Кабели UTP категории 5e с одной парой: технические характеристики, область применения и стандарты
Кабель UTP (Unshielded Twisted Pair – неэкранированная витая пара) категории 5e с одной парой представляет собой специализированное решение в семействе структурированных кабельных систем. Вопреки распространенному представлению о Cat.5e как о 4-парном кабеле для сетей Ethernet 10/100/1000BASE-T, однопарная вариация предназначена для иных, часто узкопрофессиональных задач. Ее конструкция, параметры и применение строго регламентированы стандартами, но имеют существенные отличия от классических 4-парных аналогов.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция кабеля Cat.5e 1 pair базируется на тех же принципах, что и у многопарных версий, но с ключевым упрощением.
- Токопроводящая жила: Используется монолитная медная проволока, как правило, калибра 24 AWG (0.51 мм) в соответствии с американским стандартом проводников. Для гибких шнуров может применяться многопроволочная жила.
- Изоляция жилы: Каждая из двух жил покрыта индивидуальным слоем изоляции из полиэтилена (PE), полипропилена (PP) или поливинилхлорида (PVC). Толщина изоляции стандартизирована для обеспечения стабильного волнового сопротивления.
- Скрутка (витая пара): Две изолированные жилы скручены между собой с определенным шагом (количеством витков на единицу длины). Этот шаг является ключевым технологическим параметром, снижающим перекрестные наводки (NEXT) и повышающим помехозащищенность линии. Шаг скрутки в однопарном кабеле тщательно рассчитывается и выдерживается в процессе производства.
- Оболочка: Внешняя оболочка из PVC, LSZH (Low Smoke Zero Halogen), PE или других полимеров защищает пару от механических повреждений, влаги и агрессивных сред. Цвет оболочки часто серый, черный или соответствует отраслевым нормам (например, оранжевый для внешней прокладки).
- Системы видеонаблюдения (CCTV): Для передачи аналогового видео сигнала по коаксиальной технологии с использованием активных или пассивных передатчиков и приемников (Balun). Кабель заменяет традиционный коаксиальный кабель RG-59/RG-6, обеспечивая передачу на расстояния до 400-500 метров для пассивных и до 1500 м для активных преобразователей.
- Системы контроля доступа (СКУД): Подключение считывателей карт, электронных замков, кнопок выхода и других периферийных устройств к контроллерам. Кабель передает как данные (например, Wiegand, RS-485), так и питание постоянным током (PoE, но нестандартное).
- Охранно-пожарная сигнализация (ОПС): Организация шлейфов сигнализации, подключение датчиков, извещателей, оповещателей. Важна устойчивость к наводкам и способность передавать питание на устройства.
- Телефония: Для организации аналоговых телефонных линий (POTS). В данном случае одна пара полностью заменяет традиционный телефонный кабель.
- Промышленные сети и АСУ ТП: Передача цифровых данных по протоколам RS-232, RS-422, RS-485. Категория 5e обеспечивает лучшую помехозащищенность по сравнению с невитыми проводами.
- Упрощенный PoE (Power over Ethernet): Передача постоянного тока для питания маломощных устройств (до 30-60 Вт) по двум проводникам. При этом используются либо свободные пары (в 4-парном кабеле), либо вся пара в однопарном. Важно учитывать падение напряжения из-за сопротивления жил.
Технические характеристики и соответствие стандартам
Кабель Cat.5e с одной парой должен соответствовать требованиям стандартов TIA/EIA-568-B.2 и ISO/IEC 11801 для соответствующего класса канала (Class D). Однако его электрические параметры нормируются для одной пары, а не для четырех.
| Параметр | Значение / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Категория / Класс | Cat.5e / Class D | Подтверждается тестированием до 100 МГц |
| Волновое сопротивление | 100 Ом ±15% | В диапазоне частот 1–100 МГц |
| Сопротивление постоянному току (при 20°C) | ≤ 9.38 Ом/100 м (для 24 AWG) | Максимальное значение на 100 метров |
| Затухание (Insertion Loss) | См. таблицу частотной зависимости | Например, ≤ 24.0 дБ на 100 м при 100 МГц |
| Переходное затухание на ближнем конце (NEXT) | См. таблицу частотной зависимости | Для одной пары параметр актуален относительно внешних источников. Внутри кабеля одна пара, поэтому внутренний NEXT отсутствует. |
| Пропускная способность | До 100 МГц | Базовая полоса частот для категории |
| Скорость передачи данных | Зависит от протокола: до 100 Мбит/с (2-уровневый PAM) или выше для специализированных систем. | Не является прямым аналогом Ethernet 100BASE-TX, который использует 2 пары из 4. |
Области применения и протоколы передачи
Основная сфера использования однопарных кабелей Cat.5e лежит вне традиционных компьютерных сетей LAN. Они применяются там, где требуется простая, надежная и стандартизированная медная линия для передачи сигналов различной природы.
Сравнение с 4-парным кабелем Cat.5e и другими категориями
Выбор между 1-pair и 4-pair Cat.5e определяется исключительно задачей.
| Критерий | Cat.5e 1 pair | Cat.5e 4 pair (стандартный) |
|---|---|---|
| Количество проводников | 2 (1 витая пара) | 8 (4 витые пары) |
| Типичные протоколы | Аналоговое видео, RS-485, POTS, питание | Ethernet: 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T |
| Макс. скорость в сетях Ethernet | Не используется для полноценного Ethernet | До 1 Гбит/с (1000BASE-T) |
| Универсальность | Низкая, узкоспециализированная | Высокая, основа СКС |
| Экономия (на метр) | Да, за счет меньшего расхода меди и материалов | Нет, но выше информационная плотность |
| Прокладка | Проще, кабель тоньше и гибче | Требует больше места в кабельном лотке |
Нюансы монтажа и подключения
Монтаж однопарного кабеля имеет специфику. Для коммутации используются стандартные 8P8C (RJ-45) разъемы, но задействуются только контакты 4-5 (синяя пара по стандарту T568A/B) или, реже, другие. Часто применяются специализированные разъемы (RJ-11, 2-контактные клеммы, punch-down на кросс-панели). При обжиме разъема RJ-45 на кабель важно сохранять скрутку жил вплоть до точки контакта. Для систем передачи питания необходимо рассчитывать сечение жилы исходя из тока и длины линии, чтобы избежать чрезмерного падения напряжения. Прокладку следует вести вдали от силовых линий (минимальное расстояние 30 см) для предотвращения электромагнитных помех, несмотря на защиту скруткой.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Можно ли использовать кабель Cat.5e 1 pair для организации сети Ethernet 100 Мбит/с?
Нет, стандартный Ethernet 100BASE-TX (Fast Ethernet) использует две пары (4 провода) для работы: одна для передачи, одна для приема. Физически подключить устройство можно, но линк не установится. Существуют нестандартные решения и преобразователи, позволяющие передавать Ethernet по одной паре на короткие расстояния, но они не регламентированы IEEE 802.3 и не являются гарантированно стабильным решением.
Какое максимальное расстояние для передачи видеосигнала по такому кабелю?
Для аналогового CCTV с использованием пассивных видеобалунов (преобразователей) расстояние обычно ограничено 400-500 метрами при сохранении приемлемого качества. С активными передатчиками/приемниками, компенсирующими затухание, расстояние может достигать 1200-1500 метров. Точные значения зависят от качества кабеля, преобразователей и условий окружающей среды.
Допустимо ли совместно прокладывать однопарные и 4-парные кабели в одном лотке?
Да, допустимо, поскольку они имеют одинаковый уровень изоляции и не создают друг для друга критических помех. Однако с точки зрения кабельного менеджмента и будущего обслуживания рекомендуется разделять кабели разных систем (например, СКС и СКУД) или использовать маркировку.
Какой тип оболочки выбрать для уличной прокладки?
Для внешней (outdoor) прокладки необходим кабель с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (PE), устойчивого к ультрафиолету, перепадам температур и влаге. Обязательно наличие гидрофобного заполнения (геля) для защиты от продольного проникновения воды. Кабель должен иметь маркировку «Outdoor» или аналогичную.
Можно ли передавать питание 24В постоянного тока для датчика по 100-метровой линии Cat.5e 1 pair?
Можно, но необходим расчет. Для жилы 24 AWG сопротивление составляет примерно 9.38 Ом/100м. На 100 метрах петли (2 жилы) общее сопротивление около 18.8 Ом. При токе потребления датчика, например, 0.5А, падение напряжения составит U = I R = 0.5А 18.8 Ом = 9.4В. Напряжение на датчике будет 24В — 9.4В = 14.6В, что может быть недостаточно. Необходимо либо увеличивать сечение жилы (использовать 23 AWG или толще), либо сокращать расстояние, либо повышать исходное напряжение.
Существует ли экранированная версия (F/UTP) однопарного кабеля Cat.5e?
Да, такие кабели производятся. Они имеют общий фольгированный экран (F/UTP) и предназначены для прокладки в условиях повышенных электромагнитных помех (промышленные цеха, рядом с силовым оборудованием). Экранирование требует заземления с обеих сторон линии для эффективности.
Заключение
Кабель UTP категории 5e с одной парой является экономичным и технически эффективным решением для построения инфраструктуры слаботочных систем, отличных от компьютерных сетей Ethernet. Его применение оправдано в проектах видеонаблюдения, СКУД, ОПС, телефонии и промышленной автоматизации, где требования к пропускной способности ограничены, но важны стабильность, помехозащищенность и соответствие стандартизированным электрическим параметрам. Правильный выбор, монтаж и расчет таких кабелей позволяют создать надежную и долговечную основу для инженерных систем объекта.
Комментарии