Кабель категории Cat (от англ. Category), более известный как «витая пара» (Twisted Pair), — это основной тип кабеля, используемый для построения структурированных кабельных систем (СКС) и передачи данных в локальных вычислительных сетях (LAN), телефонии и видеонаблюдении. Его название происходит от специфической конструкции: изолированные медные жилы скручены попарно с определенным шагом.
1. Конструкция кабеля Cat
Конструкция витой пары продумана для обеспечения целостности сигнала и защиты от помех.
1. Токопроводящая жила
- Материал: Медь. Бывает двух типов:
- Цельная (Solid): Одна медная проволока. Жесткая, менее гибкая, но лучше передает сигнал на большие расстояния. Используется для стационарной прокладки в стенах, кабель-каналах.
- Скрученная (Stranded): Множество тонких медных проволочек, скрученных вместе. Очень гибкая, но имеет большее затухание. Используется для патч-кордов (коммутационных шнуров).
- Диаметр: Измеряется в American Wire Gauge (AWG). Стандарт — 24 AWG (≈0.51 мм) или 23 AWG (≈0.57 мм).
2. Изоляция жил
- Материал: Поливинилхлорид (ПВХ) для обычных условий, полиэтилен (PE) для уличной прокладки.
- Цветовая маркировка: Каждая пара имеет уникальную цветовую комбинацию для облегчения идентификации (стандарты T568A/T568B).
3. Скрутка
- Это ключевой элемент. Две жилы скручиваются вокруг друг друга с определенным шагом (количеством витков на метр). Чем выше частота, тем сильнее скрутка. Это позволяет паре работать как балансная линия: электромагнитные помехи наводятся на оба провода одинаково, а приемное оборудование вычитает шум, анализируя разность потенциалов между ними.
4. Разделительная нить (опционально)
- Нейлоновая нить, облегчающая разделку кабеля и повышающая его механическую прочность.
5. Общий экран (присутствует в экранированных модификациях)
- Фольга: Тонкий алюминиевый слой с дренажным проводом. Обозначается буквой F (Foiled).
- Защищает от высокочастотных помех.
- Оплетка: Сетка из медных проволок. Обозначается буквой S (Shielded).
- Защищает от низкочастотных помех.
- Дренажный провод: Неизолированный медный провод, контактирующий с экраном, для его заземления.
6. Внешняя оболочка
- Материал:
- ПВХ (PVC): Для обычных офисных и домашних помещений.
- LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Безгалогенный, с пониженным дымовыделением. Используется в местах скопления людей (метро, аэропорты, серверные).
- PE (Polyethylene): Для наружной прокладки, устойчив к ультрафиолету и перепадам температур.
2. Категории кабелей Cat и их характеристики
Категория (Cat) определяет полосу пропускания (в МГц) и, как следствие, максимальную скорость передачи данных. Чем выше категория, тем лучше характеристики.
| Категория | Полоса пропускания | Макс. скорость данных* | Стандарты | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Cat 5 | 100 МГц | 100 Мбит/с (100BASE-TX), до 1 Гбит/с (1000BASE-T) | 1000BASE-T | Устарел, используется редко. |
| 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) | 10GBASE-T | Для сетей с повышенными требованиями. Часто имеет пластиковый разделитель крест для уменьшения перекрестных наводок. |
| Cat 6a | 500 МГц | 10 Гбит/с (до 100 м) | 10GBASE-T | Рекомендуемый стандарт для новых проектов. Поддержка 10 Гбит/с на полной длине канала. |
| Cat 7 | 600 МГц | 10 Гбит/с (до 100 м) | — | Не является стандартом TIA/EIA. Каждая пара экранирована (S/FTP), требует специальных несовместимых с RJ45 разъемов (GG45). Используется редко. |
| Cat 7a | 1000 МГц | до 40 Гбит/с (до 50 м) | — | Для будущих приложений. Аналогичные проблемы с совместимостью, что и у Cat 7. |
| Cat 8 | 2000 МГц | 25 Гбит/с (25GBASE-T) 40 Гбит/с (40GBASE-T) | 25G/40GBASE-T | Для коротких соединений в ЦОД (до 30-36 м). Экранированный (F/UTP или S/FTP). Не предназначен для замены Cat 6a в горизонтальной разводке. |
Скорости указаны для длины канала 100 м, если не указано иное.
3. Типы экранирования
Экранирование необходимо для защиты от электромагнитных помех (EMI) в агрессивных средах (промышленность, рядом с силовыми кабелями).
- U/UTP (ранее UTP) — Неэкранированный. Нет общего экрана, пары не экранированы. Для стандартных офисных помещений.
- F/UTP (ранее FTP) — С общим экраном из фольги. Внешний экран из фольги, пары не экранированы. Самый распространенный экранированный тип.
- U/FTP — С экранированием пар. Нет общего экрана, но каждая пара имеет свой экран из фольги. Эффективно против перекрестных помех.
- S/FTP (ранее S-STP) — Двойное экранирование. Общий экран из оплетки и каждая пара в фольге. Максимальная защита. Используется в Cat 7 и выше.
Важно: Для работы экранированной системы (F/UTP, S/FTP и т.д.) необходимо заземление на всех компонентах: кабель, патч-панели, розетки, сетевые карты.
4. Области применения
- Локальные вычислительные сети (LAN): Соединение компьютеров, серверов, принтеров с коммутаторами.
- Телефония (IP-телефония): Для подключения IP-телефонов.
- Системы видеонаблюдения (IP-камеры): Передача видео, питания (PoE) и управления.
- Сети хранения данных (SAN).
- Умный дом и АСУ ТП: Для подключения датчиков и контроллеров.
5. Power over Ethernet (PoE)
Технология, позволяющая передавать электрическую энергию для питания устройств по тому же кабелю, что и данные.
- PoE (IEEE 802.3af): До 15.4 Вт на порту.
- PoE+ (IEEE 802.3at): До 30 Вт на порту.
- PoE++ (IEEE 802.3bt): До 60 Вт (Тип 3) и до 100 Вт (Тип 4).
Для эффективной передачи PoE, особенно высоких мощностей, рекомендуется использовать кабель с медными жилами (не омедненный алюминий — CCA) и предпочтительнее категории Cat 5e и выше.
6. Правила монтажа и эксплуатации
- Минимальный радиус изгиба: Не менее 4 внешних диаметров кабеля. Резкий изгиб нарушает шаг скрутки и ухудшает характеристики.
- Не растягивать кабель: Максимальное усилие натяжения — около 25 фунтов (≈11 кг).
- Удаленность от источников помех: Не прокладывать параллельно силовым кабелям ближе, чем на 15-30 см. При пересечении — под углом 90°.
- Раскрутка пар: При обжиме коннектора RJ45 раскручивать пары не более чем на 12-13 мм. Чрезмерная раскрутка — главная причина падения скорости.
- Соблюдение стандарта обжима: Использовать один стандарт (T568A или T568B) на всем протяжении линии. В России де-факто стандартом является T568B.
Заключение
Кабель Cat (витая пара) — это фундамент современной цифровой инфраструктуры. Правильный выбор категории и типа экранирования напрямую влияет на производительность, надежность и долговечность сети.
- Для большинства домашних и офисных гигабитных сетей: Оптимален Cat 5e или Cat 6.
- Для новых проектов, где планируется 10 Гбит/с: Рекомендуется Cat 6a.
- Для промышленных условий или прокладки рядом с силовыми кабелями: Обязательно использовать экранированные версии (F/UTP).
- Для коротких высокоскоростных линий в ЦОД: Рассмотреть Cat 8.
Инвестиции в качественный кабель и профессиональный монтаж — это залог бесперебойной работы вашей сети на протяжении многих лет.
Комментарии