом оставим линейное кодирование. Речь пойдет в основном о медных проводах, не об оптике, т.к. они шире распространены в быту.

Технология Ethernet описывает сразу два нижних уровня модели OSI. Физический и канальный. Дальше будем говорить только о физическом, т.е. о том, как передаются биты между двумя соседними устройствами.

Технология Ethernet — часть богатого наследия исследовательского центра Xerox PARC. Ранние версии Ethernet использовали в качестве среды передачи коаксиальный кабель, но со временем он был полностью вытеснен оптоволокном и витой парой. Однако важно понимать, что применение коаксиального кабеля во многом определило принципы работы Ethernet. Дело в том, что коаксиальный кабель — разделяемая среда передачи. Важная особенность разделяемой среды: ее могут использовать одновременно несколько интерфейсов, но передавать в каждый момент времени должен только один. С помощью коаксиального кабеля можно соединит не только 2 компьютера между собой, но и более двух, без применения активного оборудования. Такая топология называется шина. Однако если хотябы два узла на одной шине начнут одновременно передавать информацию, то их сигналы наложатся друг на друга и приемники других узлов ничего не разберут. Такая ситуация называется коллизией, а часть сети, узлы в которой конкурируют за общую среду передачи — доменом коллизий. Для того чтоб распознать коллизию, передающий узел постоянно наблюдает за сигналов в среде и если собственный передаваемый сигнал отличается от наблюдаемого — фиксируется коллизия. В этом случае все узлы перестают передавать и возобновляют передачу через случайный промежуток времени.

Диаметр коллизионного домена и минимальный размер кадра

Таким образом чем больше потенциальный размер сегмента сети, тем больше накладных расходов уходит на передачу порций данных маленького размера. Разработчикам технологии Ethernet пришлось искать золотую середину между двумя этими параметрами, и минимальным размером кадра была установлена величина 64 байта.

Витая пара и дуплексный режим рабты

Витая пара в качестве среды передачи отличается от коаксиального кабеля тем, что может соединять только два узла и использует разделенные среды для передачи информации в разных направлениях. Одна пара используется для передачи (1,2 контакты, как правило оранжевый и бело-оранжевый провода) и одна пара для приема (3,6 контакты, как правило зеленый и бело-зеленый провода). На активном сетевом оборудовании наоборот. Не трудно заметить, что пропущена центральная пара контактов: 4, 5. Эту пару специально оставили свободной, если в ту же розетку вставить RJ11, то он займет как раз свободные контакты. Таким образом можно использовать один кабели и одну розетку, для LAN и, например, телефона. Пары в кабеле выбраны таким образом, чтоб свести к минимуму взаимное влияние сигналов друг на друга и улучшить качество связи. Провода одной пару свиты между собой для того, чтоб влияние внешних помех на оба провода в паре было примерно одинаковым.
Для соединения двух однотипных устройств, к примеру двух компьютеров, используется так называемый кроссовер-кабель(crossover), в котором одна пара соединяет контакты 1,2 одной стороны и 3,6 другой, а вторая наоборот: 3,6 контакты одной стороны и 1,2 другой. Это нужно для того, чтоб соединить приемник с передатчиком, если использовать прямой кабель, то получится приемник-приемник, передатчик-передатчик. Хотя сейчас это имеет значение только если работать с каким-то архаичным оборудованием, т.к. почти всё современное оборудование поддерживает Auto-MDIX — технология позволяющая интерфейсу автоматически определять на какой паре прием, а на какой передача.

Возникает вопрос: откуда берется ограничение на длину сегмента у Ethernet по витой паре, если нет разделяемой среды? Всё дело в том, первые сети построенные на витой паре использовали концентраторы. Концентратор (иначе говоря многовходовый повторитель) — устройство имеющее несколько портов Ethernet и транслирующее полученный пакет во все порты кроме того, с которого этот пакет пришел. Таким образом если концентратор начинал принимать сигналы сразу с двух портов, то он не знал, что транслировать в остальные порты, это была коллизия. То же касалось и первых Ethernet-сетей использующих оптику (10Base-FL).

Зачем же тогда использовать 4х-парный кабель, если из 4х пар используются только две? Резонный вопрос, и вот несколько причин для того, чтобы делать это:

4х-парный кабель механически более надежен чем 2х-парный.
4х-парный кабель не придется менять при переходе на Gigabit Ethernet или 100BaseT4, использующие уже все 4 пары
Если перебита одна пара, можно вместо нее использовать свободную и не перекладывать кабель
Возможность использовать технологию Power over ethernet

Не смотря на это на практике часто используют 2х-парный кабель, подключают сразу 2 компьютера по одному 4х-парному, либо используют свободные пары для подключения телефона.

Gigabit Ethernet

В отличии от своих предшественников Gigabit Ethernet всегда использует для передачи одновременно все 4 пары. Причем сразу в двух направлениях. Кроме того информация кодируется не двумя уровнями как обычно (0 и 1), а четырьмя (00,01,10,11). Т.е. уровень напряжения в каждый конкретный момент кодирует не один, а сразу два бита. Это сделано для того, чтоб снизить частоту модуляции с 250 МГц до 125 МГц. Кроме того добавлен пятый уровень, для создания избыточности кода. Он делает возможной коррекцию ошибок на приеме. Такой вид кодирования называется пятиуровневым импульсно-амплитудным кодированием (PAM-5). Кроме того, для того, чтоб использовать все пары одновременно для приема и передачи сетевой адаптер вычитает из общего сигнала собственный переданный сигнал, чтоб получить сигнал переданный другой стороной. Таким образом реализуется полнодуплексный режим по одному каналу.

Дальше — больше

10 Gigabit Ethernet уже во всю используется провайдерами, но в SOHO сегменте не применяется, т.к. судя по всему там вполне хватает Gigabit Ethernet. 10GBE качестве среды распространения использует одно- и многомодовое волокно, с или без уплотнением по длине волны, медные кабели с разъемом InfiniBand а так же витую пару в стандарте 10GBASE-T или IEEE 802.3an-2006.

40-гигабитный Ethernet (или 40GbE) и 100-гигабитный Ethernet (или 100GbE). Разработка этих стандартов была закончена в июле 2010 года. В настоящий момент ведущие производители сетевого оборудования, такие как Cisco, Juniper Networks и Huawei уже заняты разработкой и выпуском первых маршрутизаторов поддерживающих эти технологии.

В заключении стоит упомянуть о перспективной технологии Terabit Ethernet. Боб Меткалф, создатель предположил, что технология будет разработана к 2015 году, и так же сказал:

Чтобы реализовать Ethernet 1 ТБит/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, все новое

UPD: Спасибо хабраюзеру Nickel3000, что подсказал, про то что разъем, который я всю жизнь называл RJ45 на самом деле 8P8C.
UPD2:: Спасибо пользователю Wott, что объяснил, почему используются контакты 1,2,3 и 6.

Для двух устройств, чтобы осуществлять передачу через кабель, который непосредственно их соединяет, терминал передачи одного устройства должен быть соединен с терминалом получения другого устройства.

Кабель должен быть обжат так, что контакт передачи, Tx, беря сигнал от устройства А на одном конце, соединялся проводом с контактом получения, Rx, на устройстве B. Точно так же контакт Tx устройства В должен быть соединен с контактом Rx устройства А. Если контакт Tx на устройстве имеет номер 1, а контакт Rx имеет номер 2, кабель соединяет контакт 1 на одном конце с контактом 2 на другом конце. Эти "перекрестные" соединения контактов дают этому типу кабеля его название - перекрестный кабель.

Чтобы получить этот тип соединения с UTP кабелем, один конец должен быть обжат согласно расположению контактов EIA/TIA T568A, а другой конец должен быть обжат согласно схеме T568B.

Чтобы подвести итог, перекрестные кабели непосредственно соединяют следующие устройства в LAN:

Коммутатор с коммутатором

Коммутатор с концентратором

Концентратор с концентратором

Маршрутизатор с маршрутизатором (соединение портов Ethernet)

Компьютер с компьютером

Компьютер к портом Ethernet маршрутизатора

На рисунке идентифицируйте используемый тип кабеля, основываясь на соединяемых устройствах.

В качестве напоминания, ниже еще раз перечислено, когда какой кабель применяется:

Используйте прямой кабель для того, чтобы соединить:

Коммутатор с маршрутизатором

Компьютер с коммутатором

Компьютер с концентратором

Используйте перекрестный кабель для того, чтобы соединить:

Коммутатор с коммутатором

Коммутатор с концентратором

Концентратор с концентратором

Маршрутизатор с маршрутизатором

Компьютер с компьютером

Компьютер с маршрутизатором

Выбор MDI/MDIX

Многие устройства позволяют порту UTP Ethernet быть установленным в MDI или MDIX. Это может быть сделано одним из трех способов, в зависимости от функций устройства:

1. На некоторых устройствах у портов может быть механизм, который электрически меняет пары передачи и получения. Порт может быть изменен с MDI на MDIX, применяя этот механизм.

2. Во время конфигурации некоторые устройства позволяют выбирать, как должен функционировать порт - как MDI, или как MDIX.

3. У многих более новых устройств есть автоматическая функция перекрещивания. Эта функция позволяет устройству обнаруживать необходимый тип кабеля и конфигурирует интерфейсы соответственно. На некоторых устройствах это автоматическое обнаружение выполняется по умолчанию. Другие устройства требуют команды конфигурирования интерфейса для того, чтобы включить автоматическое обнаружение MDIX.

При терминировании сетевого кабеля необходимо расположить цветные контакты передачи в правильном порядке. T568A и T568B являются двумя различными стандартами, которые используются для определения порядка их расположения. В чем же их различие? Данная тема будет освещена в этой статье.
Что представляют из себя стандарты T568A и T568B?

Как мы знаем, сетевые кабели состоят из четырех пар пр о водов, каждый из которых состоит из сплошной цветной проволоки и полосы того же цвета. В сетях Ethernet 10/100BASE-T используются только две пары проводов (оранжевая и зеленая). Две других цветных пары (коричневая и голубая) используются для других приложений сети Ethernet, а также в телефонных соединениях. В соответствии с различными требованиями сети, может быть использован прямой или перекрестный кабель. Для упорядочивания проводов используются два стандарта, T568A и T568B, в соответствии с которыми и были созданы типы кабелей. Они оба предоставляют различные схемы упорядочивания контактов передачи для терминации сетевых кабелей восьмипозиционными коннекторами RJ45.

Что представляют из себя прямой и перекрестный кабель?

Что такое прямой кабель?

Прямой кабель — это один из типов кабеля витая пара, который используется в локальных сетях для соединения компьютера с сетевым концентратором, например, маршрутизатором. Данный тип кабеля часто также называют патч-кабелем, он используется как альтернатива беспроводному соединению, при котором один или более компьютеров связываются с маршрутизатором посредством беспроводного сигнала. В прямом кабеле контакты проводов соответствуют контактам на другой стороне. В прямом кабеле использован один стандарт расположения проводов, то есть на обоих концах использован либо стандарт T568A, либо T568B. Ниже приведена схема прямого кабеля, в котором контакты передачи на обоих концах провода расположены в соответствии со стандартом T568B.

Что такое перекрестный кабель?

Перекрестный Ethernet-кабель используется для прямого соединения компьютерных устройств. В отличие от прямого кабеля, в перекрестном использованы разные стандарты расположения контактов передачи: T568A на одном конце, T568B на другом. То есть контакты передачи на разных концах перекрестного кабеля расположены во взаимопротивоположном порядке. Такой тип кабеля часто используется для соединения устройств одного типа, например, двух компьютеров (через сетевой контроллер) или коммутаторов.

T568A или T568B: что выбрать?

Так в чем же основное различие стандартов T568A и T568B? Как показано на изображении ниже, главным отличием этих стандартов является расположение оранжевой и зеленой пар проводов. Разумеется, разница не только в замене одного цвета, различаются также условия совместимости, что может повлиять на Ваш выбор схемы расположения контактов коннектора RJ45.

Обычно прямой кабель используется для соединения неодинаковых устройств, а перекрестный кабель — для соединения устройств одного типа.

Вы можете использовать прямой кабель для следующих соединений:

Коммутатор — маршрутизатор
Коммутатор — PC или сервер
Хаб — PC или сервер

Перекрестный кабель используется для следующих соединений:

Коммутатор — коммутатор
Концентратор — хаб
Хаб — хаб
Маршрутизатор — маршрутизатор
Ethernet-порт маршрутизатора — сетевая карта PC
PC — PC

В настоящее время стандарт T568B является более популярным среди пользователей и почти заменил собой стандарт T568A, особенно в новых соединениях, где отсутствует предустановленный шаблон. Он не только соответствует старой цветовой кодировке 258A, но также подходит для современных и будущих реалий и обладает обратной совместимостью с USOC. Стоит отметить, что стандарты T568A и T568B нельзя комбинировать, а также заменять один другим.

Вывод

Расположение проводов прямого кабеля отличается от перекрестного. Простой способ определить, какой провод у Вас, — посмотреть на цветные контакты проводов внутри коннектора RJ45. Если порядок расположения проводов одинаковый на обоих концах, перед Вами прямой кабель. Если нет, то, скорее всего, перед Вами перекрестный кабель, либо провода расположены неправильно. В настоящее время перекрестный кабель более широко распространен. Компания ФС.ком предоставляет прямых Ethernet кабели Cat 5e, Cat 6, Cat 6a и Cat 7 в различных цветовых вариантах. Приходите на ФС.ком за патч-кабелями Ethernet!

Что представляют из себя стандарты T568A и T568B?

Стандарты EIA/TIA 568A и 568B наиболее известны по двум таблицам T568A и T568B, которые описывают соединение проводников кабеля типа ''витая пара'' с контактами разъёмов 8P8C (часто ошибочно называемыми RJ-45) при организации сети Ethernet.

Как мы знаем, сетевые кабели состоят из четырех пар проводов, каждый из которых состоит из сплошной цветной проволоки и полосы того же цвета. В сетях Ethernet 10/100BASE-T используются только две пары проводов (оранжевая и зеленая). Две других цветных пары (коричневая и голубая) используются для других приложений сети Ethernet, а также в телефонных соединениях. В соответствии с различными требованиями сети, может быть использован прямой или перекрестный кабель. Для упорядочивания проводов используются два стандарта, T568A и T568B, в соответствии с которыми и были созданы типы кабелей. Они оба предоставляют различные схемы упорядочивания контактов передачи для терминации сетевых кабелей восьмипозиционными коннекторами RJ45.

Что представляют из себя прямой и перекрестный кабель?

Что такое прямой кабель?

Прямой кабель (англ. straight through cable)- это один из типов кабеля витая пара, который используется в локальных сетях для соединения компьютера с сетевым концентратором, например, маршрутизатором. Данный тип кабеля часто также называют патч-кабелем, он используется как альтернатива беспроводному соединению, при котором один или более компьютеров связываются с маршрутизатором посредством беспроводного сигнала. В прямом кабеле контакты проводов соответствуют контактам на другой стороне. В прямом кабеле использован один стандарт расположения проводов, то есть на обоих концах использован либо стандарт T568A, либо T568B. Ниже приведена схема прямого кабеля, в котором контакты передачи на обоих концах провода расположены в соответствии со стандартом T568B.

Что такое перекрестный кабель?

Ethernet перекрестный кабель (англ. crossover cable) представляет собой перекрестный кабель для Ethernet , используемый для подключения вычислительных устройств вместе непосредственно. Чаще всего он используется для соединения двух устройств одного типа, например, двух компьютеров (через их контроллеры сетевого интерфейса ) или двух коммутаторов друг к другу. Напротив, прямые соединительные кабели используются для подключения устройств разных типов , например компьютера, к сетевому коммутатору. В отличие от прямого кабеля, в перекрестном использованы разные стандарты расположения контактов передачи: Так как таблицы T568A и T568B отличаются друг от друга как раз тем, что в них переставлены местами пары 1-2 и 3-6, для изготовления перекрёстного кабеля для сети 10BASE-T и 100BASE-T достаточно обжать один конец кабеля по одной таблице, а другой конец — по другой.

Чтобы подвести итог, перекрестные кабели непосредственно соединяют следующие устройства в LAN:

Коммутатор с коммутатором

Коммутатор с концентратором

Концентратор с концентратором

Компьютер с компьютером Компьютер к портом Ethernet маршрутизатора

T568A или T568B: что выбрать?

В качестве напоминания, ниже еще раз перечислено, когда какой кабель применяется:

Используйте прямой кабель для того, чтобы соединить:

Коммутатор с маршрутизатором

Компьютер с коммутатором

Компьютер с концентратором

Используйте перекрестный кабель для того, чтобы соединить:

Коммутатор с коммутатором

Коммутатор с концентратором

Концентратор с концентратором

Маршрутизатор с маршрутизатором

Компьютер с компьютером

Компьютер с маршрутизатором

Добавить: 12-й этаж, здание Нюланьцянь, проспект Минжи, район Лонгуа, Шэньчжэнь, CN 518109

Кабель кроссовера и кабель Ethernet: в чем разница? Apr 15, 2019

Кабель кроссовера и кабель Ethernet: в чем разница?

Кабель кроссовера против кабеля Ethernet

Патч-кабель Ethernet обычно разделяется на перекрестный кабель и прямой кабель различными сетевыми приложениями. Прямой кабель - это тип общего сетевого кабеля, который широко используется, а перекрестный кабель - это специальный тип кабеля Ethernet. Следовательно, при сравнении кроссоверного кабеля и кабеля Ethernet это фактически сравнение между кроссоверным кабелем Ethernet и прямым кабелем (в этом посте он называется кабелем Ethernet).

Кабель кроссовера и кабель Ethernet: что такое кабель Ethernet?

Кабель Ethernet / прямой кабель, такой как кабель Cat5, Cat5e и Cat6 и т. Д., Представляет собой тип кабеля витой пары, который в основном используется в локальных сетях для подключения устройств двух разных типов, например в следующих ситуациях:

Компьютер к порту LAN кабельного / DSL модема

Компьютер с обычным портом коммутатора / концентратора

Порт WAN маршрутизатора к порту LAN кабельного / DSL модема

LAN-порт маршрутизатора к порту uplink коммутатора / концентратора

Соедините 2 коммутатора / концентратора с одним из них, используя порт восходящей линии связи, а другой - с обычным портом.

На самом деле, когда дело доходит до кроссоверного кабеля по сравнению с кабелем Ethernet, неизбежно думать об их проводной системе. Как мы знаем, T568A и T568B - это два стандарта, признанных ANSI, TIA и EIA для подключения кабелей Ethernet. Они отличаются в порядке 8 цветов кабеля. Для T568A, порядок цвета 8 контактов: белый, зеленый, белый оранжевый, синий, белый синий, оранжевый, белый коричневый и коричневый от 1 до 8 соответственно. В то время как в стандарте проводки T568B, есть два обмена заказа цвета по сравнению с T568A, контакт 1 в обмен на контакт 3 и контакт 2 в обмен на контакт 6.

Прямой кабель использует одинаковый стандарт проводки на обоих концах. То есть оба конца (разъем A и разъем B) используют стандарт проводки T568A, или оба конца используют стандарт проводки T568B того же цвета.

Кабель кроссовера и кабель Ethernet: что такое кроссовер?

Кроссоверный кабель, такой как Cat5, кроссоверный кабель Cat5e и т. Д., - это тип кабеля витой пары, используемый для подключения двух устройств одного типа, таких как «DTE к DTE» или «DCE к DCE», в следующих ситуациях:

Один компьютер другому

Один переключатель к другому переключателю, соединяющему нормальный порт с обеих сторон

Один концентратор к другому концентратору, соединяющему нормальный порт с обеих сторон

Порт LAN маршрутизатора к обычному порту коммутатора / концентратора

В отличие от прямого кабеля Ethernet, в перекрестном сетевом кабеле используются два разных стандарта проводки на обоих концах (разъем A и разъем B). Один конец использует стандарт проводки T568A, а другой - стандарт проводки T568B. Ниже показана схема подключения кроссовера:

Заключение

Короче говоря, сходство перекрестного кабеля с кабелем Ethernet очевидно. Как кабель Ethernet, так и перекрестный кабель соответствуют стандартам проводки T568A и T568B с 8 разноцветными контактами на каждой стороне разъема. В то время как первый соединяет два разных типа устройств друг с другом, например, «компьютер с коммутатором», а второй соединяет два устройства одного типа друг с другом, например «один компьютер с другим компьютером».

Читайте также: