Кабели витая пара с 25 парами
Кабели витая пара с 25 парами: технические характеристики, стандарты и применение
Кабель витая пара с 25 парами (25-pair cable) представляет собой многопарный симметричный кабель связи, в котором изолированные проводники скручены попарно с определенным шагом, а пары, в свою очередь, могут быть собраны в группы (units) и скручены в общий сердечник. Данный тип кабеля является фундаментальным решением для создания магистральных (вертикальных/стояковых) и горизонтальных участков структурированных кабельных систем (СКС) большой емкости, а также для аналоговых и цифровых систем телефонии. Его конструкция и параметры строго регламентированы международными и национальными стандартами.
Конструкция и материалы
Конструкция 25-парного кабеля является многослойной и включает несколько ключевых элементов:
- Токопроводящая жила: Изготавливается из твердой или многопроволочной медной проволоки. Для стационарной прокладки внутри зданий (riser cable) обычно используется твердая медь диаметром 0.51 мм (24 AWG) или 0.64 мм (22 AWG). Многопроволочные жилы (stranded) применяются в патч-кордах и кабелях для подвижного подключения.
- Изоляция жилы: Выполняется из твердого полиэтилена (PE), полипропилена (PP) или вспененного полиэтилена (Foamed PE). Материал изоляции напрямую влияет на электрические параметры кабеля, такие как затухание и скорость распространения.
- Скрутка пар (Twisting): Каждая из 25 пар скручена с уникальным шагом (количеством витков на единицу длины) для минимизации перекрестных наводок (NEXT, FEXT) между парами в одном кабеле. Пары имеют стандартную цветовую маркировку, основанную на комбинации 5 основных и 5 дополнительных цветов.
- Поясная изоляция (Core Wrap): Скрученный пучок из 25 пар часто обматывается полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или полипропиленовой лентой для фиксации конструкции.
- Экран (при наличии): Кабели могут быть неэкранированными (U/UTP), иметь общий экран из фольги (F/UTP) или оплетки (S/UTP), а также комбинированный экран (SF/UTP). Экран предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех (EMI) и снижения излучения.
- Оболочка: Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлорида (PVC) для внутренней прокладки, из полиэтилена (PE) для внешней, либо из материалов с низким дымовыделением и безгалогенных компаундов (LSZH/LS0H) для прокладки в вентиляционных шахтах и зонах с повышенными требованиями пожарной безопасности.
- Телефонные магистрали (Riser): Классическое применение – прокладка между этажными или зоновыми кроссами (IDF и MDF) для подключения аналоговых АТС, цифровых мини-АТС (PBX) и абонентских линий. Один 25-парный кабель заменяет 25 отдельных двухпарных шнуров, что упрощает монтаж и маркировку.
- Стояковые подсистемы СКС: В структурированных кабельных системах 25-парные кабели используются в качестве стояковой (вертикальной) кабельной подсистемы для подключения этажных телекоммуникационных шкафов к аппаратной.
- Распределение сетевых подключений: Для разводки множества сетевых соединений 10/100BASE-TX (использующих 2 пары) от коммутационного оборудования в серверной к удаленным коммутационным панелям. Это экономит пространство в лотках и кабельных каналах.
- Системы безопасности и автоматизации зданий (АСУ ТП): Передача данных для систем контроля доступа, видеонаблюдения (по витой паре), пожарной сигнализации, датчиков.
- Прокладка в защищенных условиях: Применяются кабели в бронеоболочке (armored) для прокладки в грунте или в условиях повышенного механического воздействия.
- TIA/EIA-568-C.2: Определяет требования к сбалансированным витым парам телекоммуникационных кабелей, включая электрические параметры для категорий 3, 5e, 6, 6A.
- ISO/IEC 11801: Международный стандарт для универсальных кабельных систем, определяющий классы (Class A, B, C, D, E, EA, F, FA) и каналы.
- ANSI/ICEA S-80-576: Стандарт на кабели связи с поливинилхлоридной оболочкой.
- UL 444: Стандарт безопасности для коммуникационных кабелей.
- Пожарные стандарты: UL 910 (тест на распространение пламени и дымовыделение для пленум-пространств), соответствие требованиям NEC (Article 800) для типов CMR (Riser) и CMP (Plenum).
- На кросс-панели (Patch Panel) типа 110 или Krone: Кабель расплетается, пары разделяются и укладываются в соответствии с цветовой схемой на IDC-контакты (Insulation Displacement Connection) панели. Это основной метод для стационарной установки.
- На 25-парные разъемы (Amphenol, 25-pair connector): Используется для подключения к портам оборудования, требующего такого интерфейса (например, некоторые модели старых АТС).
- Разделка на несколько 4-парных или 2-парных модульных разъемов (8P8C): Практикуется, но требует тщательного соблюдения схемы разводки (T568A/B) и может ухудшить электрические параметры.
- CMP (Communications Plenum Cable): Кабель для прокладки в пленум-пространствах (вентиляционных камерах, фальшполах и подвесных потолках, используемых для циркуляции воздуха). Имеет оболочку из материала с низким дымовыделением и низкой горючестью (часто из фторполимеров, например, FEP). Проходит строгий тест UL 910.
- CMR (Communications Riser Cable): Кабель для вертикальной прокладки в стояках (между этажами). Материал оболочки замедляет распространение огня с этажа на этаж. Тестируется по UL 1666.
- CM/CMG (General Purpose): Кабель общего назначения для горизонтальной прокладки в пределах одного этажа.
- LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Безгалогенный, с низким дымовыделением. Европейский аналог, широко используется в зонах с массовым пребыванием людей (метро, аэропорты).
- U/UTP (неэкранированный): Применяется в большинстве офисных сред, где нет сильных источников помех (силовые кабели, двигатели, мощное радиооборудование). Более гибкий, простой в оконцевании и дешевый.
- F/UTP, S/FTP (экранированный): Необходим при прокладке вблизи силового оборудования (>480В), в промышленных цехах, на улице, в медицинских учреждениях (рядом с томографами). Экран (фольга, оплетка) требует обязательного и качественного заземления с обоих концов. Коннекторы и патч-панели также должны быть экранированными. Неправильное заземление экрана может привести к ухудшению характеристик.
Цветовая маркировка пар
Система маркировки 25-парного кабеля является стандартизированной и позволяет однозначно идентифицировать каждую пару. Она основана на комбинации цвета изоляции одного проводника (основной цвет группы) и цвета изоляции второго проводника (цвет метки). Пары с 1 по 25 объединены в пять групп по пять пар.
| Номер пары | Основной цвет (Tip) | Цвет метки (Ring) | Группа |
|---|---|---|---|
| 1 | Белый (Blue/White) | Синий (Blue) | Группа 1 |
| 2 | Оранжевый (Orange/White) | Оранжевый (Orange) | |
| 3 | Зеленый (Green/White) | Зеленый (Green) | |
| 4 | Коричневый (Brown/White) | Коричневый (Brown) | |
| 5 | Серый (Slate/White) | Серый (Slate) | |
| 6 | Красный (Red/White) | Синий (Blue) | Группа 2 |
| 7 | Красный (Red/White) | Оранжевый (Orange) | |
| 8 | Красный (Red/White) | Зеленый (Green) | |
| 9 | Красный (Red/White) | Коричневый (Brown) | |
| 10 | Красный (Red/White) | Серый (Slate) | |
| 11 | Черный (Black/White) | Синий (Blue) | Группа 3 |
| 12 | Черный (Black/White) | Оранжевый (Orange) | |
| 13 | Черный (Black/White) | Зеленый (Green) | |
| 14 | Черный (Black/White) | Коричневый (Brown) | |
| 15 | Черный (Black/White) | Серый (Slate) | |
| 16 | Желтый (Yellow/White) | Синий (Blue) | Группа 4 |
| 17 | Желтый (Yellow/White) | Оранжевый (Orange) | |
| 18 | Желтый (Yellow/White) | Зеленый (Green) | |
| 19 | Желтый (Yellow/White) | Коричневый (Brown) | |
| 20 | Желтый (Yellow/White) | Серый (Slate) | |
| 21 | Фиолетовый (Violet/White) | Синий (Blue) | Группа 5 |
| 22 | Фиолетовый (Violet/White) | Оранжевый (Orange) | |
| 23 | Фиолетовый (Violet/White) | Зеленый (Green) | |
| 24 | Фиолетовый (Violet/White) | Коричневый (Brown) | |
| 25 | Фиолетовый (Violet/White) | Серый (Slate) |
Классы/категории и электрические параметры
25-парные кабели производятся в соответствии с категориями, определяющими полосу пропускания и область применения. Важно понимать, что для высокоскоростных протоколов данных (например, Gigabit Ethernet) использование всех 25 пар одновременно может быть ограничено из-за повышенных перекрестных помех. Основное применение высоких категорий в таком кабеле – распределение множества независимых каналов.
| Категория / Класс | Полоса пропускания | Типичное применение для 25-парного кабеля | Примечания |
|---|---|---|---|
| Категория 3 (Cat.3) | До 16 МГц | Аналоговая и цифровая телефония (ISDN), системы сигнализации, модемные линии. | Базовый уровень для голосовых приложений. |
| Категория 5e (Cat.5e) | До 100 МГц | Распределение 10/100BASE-TX Ethernet (используется 2 пары), Fast Ethernet на множество портов, телефония, низкоскоростные данные. | Требования к NEXT и Return Loss строже, чем у Cat.3. Может поддерживать 1000BASE-T на одной паре кабеля при использовании специальных технологий (например, IEEE 802.3bz). |
| Категория 6 (Cat.6) | До 250 МГц | Более качественное распределение Fast и Gigabit Ethernet, видеотрафик, высокоскоростные линии связи. | Часто имеет разделительный крест (spline) для улучшения параметров. Полноценный Gigabit Ethernet по всем парам одновременно в 25-парном кабеле Cat.6 может не соответствовать стандарту из-за Alien Crosstalk. |
| Категория 6A (Cat.6A) | До 500 МГц | Применяется реже из-за стоимости и толщины. Может использоваться для распределения 10GBASE-T каналов, но с серьезными ограничениями по длине и условиям прокладки. | Обязательно экранированная конструкция (F/UTP, U/FTP, S/FTP) для подавления внешних и внутренних наводок. |
Области применения
Стандарты и нормативы
Производство и тестирование 25-парных кабелей регламентируется рядом стандартов:
Монтаж и оконцевание
Оконцевание 25-парного кабеля требует специализированного оборудования и навыков. Основные способы:
Критически важным при монтаже является сохранение шага скрутки пар как можно ближе к точке контакта (не более 12-13 мм для Cat.5e/6), правильная организация кабеля и отсутствие чрезмерных перегибов (радиус изгиба не менее 4 внешних диаметров кабеля).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Можно ли использовать 25-парный кабель Cat.5e для передачи Gigabit Ethernet (1000BASE-T)?
Технология 1000BASE-T использует все 4 пары в кабеле для одновременной передачи данных в дуплексном режиме. В 25-парном кабеле одновременная передача Gigabit Ethernet по всем 4 парам в нескольких каналах приведет к значительным перекрестным наводкам (Alien Crosstalk), что, скорее всего, вызовет ошибки и потерю пакетов. Стандарты не гарантируют работу 1000BASE-T в такой конфигурации. Однако, можно передавать один поток 1000BASE-T по 4 парам, выбранным из 25, оставляя остальные пары для низкоскоростных приложений или неиспользуемыми. Для гарантированной работы нескольких гигабитных каналов рекомендуется использовать отдельные 4-парные кабели или волоконно-оптические линии.
В чем разница между кабелями типа CMR (Riser) и CMP (Plenum)?
Разница заключается в материале оболочки и его пожарных характеристиках, определяемых Национальным электротехническим кодом (NEC) США.
Выбор типа кабеля является обязательным требованием правил пожарной безопасности объекта.
Как правильно выбрать между экранированным (F/UTP) и неэкранированным (U/UTP) 25-парным кабелем?
Выбор зависит от электромагнитной обстановки:
Для категории 6A экранирование является практически обязательным для обеспечения параметров на частоте 500 МГц.
Каков максимальный допустимый радиус изгиба при прокладке 25-парного кабеля?
Максимальный радиус изгиба регламентируется стандартами (например, TIA-568) и, как правило, составляет не менее четырех внешних диаметров кабеля для статической установки. Для 25-парного кабеля диаметром примерно 10-12 мм это составит 40-50 мм. Превышение этого радиуса может привести к деформации пар, изменению шага скрутки и, как следствие, ухудшению характеристик затухания и перекрестных наводок, особенно в кабелях высокой категории (Cat.6/6A).
Как маркируются и организуются 25-парные кабели в больших инсталляциях (например, 100 или 300 пар)?
Для больших емкостей используются пучки (binders) из нескольких 25-парных кабелей, которые вместе образуют кабель большей емкости (например, 100-парный = 4 x 25 пар). Каждый 25-парный пучок внутри общего кабеля имеет дополнительную идентификацию: цветную нить или ленту, соответствующую цветовой схеме пар (белый/синий, белый/оранжевый и т.д.). Таким образом, пара номер 67 будет находиться в пучке с маркировкой «красный» (3-я группа 25-парок), внутри этого пучка это будет 17-я пара (красный/оранжевый). Для оконцевания таких кабелей используются высокоплотные кросс-панели (MDF) с соответствующей цветовой разметкой.