AI-Консультант по кабельной продукции
Консультант с искусственным интеллектом проконсультирует и поможет с выбором
Кабель 4 витые пары: технические характеристики, стандарты и применение
Кабель категории 5e (расширенная) с 4 витыми парами представляет собой симметричный кабель для передачи данных, состоящий из восьми медных жил, попарно свитых между собой и заключенных в общую оболочку. Основное назначение – построение структурированных кабельных систем (СКС) для высокоскоростной передачи цифровых сигналов в локальных вычислительных сетях (ЛВС), системах телефонии и видеонаблюдения.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля 4x2x0.52 (где 4 – количество пар, 2 – количество жил в паре, 0.52 – диаметр одной медной жилы в мм) тщательно продумана для минимизации помех и обеспечения стабильного соединения.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из монолитной медной проволоки электротехнического качества (мягкая медь, MGC – Mill Grain Copper) диаметром 0.50-0.52 мм (24 AWG по американскому калибру). В кабелях для монтажа в патч-панелях и розетках может использоваться многопроволочная жила (Stranded), более гибкая, но с несколько затуханием сигнала.
- Изоляция: Каждая жила изолирована материалом на основе полиэтилена (PE) или полипропилена (PP). Для идентификации изоляция имеет стойкое цветовое окрашивание согласно стандартным схемам.
- Витая пара: Две изолированные жилы скручены с определенным шагом (количеством витков на метр). Шаг скрутки различен для каждой пары, что является ключевым фактором для снижения перекрестных помех (NEXT – Near-End Crosstalk).
- Разделительная нить (необязательно): В некоторых моделях кабеля между парами прокладывается синтетическая нить (чаще всего из полиэтилена) для повыжения механической прочности, стабильности геометрии и облегчения разделки кабеля.
- Внешняя оболочка: Объединяет все четыре пары в единую конструкцию. Материал оболочки выбирается исходя из условий эксплуатации:
- ПВХ (PVC): Для внутренней прокладки в офисных и жилых помещениях.
- Пониженной пожароопасности (LSZH/LS0H): Оболочка из материала с пониженным дымовыделением и без галогенов. Применяется в местах скопления людей (вокзалы, метро, больницы) и в воздуховодных пространствах.
- Полиэтилен (PE): Для внешней (наружной) прокладки. Устойчив к ультрафиолетовому излучению и перепадам температур.
Цветовые схемы и распиновка
Стандартом предусмотрено два основных цветовых кода изоляции жил, образующих 4 пары:
- Синий / Бело-синий
- Оранжевый / Бело-оранжевый
- Зеленый / Бело-зеленый
- Коричневый / Бело-коричневый
Для обжима 8-контактных модульных разъемов RJ-45 используются две основные схемы распиновки: T568A и T568B. Различие между ними заключается в порядке подключения пар 2 и 3 (оранжевой и зеленой).
Таблица 1: Сравнение схем распиновки T568A и T568B
| Контакт RJ-45 | Схема T568A | Схема T568B | Пара по TIA/EIA-568 |
|---|---|---|---|
| 1 | Бело-зеленый | Бело-оранжевый | 3 (TX+) |
| 2 | Зеленый | Оранжевый | 3 (TX-) |
| 3 | Бело-оранжевый | Бело-зеленый | 2 (RX+) |
| 4 | Синий | Синий | 1 |
| 5 | Бело-синий | Бело-синий | 1 |
| 6 | Оранжевый | Зеленый | 2 (RX-) |
| 7 | Бело-коричневый | Бело-коричневый | 4 |
| 8 | Коричневый | Коричневый | 4 |
Примечание: В России и большинстве стран СНГ доминирует схема T568B. Крайне важно придерживаться одной схемы в рамках всей кабельной системы.
Ключевые электрические параметры и характеристики
Эксплуатационные характеристики кабеля витая пара Cat.5e регламентируются стандартом TIA/EIA-568-B.2. Основные параметры измеряются на частоте 100 МГц.
Таблица 2: Основные электрические характеристики кабеля Cat.5e
| Параметр | Обозначение | Значение (при 100 МГц) | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Номинальное волновое сопротивление | Z | 100 ± 15 | Ом | |
| Затухание (Insertion Loss) | IL | ≤ 24.0 | дБ/100 м | Чем меньше, тем лучше |
| Затухание на 250 МГц (для Gigabit Ethernet) | IL | ≤ 36.0 | дБ/100 м | |
| Перекрестные помехи на ближнем конце | NEXT | ≥ 30.1 | дБ | Чем больше, тем лучше |
| Суммарные перекрестные помехи на мощности | PSNEXT | ≥ 27.1 | дБ | |
| Возвратные потери | RL | ≥ 10.0 | дБ | Чем больше, тем лучше |
| Задержка распространения сигнала | Delay | ≤ 548 | нс/100 м | |
| Расфазировка задержки (Delay Skew) | Skew | ≤ 45 | нс/100 м | Разница задержки между самыми быстрой и медленной парой |
| Сопротивление цепи (постоянному току) | R | ≤ 9.38 | Ом/100 м | |
| Рабочая температура | — | от -20 до +60 | °C |
Экранирование
В зависимости от условий электромагнитной обстановки применяются кабели с различным уровнем экранирования. Обозначение следует международной классификации ISO/IEC 11801.
Таблица 3: Типы экранирования кабеля «витая пара»
| Обозначение по ISO/IEC 11801 | Описание конструкции | Расшифровка | Типичная область применения |
|---|---|---|---|
| U/UTP | Неэкранированный | UTP | Офисные помещения, жилые здания с низким уровнем помех. |
| F/UTP | Фольгированный | FTP | Промышленные зоны, помещения с близко проложенными силовыми кабелями. Наиболее распространенный экранированный тип. |
| U/FTP | Фольга вокруг каждой пары | — | Высокий уровень защиты от внешних помех и межпарных наводок. |
| F/FTP | Общий экран из фольги + фольга вокруг каждой пары | — | Критичные среды с экстремальным уровнем электромагнитных помех. |
| S/FTP | Общий экран из оплетки + фольга вокруг каждой пары | — | Максимальная защита, используется редко, в особых случаях. |
Примечание: Для корректной работы экранированных кабелей (F/UTP, U/FTP и др.) необходимо использовать экранированные розетки и патч-панели, а также обеспечивать заземление экрана по всей длине линии.
Области применения и поддерживаемые технологии
Кабель 4x2x0.52 Cat.5e является базовым для построения горизонтальной разводки СКС.
Таблица 4: Поддерживаемые сетевые стандарты
| Сетевой стандарт | Скорость передачи | Используемые пары | Максимальная длина сегмента | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| 10BASE-T | 10 Мбит/с | 2 (1-2, 3-6) | 100 м | IEEE 802.3i |
| 100BASE-TX | 100 Мбит/с | 2 (1-2, 3-6) | 100 м | Fast Ethernet |
| 1000BASE-T | 1 Гбит/с | 4 | 100 м | Gigabit Ethernet, использует все 4 пары одновременно в полнодуплексном режиме. |
| 2.5GBASE-T | 2.5 Гбит/с | 4 | 100 м | IEEE 802.3bz, работает по Cat.5e при условии качественного монтажа. |
| 5GBASE-T | 5 Гбит/с | 4 | 100 м | IEEE 802.3bz, может потребовать сокращения длины линии до 50-70 м на Cat.5e. |
| 10GBASE-T | 10 Гбит/с | 4 | До 45 м (на Cat.5e) | IEEE 802.3an, не рекомендуется для новых проектов, для 10 Гбит/с следует использовать Cat.6A. |
| Телефония (POTS, VoIP) | — | 1 (чаще всего синяя) | До 500-800 м | Для аналоговой телефонии (POTS) длина ограничена только сопротивлением линии. |
| Видеонаблюдение (PoE) | — | 4 (для питания) | 100 м | Передача данных и питания по одному кабелю. |
Power over Ethernet (PoE)
Технология PoE позволяет передавать электрическую мощность для питания конечных устройств (IP-камеры, точки доступа Wi-Fi, VoIP-телефоны) по тем же витым парам, что и данные. Кабель Cat.5e полностью поддерживает все основные стандарты PoE.
- IEEE 802.3af (PoE): До 15.4 Вт на порт.
- IEEE 802.3at (PoE+): До 30 Вт на порт.
- IEEE 802.3bt (PoE++): До 60 Вт (Type 3) и до 90 Вт (Type 4) на порт.
При планировании систем с PoE, особенно высокой мощности, необходимо учитывать нагрев кабеля при прокладке в пучках. Рекомендуется заполнение жгута не более 25-30%.
Монтаж и эксплуатационные требования
- Минимальный радиус изгиба: Не менее 4-х внешних диаметров кабеля при монтаже и 1-го диаметра в смонтированном состоянии. Типичное значение – 25 мм.
- Допустимое растягивающее усилие: Не более 110 Н (~25 lbf) во время протяжки.
- Разделка кабеля: При обжиме коннекторов RJ-45 не рекомендуется раскручивать пары более чем на 12-13 мм. Нарушение шага скрутки ведет к резкому ухудшению параметров NEXT.
- Удаление изоляции: Следует использовать специализированные инструменты (стрипперы), не повреждающие токопроводящие жилы.
- Прокладка рядом с силовыми кабелями: Минимальное расстояние параллельной прокладки с силовыми цепями до 1 кВ должно составлять не менее 300 мм. При пересечении – под углом 90°.
- Максимальная длина постоянной линии: 90 метров + 10 метров (2 патч-корда). Общая длина канала от активного оборудования до конечного устройства не должна превышать 100 метров.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Чем отличается кабель UTP от FTP? Какой выбрать?
Ответ: UTP (Unshielded Twisted Pair) – неэкранированный, FTP (Foiled Twisted Pair) – имеет общий экран из фольги. UTP достаточно для большинства офисных сред. FTP следует выбирать при прокладке вблизи силовых линий, в промышленных зонах или в условиях сильных электромагнитных помех. Важно помнить, что для FTP вся инфраструктура (розетки, патч-панели) должна быть экранированной и заземленной.
Вопрос: Можно ли использовать кабель Cat.5e для гигабитного соединения (1 Гбит/с)?
Ответ: Да, кабель Cat.5e полностью рассчитан на работу Gigabit Ethernet (1000BASE-T) на расстоянии до 100 метров. Для этого используются все 4 пары.
Вопрос: Поддерживает ли Cat.5e стандарт 10GBASE-T (10 Гбит/с)?
Ответ: Стандарт 10GBASE-T официально рассчитан на кабель Cat.6A. Однако на кабеле Cat.5e передача 10 Гбит/с возможна, но на сильно сокращенное расстояние – до 37-45 метров, и только при условии его высокого качества и безупречного монтажа. Для новых проектов, рассчитанных на 10 Гбит/с, рекомендуется сразу использовать Cat.6A.
Вопрос: Что означают маркировки «Cat.5», «Cat.5e» и «Cat.6»?
Ответ: Это категории кабеля, определяющие его полосу пропускания и рабочие частоты.
- Cat.5: 100 МГц, устаревший стандарт.
- Cat.5e (enhanced): 100 МГц (до 350 МГц у качественных образцов), с улучшенными параметрами защиты от помех (PSNEXT). Актуальный стандарт для 1 Гбит/с.
- Cat.6: 250 МГц, имеет более строгие требования к параметрам и часто оснащается разделительным крестом, что улучшает защиту от помех. Гарантированно поддерживает 10 Гбит/с на расстоянии до 55 м.
Вопрос: Почему при использовании PoE на кабеле важно его качество?
Ответ: При передаче большой мощности (PoE+, PoE++) по кабелю происходит его нагрев due to resistive losses. Некачественный кабель с жилами уменьшенного сечения или из сплавов с высоким удельным сопротивлением будет сильнее нагреваться, что может привести к деградации изоляции, увеличению затухания и, в крайних случаях, к возгоранию. Качественная медь и точное сечение 24 AWG (0.51 мм) критичны для PoE-систем.
Вопрос: Что такое «прямой» и «перекрестный» (crossover) кабель?
Ответ: Прямой кабель (обжим одинаков с двух сторон по T568B или T568A) используется для соединения разнородных устройств (компьютер — коммутатор). Перекрестный (обжим с одной стороны по T568B, с другой по T568A) использовался для соединения однотипных устройств (компьютер — компьютер, коммутатор — коммутатор). Современное оборудование с поддержкой Auto-MDI/X автоматически определяет тип кабеля, и необходимость в кроссоверных кабелях практически отпала.
Вопрос: Как проверить качество проложенной кабельной линии?
Ответ: Для гарантии соответствия заявленным параметрам необходимо проводить сертификацию линии с помощью сертифицирующего кабельного тестера (например, от Fluke Networks, IDEAL). Тестер проводит полный набор измерений (затухание, NEXT, RL, Return Loss и др.) по всем 4 парам и выдает отчет о соответствии/несоответствии стандарту Cat.5e. Простая «прозвонка» кабеля тестером-пробником не дает информации о его реальных высокочастотных характеристиках.
Комментарии