Кабели с 4 парами

Кабели с 4 парами (часто называемые «витой парой», англ. Twisted Pair) являются основным средством передачи данных в современных структурированных кабельных системах (СКС) и локальных вычислительных сетях (ЛВС). Их конструкция, основанная на строгих физических принципах, позволяет обеспечивать высокоскоростную и помехозащищенную передачу цифровых сигналов.

1. Назначение и принцип действия

Основное назначение:

• Построение проводных LAN-сетей (Ethernet).
• Передача телефонии (несколько пар могут использоваться для аналоговых или цифровых телефонных линий).
• Обеспечение питания по Ethernet (PoE и PoE+).
• Подключение периферийных устройств в системах автоматизации.

Физический принцип:
Ключевой принцип работы — витая пара. Два изолированных проводника скручены вокруг друг друга с определенным шагом.

• Подавление электромагнитных помех: Внешняя электромагнитная наводка одинаково воздействует на оба провода в паре. На приемном конце дифференциальный сигнал (разность потенциалов между двумя проводами) позволяет вычесть эту наводку, восстановив исходный сигнал.
• Снижение перекрестных помех (NEXT — Near-End Crosstalk): Разный шаг скрутки соседних пар предотвращает их электромагнитное влияние друг на друга.

2. Конструкция кабеля

4-парный кабель — это сложная инженерная конструкция, где каждый элемент важен.

1. Токопроводящая жила:
   • Материал: Медь. Для постоянных линий (прокладка в стенах) используется одножильный провод (Solid). Для патч-кордов (соединительных шнуров) — многожильный (Stranded), что обеспечивает гибкость.
   • Диаметр: Измеряется в American Wire Gauge (AWG). Наиболее распространен калибр 24 AWG (≈0.51 мм) и 23 AWG (≈0.57 мм).
2. Изоляция жилы:
   • Материал: Полиэтилен (PE) для внешней прокладки, ПВХ (PVC) или полипропилен (PP) для внутренней. Изоляция каждой жилы имеет свой цвет для идентификации.
3. Скрутка в пары:
   • Четыре пары проводов скручены с разным шагом. Стандартная цветовая маркировка по TIA/EIA-568B:
     • Пара 1: Бело-оранжевый / Оранжевый
     • Пара 2: Бело-зеленый / Зеленый
     • Пара 3: Бело-синий / Синий
     • Пара 4: Бело-коричневый / Коричневый
4. Разделительный корд (Крестовина):
   • Пластиковый элемент, разделяющий пары внутри кабеля. Повышает механическую прочность и электрическую стабильность, дополнительно снижая перекрестные помехи.
5. Экран (присутствует не во всех типах):
   • Назначение: Дополнительная защита от внешних электромагнитных помех и предотвращение излучения самого кабеля.
   • Материал: Алюминиевая фольга (Foil) и/или медная оплетка (Braid).
6. Внешняя оболочка:
   • Материал:
     • ПВХ (PVC): Для внутренней прокладки.
     • Полиэтилен (PE): Для внешней прокладки, устойчив к ультрафиолету и перепадам температур.
     • LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Безгалогенный, с пониженным дымовыделением. Используется в местах скопления людей (вокзалы, метро) для повышения безопасности при пожаре.
   • Маркировка: На оболочку наносится информация о производителе, категории, метраже и т.д.

3. Категории кабелей и их возможности

Категория (Cat) определяет полосу пропускания и, как следствие, максимальную скорость передачи данных.

Категория	Полоса пропускания	Максимальная скорость (теоретическая)	Стандарты Ethernet	Применение и примечания
Cat 5	100 МГц	100 Мбит/с (2 пары), 1 Гбит/с (4 пары)	100BASE-TX, 1000BASE-T	Устаревший, практически не используется.
Cat 5e	100 МГц	1 Гбит/с (1000BASE-T)	1000BASE-T	Базовый стандарт для гигабитных сетей. Самый распространенный и экономичный вариант.
Cat 6	250 МГц	1 Гбит/с (до 100 м), 10 Гбит/с (до 55 м)	1000BASE-T, 10GBASE-T	Часто имеет разделительный корд. Лучшие характеристики по помехозащищенности.
Cat 6A	500 МГц	10 Гбит/с (до 100 м)	10GBASE-T	Улучшенная версия Cat 6. Становится новым стандартом для магистралей и ЦОД.
Cat 7	600 МГц	10 Гбит/с (до 100 м)	10GBASE-T	Экранированный (S/FTP). Использует нестандартные разъемы GG45.
Cat 7A	1000 МГц	10 Гбит/с, до 40 Гбит/с (на коротких дистанциях)	10GBASE-T	Дальнейшее развитие Cat 7.
Cat 8	2000 МГц	25 Гбит/с (25GBASE-T), 40 Гбит/с (40GBASE-T)	25GBASE-T, 40GBASE-T	Экранированный. Предназначен для коротких соединений в ЦОД (до 30-36 м).

4. Типы экранирования

Обозначение формируется по схеме: X / YTP, где:

• X — общий экран кабеля.
• Y — экран для каждой пары.
• TP — витая пара.

Обозначение	Расшифровка	Описание	Сфера применения
UTP	Unshielded Twisted Pair	Неэкранированная витая пара	Офисы, квартиры, помещения без сильных помех.
FTP	Foiled Twisted Pair	Общий экран из фольги	Промышленные зоны, прокладка рядом с силовыми кабелями.
STP	Shielded Twisted Pair	Общий экран из фольги и оплетки	Агрессивные промышленные среды, мощные источники ЭМ-помех.
S/FTP	Shielded / Foiled Twisted Pair	Общий экран из оплетки, каждая пара в фольге	Высоконагруженные сети (ЦОД, высокоскоростные магистрали). Максимальная защита.

Важно: При использовании экранированных кабелей (FTP, STP) вся система должна быть экранированной: кабели, патч-панели, розетки и оборудование. Экран должен быть заземлен с обеих сторон.

5. Области применения

1. Организация рабочих мест: Подключение компьютеров, IP-телефонов, принтеров к сетевой розетке.
2. Вертикальные и горизонтальные подсистемы СКС: Соединение этажных коммутационных шкафов с центральным.
3. Центры обработки данных (ЦОД): Для соединения серверов, коммутаторов и систем хранения данных.
4. Системы видеонаблюдения (IP-камеры): Одним кабелем передается и питание (PoE), и видеосигнал.
5. Сети контроля доступа и охранной сигнализации.

6. Особенности монтажа и эксплуатации

1. Радиус изгиба: Не менее 4 внешних диаметров кабеля. Резкие изгибы нарушают шаг скрутки и ухудшают характеристики.
2. Натяжение: Избегать чрезмерного натяжения, которое может привести к разрыву или растяжению жил.
3. Разделка кабеля: При зачистке оболочки нельзя повреждать изоляцию жил. Раскрутка пар перед обжимом коннектора должна быть минимальной (не более 12-13 мм).
4. Схемы обжима (распиновки):
   • T568A и T568B. В России и мире более распространена схема T568B. Главное правило: одинаковая схема на обоих концах кабеля.
5. Влияние PoE: При передаче значительной мощности (PoE+ до 30 Вт) по кабелю происходит его нагрев. Это необходимо учитывать при групповой прокладке в лотках.

Заключение

Кабель с 4 парами — это не просто «проводок для интернета», а высокотехнологичный продукт, от правильного выбора и монтажа которого зависит производительность и надежность всей сетевой инфраструктуры.

Краткий гид по выбору:

• Для квартиры/офиса (гигабитная сеть): Cat 5e или Cat 6 UTP.
• Для новой прокладки с заделом на будущее (10 Гбит/с): Cat 6A UTP/FTP.
• Для промышленных условий или ЦОД: Cat 6A/7/8 S/FTP с полным заземлением экрана.
• Для подключения IP-камер с PoE: Cat 5e/6 UTP с медными жилами (не стальными, омедненными).

Инвестиции в кабель более высокой категории (например, Cat 6A вместо Cat 5e) при первоначальной прокладке — это страховка на будущее, которая позволит легко перейти на более высокие скорости без замены кабельной системы.