Кабель витая пара utp

Кабель «витая пара» (англ. Twisted Pair) типа UTP (Unshielded Twisted Pair — незащищенная/неэкранированная витая пара) является самым распространенным и экономичным типом кабеля для построения структурированных кабельных систем (СКС) и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Его популярность обусловлена оптимальным соотношением стоимости, простоты монтажа и производительности для большинства стандартных задач.

1. Что такое UTP? Конструкция и принцип действия

UTP — это кабель, в котором несколько изолированных медных проводников попарно скручены между собой с определенным шагом и заключены в общую пластиковую оболочку. Отсутствие дополнительных экранов является его ключевой особенностью.

Конструкция кабеля:

1. Токопроводящая жила:
   • Материал: Медь (CU) или омедненная сталь (CCA — Copper Clad Aluminum). Для постоянных и надежных сетей рекомендуется использовать кабель с чистой медной жилой.
   • Диаметр: Чаще всего 22-24 AWG (American Wire Gauge). Чем меньше число AWG, тем толще жила (например, 23 AWG ≈ 0.57 мм, 24 AWG ≈ 0.52 мм).
   • Строение: Однопроволочная (Solid) для стационарной прокладки в стенах и кабель-каналах или многопроволочная (Stranded) для патч-кордов, где важна гибкость.
2. Изоляция жил:
   • Материал: Полиэтилен (PE) или полипропилен (PP).
   • Цветовая маркировка: Каждая жила в паре имеет свой цвет изоляции для облегчения идентификации при обжиме коннекторов. Стандартная схема основана на двух цветах: один однотонный, второй — белый с полоской основного цвета.
3. Скрутка (Twist):
   • Принцип: Две изолированные жилы скручиваются вокруг общей оси с определенным количеством витков на метр.
   • Назначение: Это главный защитный механизм UTP. Скрутка обеспечивает подавление двух типов помех:
     • Электромагнитные помехи (EMI) от внешних источников: Помеха наводится одинаково на оба провода пары.
     • Перекрестные наводки (Crosstalk) между парами внутри кабеля: Разный шаг скрутки соседних пар предотвращает их синхронное взаимодействие.
4. Оболочка (Jacket):
   • Материал: Поливинилхлорид (PVC) для обычных условий или безгалогенный компаунд (LSZH — Low Smoke Zero Halogen) для прокладки в вентиляционных каналах и местах с массовым пребыванием людей (метро, аэропорты), так как он не выделяет токсичных газов при горении.
   • Цвет: Чаще всего серый (стандартный), синий (для горизонтальных подсистем), черный (для уличного исполнения).

2. Категории кабеля UTP и их возможности

Категория (Cat) кабеля определяет его полосу пропускания и, как следствие, максимальную скорость передачи данных. Важно использовать компоненты (кабель, розетки, коннекторы) одной категории.

• Cat 5e (Enhanced): Полоса частот до 100 МГц. Поддерживает скорость до 1 Гбит/с (1000BASE-T) на расстоянии до 100 м. Долгое время был отраслевым стандартом, но сегодня вытесняется более высокими категориями.
• Cat 6: Полоса частот до 250 МГц. Поддерживает скорость 1 Гбит/с и 10 Гбит/с (10GBASE-T) на расстоянии до 55 метров. Имеет более строгие требования к скрутке и часто включает в конструкцию пластиковый разделитель (крестовину) для минимизации перекрестных наводок.
• Cat 6a (Augmented): Полоса частот до 500 МГц. Обеспечивает стабильную передачу 10 Гбит/с на полные 100 метров. Это современный рекомендуемый стандарт для новых проектов.
• Cat 7/7a: Хотя эти категории имеют полосу до 600/1000 МГц, они используют экранирование, поэтому не относятся к классу UTP. Это кабели S/FTP или F/TP.

3. Схемы обжима (распиновки) T568A и T568B

Для корректной работы сети пары жил должны быть обжаты в коннекторе RJ-45 в строго определенном порядке. Существует два стандарта:

• T568A: Бело-зеленый, Зеленый, Бело-оранжевый, Синий, Бело-синий, Оранжевый, Бело-коричневый, Коричневый.
• T568B: Бело-оранжевый, Оранжевый, Бело-зеленый, Синий, Бело-синий, Зеленый, Бело-коричневый, Коричневый.

Важно:

• Прямой кабель (Straight-through): Оба конца обжаты по одной и той же схеме (T568A-A или T568B-B). Используется для подключения компьютера к коммутатору (свитчу) или роутеру. 99% всех кабелей в сети — прямые.
• Перекрестный кабель (Crossover): Один конец обжат по T568A, другой — по T568B. Раньше использовался для соединения двух компьютеров или двух коммутаторов напрямую. В современных устройствах с поддержкой Auto-MDIX эта необходимость отпала.

4. Преимущества и недостатки UTP

Преимущества:

• Низкая стоимость: Самый дешевый тип сетевого кабеля.
• Простота монтажа и обслуживания: Не требует заземления, обжимается простым инструментом.
• Гибкость и малый радиус изгиба.
• Достаточная надежность для большинства офисных и домашних сред.

Недостатки:

• Чувствительность к электромагнитным помехам (ЭМП): Не рекомендуется прокладывать в непосредственной близости с силовыми кабелями (минимальное расстояние — 30 см).
• Ограниченная максимальная дистанция: 100 метров для Ethernet.
• Более низкая защищенность по сравнению с экранированными аналогами.

5. Сравнение с экранированными кабелями (FTP, STP)

• FTP (Foiled Twisted Pair): Имеет один общий экран из фольги вокруг всех пар. Защищает от внешних помех.
• STP (Shielded Twisted Pair): Каждая пара имеет индивидуальный экран, плюс часто есть общий экран. Максимальная защита.
• S/FTP (Screened/Foiled Twisted Pair): Общий экран из оплетки и индивидуальные экраны из фольги для каждой пары.

Когда использовать UTP, а когда FTP?

• UTP: Офисы, квартиры, дома, образовательные учреждения — везде, где нет сильных источников ЭМП (например, промышленное оборудование, мощные двигатели, линии электропередач).
• FTP/STP: Промышленные предприятия, медицинские центры (для оборудования), улицы (рядом с ЛЭП), серверные комнаты, а также в странах Европы, где стандарты по электромагнитной совместимости строже.

6. Области применения

• Создание локальных вычислительных сетей (LAN).
• Телефония (для цифровых АТС часто используются пары в том же кабеле Cat 3 или выше).
• Системы видеонаблюдения (IP-камеры).
• «Умный дом» (для подключения различных датчиков и устройств).

Заключение

Кабель UTP — это основа современной цифровой коммуникации. Его эволюция от Cat 3 до Cat 6a позволила поддерживать гигабитные и 10-гигабитные скорости, оставаясь при этом простым и экономичным решением.

Краткий итог для выбора:

• Для новых проектов: Рекомендуется Cat 6a как задел на будущее.
• Для стандартного гигабитного подключения: Cat 5e еще вполне достаточно, но Cat 6 предлагает лучший запас прочности.
• Для домашнего использования: Cat 5e / Cat 6.
• Для офиса: Cat 6 / Cat 6a.

Правильный выбор категории, качественный монтаж с соблюдением схем обжима и правил прокладки (вдали от силовых линий) гарантируют создание надежной и высокопроизводительной сетевой инфраструктуры на базе кабеля UTP.