Кабель витая пара cat 5e

Кабель витая пара Cat 5e: технические характеристики, структура и применение

Кабель витая пара категории 5e (Enhanced) представляет собой сбаланронированный симметричный кабель для передачи сигналов в структурированных кабельных системах. Данный стандарт, определенный в TIA/EIA-568-B.2, является усовершенствованной версией Cat 5 и предназначен для обеспечения высокой скорости передачи данных при минимальных перекрестных помехах.

Конструкция и материалы

Конструкция кабеля Cat 5e включает в себя несколько ключевых элементов:

1. Токопроводящая жила: Используется медная проволока диаметром 0.51 мм (24 AWG). Жила может быть как монолитной (Solid) для стационарной прокладки в кабельных каналах, так и многопроволочной (Stranded) для изготовления патч-кордов, где важна гибкость.
2. Изоляция: Каждая жила изолирована материалом с низким коэффициентом диэлектрических потерь. Наиболее распространен полиэтилент (PE) для внешней прокладки и поливинилхлорид (PVC) для внутренней. Реже применяется безгалогенный компаунд (LSZH, Low Smoke Zero Halogen) для помещений с повышенными требованиями пожарной безопасности.
3. Скрутка (витая пара): Изолированные жилы скручиваются попарно с определенным шагом. Шаг скрутки для каждой пары различен, что является фундаментальным методом подавления электромагнитных помех (EMI) и перекрестных наводок (Crosstalk) между парами внутри кабеля. В кабеле Cat 5e присутствует четыре витых пары.
4. Разделительная нить (необязательно): Для повышения механической прочности и стабильности электрических характеристик может добавляться разрывная или армирующая нить из полипропилена или стекловолокна.
5. Экран: В зависимости от условий эксплуатации кабель может иметь различные варианты экранирования:
   • UTP (Unshielded Twisted Pair): Неэкранированная витая пара. Наиболее распространенный тип для офисных и домашних сред.
   • FTP (Foiled Twisted Pair): Общий экран в виде фольги, окружающий все четыре пары.
   • STP (Shielded Twisted Pair): Общий экран в виде оплетки, часто в комбинации с фольгированным экраном (S/FTP).
6. Оболочка: Внешняя оболочка изготавливается из PVC, PE или LSZH. Кабели для внешней прокладки (Outdoor) имеют оболочку из черного полиэтилена, стойкого к ультрафиолетовому излучению и перепадам температур. Между оболочкой и парами может присутствовать гидрофобный заполнитель для защиты от влаги.

Технические характеристики и стандарты

Электрические параметры Cat 5e строго регламентированы стандартами и обеспечивают работу на частотах до 100 МГц.

• Волновое сопротивление: 100 Ом ±15%.
• Скорость передачи данных: До 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet).
• Пропускная способность (полоса пропускания): 100 МГц.
• Затухание (Insertion Loss): Ослабление сигнала при прохождении по кабелю.
• Перекрестные наводки на ближнем конце (NEXT — Near-End Crosstalk): Помехи, вызванные передающей парой в соседнюю приемную пару на том же конце кабеля.
• Возвратные потери (Return Loss): Отражение сигнала обратно к источнику из-за неоднородностей волнового сопротивления.

Сравнительная таблица предельных значений параметров для Cat 5e на частоте 100 МГц

Параметр	Условия измерения	Предельное значение
Затухание (Attenuation)	На 100 МГц	24.0 дБ (макс.)
NEXT (Near-End Crosstalk)	На 100 МГц	30.1 дБ (мин.)
PSNEXT (Power Sum NEXT)	Суммарные наводки от трех пар на четвертую	27.1 дБ (мин.)
ACR-F (Attenuation to Crosstalk Ratio Far-end)	Соотношение затухания и наводок на дальнем конце	14.4 дБ (мин.)
Return Loss	На 100 МГц	10.0 дБ (мин.)
Сопротивление жилы (постоянному току)	На 100 м, при 20°C	9.38 Ом (макс.)
Емкость	На 100 м, на частоте 1 кГц	5.6 нФ (макс.)

Схемы разводки и цветовые коды

Для подключения кабеля Cat 5e используются разъемы 8P8C (часто ошибочно называемые RJ-45). Стандартом предусмотрены две схемы распиновки: T568A и T568B. Схема T568B получила большее распространение в России.

Таблица распиновки коннектора 8P8C по стандартам T568A и T568B

Номер контакта	Назначение по стандарту T568A	Цвет жилы (T568A)	Назначение по стандарту T568B	Цвет жилы (T568B)
1	Передача+	Бело-зеленый	Передача+	Бело-оранжевый
2	Передача-	Зеленый	Передача-	Оранжевый
3	Прием+	Бело-оранжевый	Прием+	Бело-зеленый
4	Не используется	Синий	Не используется	Синий
5	Не используется	Бело-синий	Не используется	Бело-синий
6	Прием-	Оранжевый	Прием-	Зеленый
7	Не используется	Бело-коричневый	Не используется	Бело-коричневый
8	Не используется	Коричневый	Не используется	Коричневый

Критически важно использовать одну и ту же схему (А или B) на обоих концах кабеля для создания прямого кабеля. Перекрестный кабель (для соединения двух однотипных устройств, например, компьютер-компьютер) требует использования разных схем на концах, однако современное сетевое оборудование с поддержкой Auto-MDIX автоматически определяет и компенсирует тип кабеля.

Области применения

Cat 5e является базовым решением для построения медножильных сегментов СКС.

• Gigabit Ethernet (1000BASE-T): Основное применение. Используются все 4 пары для одновременной передачи и приема данных.
• Fast Ethernet (100BASE-TX): Используются только 2 пары (оранжевая и зеленая).
• Телефония (Analog, VoIP): Для аналоговых телефонов может использоваться одна пара, для цифровых АТС (ISDN) — две.
• Передача видео сигналов: Может использоваться для систем видеонаблюдения с использованием соответствующих приемопередатчиков (Balun).
• Низкоскоростные шины данных: Передача данных в системах автоматизации зданий (KNX, BACnet).

Сравнение с другими категориями

Таблица сравнения Cat 5e, Cat 6, Cat 6A

Параметр	Cat 5e	Cat 6	Cat 6A
Полоса пропускания	100 МГц	250 МГц	500 МГц
Скорость передачи	До 1 Гбит/с	До 1 Гбит/с (до 10 Гбит/с на 55 м)*	До 10 Гбит/с
Затухание на 100 МГц	24.0 дБ	21.3 дБ	20.8 дБ
NEXT на 100 МГц	30.1 дБ	39.9 дБ	44.3 дБ
Конструктив	Стандартная скрутка, возможен крестообразный разделитель	Обязателен крестообразный разделитель для пар	Усиленное экранирование, более толстые жилы
Типичный диаметр оболочки	~5.3 мм	~5.8 мм	~7.0 мм

*Стандартом не регламентируется, но на практике возможно.

Рекомендации по монтажу и эксплуатации

1. Радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба при монтаже должен быть не менее 4 внешних диаметров кабеля (примерно 20-25 мм для UTP). Превышение приводит к ухудшению параметров NEXT и Return Loss.
2. Натяжение: Максимально допустимое растягивающее усилие при монтаже — 25 кгс (~250 Н). Для стационарных монолитных кабелей — не более 11 кгс (~110 Н).
3. Разделка кабеля: При обжиме коннектора не следует расплетать пары более чем на 12-13 мм. Нарушение шага скрутки ведет к рассогласованию волнового сопротивления и росту помех.
4. Влияние окружающей среды: Не допускается прокладка кабеля PVC в пучках более 24 штук из-за риска распространения горения. Для таких случаев применяется LSZH.
5. Экранированные кабели: При использовании FTP/SFTP кабелей необходимо обеспечить заземление экрана по всей длине линии. Неправильное заземление создает «земляные петли» и может ухудшить помехозащищенность.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: В чем принципиальное отличие Cat 5e от Cat 5?
Ответ: Cat 5e имеет более строгие требования к параметру PSNEXT (суммарные перекрестные наводки). Это позволяет кабелю стабильно работать на скорости 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet), в то время как Cat 5 изначально проектировался для 100 Мбит/с. Конструктивно кабели могут быть идентичны, но электрические параметры Cat 5e лучше.

Вопрос: Можно ли использовать только две пары в кабеле Cat 5e для Gigabit Ethernet?
Ответ: Нет. Технология 1000BASE-T использует все четыре пары для одновременной двунаправленной передачи данных по каждой паре. Использование двух пар ограничит скорость 100 Мбит/с (100BASE-TX).

Вопрос: Какой максимальной длины можно проложить линию из кабеля Cat 5e?
Ответ: Стандарт EIA/TIA-568 устанавливает максимальную постоянную длину горизонтальной медножильной линии между активным оборудованием (коммутатором) и рабочей станцией в 100 метров. Эта длина включает 90 метров стационарного кабеля и 10 метров коммутационных шнуров (патч-кордов). Превышение этой длины ведет к чрезмерному затуханию сигнала и увеличению битовой ошибки (BER).

Вопрос: Что лучше выбрать для новой сети: Cat 5e или Cat 6?
Ответ: Для новых проектов рекомендуется Cat 6 или выше. Хотя Cat 5e поддерживает 1 Гбит/с, Cat 6 имеет больший запас по помехозащищенности и полосе пропускания, что обеспечивает более стабильное соединение и потенциальную возможность перехода на 10 Гбит/с на коротких дистанциях. Разница в стоимости материалов сегодня незначительна.

Вопрос: Обязательно ли экранирование (FTP) в обычном офисе?
Ответ: В большинстве офисных сред с умеренным уровнем электромагнитных помех достаточно неэкранированного кабеля (UTP). Экранированный кабель (FTP, SFTP) сложнее в монтаже (требует заземления) и дороже. Его применение оправдано в промышленных зонах, вблизи силовых кабелей высокого напряжения, в медицинских учреждениях.

Вопрос: Почему при обжиме кабеля важно не расплетать пары?
Ответ: Скрутка пар является основным механизмом защиты от внутренних и внешних помех. Нарушение шага скрутки на значительную длину приводит к рассогласованию волнового сопротивления, резкому ухудшению параметров NEXT и Return Loss, что в итоге снижает скорость соединения или приводит к обрывам связи.

Вопрос: В чем разница между моножильным (Solid) и многожильным (Stranded) кабелем?
Ответ: Моножильный кабель использует одну медную проволоку. Он обладает лучшими электрическими характеристиками, менее подвержен окислению в местах контакта и предназначен для стационарной прокладки в стенах, лотках и коробах. Многожильный кабель состоит из множества тонких жил, он гибкий, но имеет большее затухание. Он используется для изготовления патч-кордов, где важна многократная гибкость. Обжимные коннекторы для этих типов кабеля различаются.