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.

Производители тестировали всевозможные металлы и сплавы, включая фосфористую бронзу и медистую сталь. Однако на поверку они оказались непрактичными. Супер-проводимостью отличалась медь, но технологии той эпохи не позволяли придать ей необходимую прочность.

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:

1. 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.
2. Материалу оболочки. В основном это ПВХ, ПЭ либо внешняя оплётка из разрывного капронового волокна. Данный элемент конструкции изделия подбирается с учётом окружающих условий.
3. Расцветке. Распространённый цвет – сероватый с оттенками, у наружных версий – строго чёрный. Оранжевый указывает на негорючесть.
4. Числу жил. Популярны 2-, 4-парные, при этом неэкранированный кабель включает 1-100 пар медных проводов.