Кросс-кабель¶

Кросс-кабель (также перекрёстный кабель, нуль-хабный кабель, от англ. crossover cable) — это тип электрического соединительного кабеля, используемого в компьютерных сетях для прямого соединения двух однотипных устройств (например, двух компьютеров, двух коммутаторов) без использования активного сетевого оборудования (концентратора, коммутатора). В отличие от прямого («патч-корда»), в кросс-кабеле контакты приёма (RX) одного конца соединяются с контактами передачи (TX) другого, и наоборот, что обеспечивает корректный обмен данными между устройствами, работающими в одном режиме.

¶История

Первоначально, в эпоху доминирования стандарта 10BASE-T и 100BASE-TX (Ethernet на витой паре), для соединения двух компьютеров напрямую требовался именно кросс-кабель. Сетевые карты того времени не имели функции автоматического определения типа кабеля (Auto MDI/MDI-X). В случае использования прямого кабеля для соединения двух компьютеров, сигналы передатчика одного устройства попадали бы на передатчик другого, что делало связь невозможной.

С появлением и широким распространением технологии Auto MDI/MDI-X (начиная с гигабитного Ethernet, стандарт 1000BASE-T, и далее) необходимость в использовании кросс-кабеля для соединения конечных устройств (компьютеров, принтеров) практически исчезла. Современные сетевые интерфейсы автоматически определяют тип подключения и переключают контакты приёма/передачи программно или аппаратно. Однако кросс-кабели по-прежнему применяются в некоторых специализированных сценариях, например, для соединения старых коммутаторов без поддержки Auto MDI-X или для настройки оборудования через консольный порт (в этом случае используется другой тип — нуль-модемный кабель).

¶Устройство и распиновка

Кросс-кабель изготавливается на основе неэкранированной витой пары (UTP) категории 5e или выше. Его главное отличие от прямого кабеля — схема обжима (распиновка) контактов в разъёмах RJ-45.

¶Стандарт TIA/EIA-568

Для обжима витой пары используются два стандарта: T568A и T568B. Прямой кабель обжимается одинаково с обоих концов (оба по T568A или оба по T568B). Кросс-кабель обжимается по разным стандартам на разных концах: один конец по T568A, другой — по T568B.

В 100-мегабитных сетях (100BASE-TX) используются только 4 из 8 жил: 1, 2, 3 и 6. При этом:

• Контакты 1 и 2 отвечают за передачу (TX+ и TX-).
• Контакты 3 и 6 отвечают за приём (RX+ и RX-).

В кросс-кабеле для 100BASE-TX происходит перекрёстное соединение: контакт 1 (TX+) одного конца соединяется с контактом 3 (RX+) другого, а контакт 2 (TX-) — с контактом 6 (RX-). Остальные четыре жилы (4, 5, 7, 8) в 100-мегабитных сетях не задействованы, но в кросс-кабеле они также могут быть перекрёстно соединены для обеспечения обратной совместимости с гигабитными сетями.

¶Распиновка для 100BASE-TX

¶Гигабитный кросс-кабель (1000BASE-T)

В гигабитных сетях используются все 8 жил. Для передачи данных в обе стороны одновременно применяется технология полного дуплекса на всех четырёх парах. В гигабитном кросс-кабеле все четыре пары перекрёстно соединяются: пара 1-2 (T568A) соединяется с парой 3-6 (T568B), а пара 3-6 (T568A) — с парой 1-2 (T568B). Дополнительно перекрёстно соединяются пары 4-5 и 7-8. Однако на практике, из-за повсеместной поддержки Auto MDI-X, гигабитные кросс-кабели используются редко.

¶Применение

Основные сценарии использования кросс-кабеля:

1. Прямое соединение двух компьютеров. Позволяет создать простейшую локальную сеть из двух машин для передачи файлов, организации игр или совместного доступа к интернету (через вторую сетевую карту).
2. Соединение двух коммутаторов (свитчей) или концентраторов (хабов). Для каскадирования сетевого оборудования, когда нет порта uplink или он занят.
3. Соединение компьютера с коммутатором. В старых сетях, если коммутатор не поддерживает Auto MDI-X, а компьютер имеет только один порт без этой функции. В современных сетях эта задача решается прямым кабелем.
4. Подключение сетевого принтера или другого устройства напрямую к компьютеру. Для настройки или прямой печати без сети.
5. Соединение маршрутизатора с коммутатором. В некоторых конфигурациях, если порты на обоих устройствах не поддерживают автоматическое определение типа (редко).

¶Отличие от других типов кабелей

• Прямой кабель (патч-корд): используется для соединения разнотипных устройств (компьютер-коммутатор, компьютер-маршрутизатор). Оба конца обжаты одинаково.
• Нуль-модемный кабель: используется для соединения двух компьютеров через последовательный порт (RS-232). Имеет принципиально другую распиновку и несовместим с Ethernet.
• Консольный кабель (rollover cable): используется для подключения к консольному порту сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов) для первоначальной настройки. Имеет обратную распиновку (1-8, 2-7, 3-6, 4-5).

¶Современное состояние

С внедрением стандарта Auto MDI/MDI-X (IEEE 802.3ab) в гигабитных и более скоростных сетях (2.5GBASE-T, 5GBASE-T, 10GBASE-T) необходимость в использовании кросс-кабеля для соединения конечных устройств практически исчезла. Большинство современных сетевых карт, коммутаторов и маршрутизаторов автоматически определяют тип подключения и при необходимости переключают контакты внутри себя. Однако кросс-кабели продолжают выпускаться и использоваться в следующих случаях:

• Для соединения устаревшего оборудования, не поддерживающего Auto MDI-X.
• В лабораторных и учебных целях для демонстрации принципов работы Ethernet.
• В некоторых специализированных промышленных или встраиваемых системах, где автоматическое определение не предусмотрено.

¶Интересные факты

• Внешне кросс-кабель неотличим от прямого. Для идентификации производители часто маркируют его цветом (например, красный или жёлтый) или наносят надпись «Crossover».
• В некоторых старых сетевых картах и коммутаторах присутствовал отдельный порт с маркировкой «Uplink» или «MDI-X», который работал как кросс-кабель внутри устройства. При подключении к такому порту другого коммутатора требовался прямой кабель.
• Существуют «гибридные» кабели, которые могут работать как прямые или кросс-кабели в зависимости от того, как их воткнуть (с переключателем), но они не получили широкого распространения.