Кабели «витая пара» для наружной прокладки

Классификация и конструктивные особенности кабелей «витая пара» для наружной прокладки

Кабели «витая пара» (Twisted Pair, TP), предназначенные для наружной прокладки, представляют собой специализированную категорию кабелей связи, сконструированных для работы в условиях прямого воздействия агрессивных факторов внешней среды. Их основное назначение – построение сегментов структурированных кабельных систем (СКС) вне помещений, таких как магистральные линии между зданиями, подключение уличного оборудования систем видеонаблюдения, контроля доступа и телекоммуникационной инфраструктуры.

1. Ключевые отличия от кабелей для внутренней прокладки

Главное отличие заключается в наличии дополнительных защитных элементов, обеспечивающих механическую прочность и устойчивость к климатическим воздействиям.

• Внешняя оболочка: Изготавливается из полиэтилена (PE), чаще всего черного цвета. Полиэтилен, в отличие от поливинилхлорида (PVC), используемого в интерьерных кабелях, обладает высокой стойкостью к ультрафиолетовому (УФ) излучению, окислению, перепадам температур (сохраняет эластичность при отрицательных температурах) и влагостойкостью.
• Влагозащита: Обязательным элементом является барьер для защиты от проникновения влаги вдоль кабеля. Это может быть:
  • Гидрофобный заполнитель: Гелеобразное вещество, заполняющее пространство между жилами. Эффективно блокирует миграцию воды, но усложняет монтаж, требуя тщательной очистки жил перед обжимом коннекторов.
  • Влагозащитная пленка: Полимерная или металлизированная лента, обернутая поверх скрученных пар. Менее эффективна против продольной миграции, но упрощает разделку кабеля.
• Армирующий элемент: Во многих моделях, особенно предназначенных для подвеса на опорах, между оболочкой и жилами размещается трос (стальной оцинкованный или из стеклопластика). Он воспринимает механические нагрузки (растяжение, ветровые воздействия, вес льда), защищая токопроводящие жилы от обрыва.
• Экран: Для наружной прокладки чаще применяются экранированные модификации (FTP, SFTP), которые обеспечивают лучшую защиту от электромагнитных помех (ЭМП), возникающих от силовых линий, грозовых разрядов и другого уличного оборудования.

2. Детальная конструкция кабеля

Конструкция наружной витой пары является многослойной.

• Токопроводящая жила: Используется монолитная медная проволока диаметром 0.50-0.52 мм (калибр 24 AWG) или 0.64 мм (23 AWG). Для гибридных кабелей, требующих повышенной гибкости, может применяться многопроволочная жила.
• Изоляция жилы: Выполняется из твердого полиэтилена (HDPE — High-Density Polyethylene) или полипропилена. Материал имеет цветовую маркировку согласно стандарту для идентификации пар.
• Скрутка пар: Пары скручиваются с определенным шагом, уникальным для каждой пары в кабеле. Это основной метод снижения перекрестных наводок (NEXT — Near-End Crosstalk).
• Разделительная пленка / Влагобарьер: Поверх скрученных пар может накладываться полиэстеровая или алюмополимерная пленка.
• Экран (при наличии):
  • Foil Shield: Тонкая алюминиевая фольга, ламинированная полимерной пленкой. Обертывается вокруг всех пар. Обозначается как FTP (Foiled Twisted Pair).
  • Braid Shield: Оплетка из луженой медной проволоки. Обозначается как STP (Shielded Twisted Pair). Обеспечивает лучшее экранирование на низких частотах и выполняет функцию заземления.
  • Комбинированный экран: Одновременное применение фольги и оплетки (S/FTP — общий экран в виде оплетки + экран из фольги для каждой пары, или SFTP — общий двойной экран: фольга + оплетка).
• Армирующий трос: Располагается эксцентрично. Стальной трос используется для подвесных линий, стеклопластиковый – для прокладки в грунте, где не требуется высокая прочность на разрыв, но важна стойкость к коррозии.
• Внешняя оболочка: Полиэтиленовая оболочка (PE) толщиной от 0.5 до 0.9 мм. Часто содержит стабилизаторы углеродного типа для защиты от УФ-излучения. Маркируется с указанием производителя, категории, типа и метража.

3. Категории кабеля и полоса пропускания

Категория кабеля определяет его способность передавать сигнал на определенной частоте, что напрямую связано с максимальной скоростью передачи данных.

Категория	Полоса пропускания (макс.)	Применяемые технологии	Скорость передачи данных	Примечания для наружного применения
Cat 5e	100 МГц	Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T)	До 1 Гбит/с	Базовый вариант для наружных линий, где не требуется высокая скорость. Экономичен.
Cat 6	250 МГц	Gigabit Ethernet, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T	До 5 Гбит/с (на 100 м)	Наиболее распространенный выбор для новых проектов. Хороший баланс цены и производительности.
Cat 6A	500 МГц	10GBASE-T	До 10 Гбит/с (на 100 м)	Для магистральных каналов, требующих высокой пропускной способности. Требует качественных разъемов.
Cat 7/7A	600 / 1000 МГц	10GBASE-T, 40GBASE-T (до 50 м)	До 10/40 Гбит/с	Обязательно экранирование (S/FTP). Используется реже из-за высокой стоимости и сложности монтажа.

Для наружной прокладки наиболее востребованными являются кабели категорий 6 и 6A.

4. Типы кабелей по способу прокладки

Конструкция кабеля напрямую зависит от метода его инсталляции.

• Кабель для подвеса (Self-Supporting, Aerial): Имеет встроенный стальной оцинкованный трос. Может быть двух типов:
  • «8-ка» (Figure-8): Трос и кабельный модуль соединены тонкой полиэтиленовой перемычкой, образуя в сечении цифру 8. Легко разделывается: кабель отрезается от троса перед подключением.
  • С общим усиленным jacket-ом: Трос и жилы находятся в одной оболочке. Более устойчив к повреждениям, но сложнее в разделке.
• Кабель для прокладки в грунте (Direct Burial): Имеет усиленную влагозащиту (как правило, гидрофобный заполнитель) и броню. Броня может быть выполнена в виде гофрированной стальной ленты (Corrugated Steel Tape, CST) или алюминиевой ленты, поверх которой наложена дополнительная полиэтиленовая оболочка. Защищает от грызунов, давления грунта и случайных повреждений при раскопках.
• Кабель для прокладки в кабельной канализации (Duct): Не требует брони, но должен иметь стойкую к влаге и химическим веществам оболочку. Часто используется с гидрофобным заполнением.

5. Экранирование: необходимость и типы

В условиях наружной прокладки риск воздействия ЭМП значительно выше. Экран выполняет две функции: защищает передаваемый сигнал от внешних помех и снижает излучение самого кабеля.

Обозначение	Структура	Описание	Сфера применения
U/UTP	Неэкранированный	Отсутствует общий экран и экраны пар.	Наружная прокладка не рекомендуется, кроме участков с минимальным уровнем помех.
F/UTP (FTP)	Фольгированный	Общий экран из фольги вокруг всех пар.	Стандартный выбор для наружной прокладки. Защита от большинства внешних ЭМП.
U/FTP	Экранированные пары	Каждая витая пара имеет индивидуальный экран из фольги.	Высокая защита от перекрестных помех между парами. Используется в Cat.7 и выше.
S/FTP	Экранированные пары + оплетка	Индивидуальные экраны пар + общая медная оплетка.	Максимальная степень защиты. Для прокладки в непосредственной близости к силовым кабелям высокого напряжения.
SF/UTP (SFTP)	Двойной общий экран	Общий экран из фольги + поверх него оплетка.	Хороший компромисс по цене и защите. Аналог F/UTP с улучшенными характеристиками заземления.

Важное замечание: Для эффективной работы экранированной системы необходимо заземление экрана с обеих сторон. Неправильное заземление может привести к образованию контуров заземления и ухудшить качество связи.

6. Нормативная база и стандарты

Производство и испытания кабелей витая пара регламентируется международными и национальными стандартами.

• Международные: ANSI/TIA-568-C.2, ISO/IEC 11801.
• Европейские: EN 50173 (СКС), EN 50288 (кабели передачи).
• Огнестойкость: Для наружных кабелей, вводимых в здание, на участке внутри помещения должен применяться кабель с низким дымовыделением и безгалогенной оболочкой (LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Наружный кабель (PE) при горении выделяет высокотоксичные вещества.
• Климатические исполнения: В России руководствуются ГОСТами, например, ГОСТ 31565-2012 (Кабели пожарной безопасности), который определяет стойкость к внешним воздействиям, но для телекоммуникационных кабелей чаще ссылаются на ТУ производителей, разработанные в соответствии с международной практикой.

7. Монтаж и эксплуатация: ключевые принципы

• Радиус изгиба: Не должен превышать 8 внешних диаметров кабеля для неэкранированных и 10 диаметров для экранированных модификаций во избежание ухудшения параметров.
• Натяжение: При прокладке необходимо избегать чрезмерного натяжения. Максимально допустимое усилие обычно указывается производителем (например, не более 110 Н).
• Терминирование: При обжиме коннекторов (RJ-45) экран должен быть надежно соединен с корпусом коннектора. Рекомендуется использовать специальные экранированные коннекторы и инструмент.
• Переход «улица-помещение»: В точке ввода кабеля в здание необходимо устанавливать пассивный или активный грозозащитный элемент (Lightning Arrestor). Он шунтирует импульсные перенапряжения (например, от грозы) на шину заземления, защищая активное сетевое оборудование. Физически кабель должен входить в здание через герметичную муфту, а внутри сразу переходить с наружного (PE) на внутренний (PVC/LSZH) через коммутационную коробку.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем принципиально отличается кабель для грунта от кабеля для подвеса?
Кабель для прокладки в грунте имеет броню для защиты от механических повреждений и, как правило, более мощный гидрофобный барьер. Кабель для подвеса оснащен несущим тросом, рассчитанным на растягивающую нагрузку, но не имеет брони.

2. Можно ли проложить обычный внутренний кабель (PVC) на улице?
Категорически не рекомендуется. ПВХ-оболочка под воздействием УФ-излучения быстро теряет эластичность, трескается. При отрицательных температурах она становится хрупкой и разрушается. Кроме того, такой кабель не имеет должной защиты от влаги, что приведет к коррозии жил и выходу кабеля из строя.

3. Какой тип экранирования выбрать для прокладки вдоль фасада здания рядом с силовыми линиями?
В таком случае необходим кабель с максимальным уровнем экранирования: S/FTP или, как минимум, SF/UTP (SFTP). Медная оплетка в их составе обеспечивает эффективное заземление и защиту от низкочастотных помех.

4. Нужно ли заземлять экран витой пары, и если да, то как?
Да, экран должен быть заземлен с обеих сторон линии для выполнения своей защитной функции. Заземление осуществляется через экранированные порты коммутационного оборудования (которые сами должны быть подключены к шине заземления) или через экранированные патч-панели, которые, в свою очередь, соединяются с контуром заземления здания.

5. Что делать, если длина трассы превышает 100 метров?
Стандарт EIA/TIA-568 устанавливает предельную длину сегмента в 100 метров (90 м стационарный кабель + 10 м патч-корды). При превышении этого расстояния возможны потери пакетов и падение скорости. Решения:

• Использовать медиаконвертер для преобразования электрического сигнала в оптический и проложить оптоволоконный кабель, который позволяет передавать данные на километры.
• Установить промежуточный активный репитер (усилитель) или коммутатор.
• Применить кабель большего диаметра (23 AWG вместо 24 AWG), что снижает затухание, но не гарантирует работу на значительном превышении 100 м.

6. Как маркируется наружный кабель?
На оболочку кабеля лазером или типографским способом наносится информация, например:
<Производитель> OUTDOOR CAT.6 U/FTP 24 AWG 4x2x0.52 LSZH 305m

• OUTDOOR / EXTERIOR – указание на наружное применение.
• CAT.6 – категория.
• U/FTP – тип экранирования.
• 24 AWG – калибр жилы.
• 4x2x0.52 – 4 пары, 2 жилы в паре, диаметр жилы 0.52 мм.
• LSZH / PE – материал оболочки.
• 305m – длина в бухте.

7. Какой срок службы у качественного кабеля для наружной прокладки?
При правильном монтаже и соблюдении условий эксплуатации срок службы такого кабеля составляет не менее 15-25 лет. Наибольшее влияние на долговечность оказывают механические повреждения, постоянное воздействие УФ-излучения и перепады температур.