Кабель категории 4

Кабель категории 4: технические характеристики, применение и эволюция

Кабель категории 4 (Category 4, Cat.4) представляет собой стандартизированный тип витой пары, определенный в стандарте ANSI/TIA/EIA-568-A и международном стандарте ISO/IEC 11801. Исторически он занимал промежуточное положение между Cat.3 и Cat.5, обеспечивая пропускную способность до 20 МГц и поддерживая скорость передачи данных до 16 Мбит/с. Основным протоколом, для работы с которым был оптимизирован данный кабель, являлся Token Ring (IEEE 802.5) на скорости 16 Мбит/с, а также он мог использоваться в сетях 10BASE-T (Ethernet). На текущий момент кабель Cat.4 считается полностью устаревшим, снят с производства и не применяется при построении новых сетевых инфраструктур. Однако понимание его характеристик важно для специалистов, обслуживающих legacy-системы или осуществляющих модернизацию старых сетей.

Конструкция и технические параметры кабеля Cat.4

Конструктивно кабель Cat.4 соответствует общей схеме построения неэкранированной (UTP) или, реже, экранированной (FTP) витой пары. Основные элементы включают в себя:

• Жила: Медная, однопроволочная (solid) для стационарной прокладки или многопроволочная (stranded) для патч-кордов. Калибр, как правило, 24 AWG (0.51 мм).
• Изоляция: Изготовлена из полиэтилена (PE) или полипропилена (PP), имеет индивидуальную цветовую маркировку.
• Скрутка: Четыре пары проводников, скрученных с различным шагом для минимизации перекрестных помех (Near-End Crosstalk, NEXT). Качество и равномерность скрутки у Cat.4 были выше, чем у Cat.3.
• Разделительная нить (при наличии): Для повышения механической прочности.
• Внешняя оболочка: Изготавливается из поливинилхлорида (PVC) или безгалогенных материалов (LSZH, FRHF).

Таблица 1. Сравнительные электрические характеристики кабелей Cat.3, Cat.4 и Cat.5 (на частоте 16 МГц)

Параметр	Cat.3	Cat.4	Cat.5
Полоса пропускания	16 МГц	20 МГц	100 МГц
Затухание (Attenuation), макс.	~13.1 дБ/100м	~10.3 дБ/100м	~8.2 дБ/100м
Перекрестные помехи на ближнем конце (NEXT), мин.	23 дБ	28 дБ	35.3 дБ
Скорость передачи данных (типовая)	10 Мбит/с	16 Мбит/с	100 Мбит/с (1000 Мбит/с при использовании 4 пар)

Области применения и исторический контекст

Кабель Cat.4 был внедрен в конце 1980-х – начале 1990-х годов как эволюционное решение для локальных сетей, требовавших большей производительности, чем могли предоставить телефонные системы на базе Cat.3. Его ключевые области применения включали:

• Сети Token Ring 16 Мбит/с: Был основным рекомендованным кабелем для данного стандарта.
• Сети Ethernet 10BASE-T: Использовался как альтернатива Cat.3, обеспечивая лучший запас по параметрам.
• Цифровые телефонные станции (АТС): Применялся для организации соединительных линий.
• Системы передачи данных Arcnet и 1BASE5.

Быстрое развитие технологий и появление стандарта Fast Ethernet (100 Мбит/с), требующего полосы 100 МГц, привело к тому, что Cat.4 был практически сразу вытеснен более совершенным и перспективным кабелем Cat.5. Период его активного использования был крайне коротким, что делает его относительно редким артефактом в инфраструктуре.

Почему Cat.4 устарел? Сравнение с современными стандартами

Современные требования к структурированным кабельным системам (СКС) радикально превосходят возможности Cat.4. Основные причины его устаревания:

• Недостаточная полоса пропускания: 20 МГц не поддерживает даже 100BASE-TX, для которого требуется 100 МГц.
• Отсутствие поддержки Gigabit Ethernet (1000BASE-T) и более высокоскоростных протоколов.
• Ужесточение требований к параметрам затухания и перекрестных помех: Современные Cat.5e, Cat.6, Cat.6A имеют значительно лучшие характеристики, включая параметры возвратных потерь (Return Loss) и помех между парами (Power Sum NEXT).
• Прекращение стандартизации и производства: Стандарты TIA/EIA и ISO/IEC перестали включать Cat.4 в новые редакции, начиная с 2000-х годов. Компоненты (розетки, патч-панели) для этой категории также не выпускаются.

Таблица 2. Эволюция кабелей витая пара (от Cat.3 до Cat.6A)

Категория	Полоса пропускания	Макс. скорость данных	Ключевые протоколы	Статус
Cat.3	16 МГц	10 Мбит/с	10BASE-T, Token Ring 4M, телефония	Устарел, используется в телефонии
Cat.4	20 МГц	16 Мбит/с	Token Ring 16M, 10BASE-T	Полностью устарел, не применяется
Cat.5	100 МГц	100 Мбит/с (1 Гбит/с*)	100BASE-TX, 1000BASE-T*	Устарел, встречается в старых инсталляциях
Cat.5e	100 МГц	1 Гбит/с	1000BASE-T	Широко распространен
Cat.6	250 МГц	1 Гбит/с (10 Гбит/с до 55 м)	10GBASE-T (ограниченно)	Стандарт для новых инсталляций
Cat.6A	500 МГц	10 Гбит/с	10GBASE-T	Для высокоскоростных приложений

• — Стандарт 1000BASE-T был разработан с учетом использования 4 пар в кабеле Cat.5, но для гарантированной работы рекомендована Cat.5e.

Что делать при обнаружении кабеля Cat.4 в существующей инфраструктуре?

При проведении аудита или модернизации сети специалист может столкнуться с проложенным кабелем Cat.4. Рекомендуемые действия:

• Диагностика: Провести тестирование кабельной системы сертифицирующим кабельным тестером (например, Fluke Networks DSX) для подтверждения категории и проверки соответствия старым спецификациям.
• Оценка нагрузки: Определить, какие сервисы работают по данному кабелю. Если это телефония или низкоскоростные системы контроля, кабель может оставаться в эксплуатации.
• Планирование замены: Для любых сетевых задач, требующих скорости выше 16 Мбит/с, обязательна полная замена кабеля на Cat.5e или выше. Попытки использовать Cat.4 для современных сетевых протоколов приведут к нестабильной работе и потерям пакетов.
• Утилизация: При демонтаже кабель подлежит утилизации как электротехнические отходы с извлечением медных жил.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли использовать кабель Cat.4 для подключения компьютера к современной сети Gigabit Ethernet?

Нет, это невозможно. Оборудование Gigabit Ethernet (1000BASE-T) требует полосы пропускания не менее 100 МГц и использует все 4 пары одновременно со сложными схемами кодирования. Кабель Cat.4 не соответствует требованиям по затуханию и перекрестным помехам на таких частотах, что приведет к невозможности установления соединения или к постоянным ошибкам и обрывам связи.

Отличается ли распиновка разъема 8P8C (RJ-45) для Cat.4 от современной?

Нет, физический интерфейс разъема 8P8C (часто ошибочно называемого RJ-45) остался неизменным. Используются те же схемы распиновки T568A или T568B. Однако качество самих коннекторов и требования к монтажу (величина раскрутки пар) для более высоких категорий стали строже.

Существуют ли патч-панели и розетки категории 4?

В настоящее время такие компоненты промышленно не производятся. При необходимости ремонта сегмента на основе Cat.4 приходится использовать компоненты более высокой категории (Cat.5e или Cat.6), что, однако, не повысит общую категорию канала. Канал в целом определяется наихудшим компонентом.

Мог ли кабель Cat.4 быть экранированным (FTP, STP)?

Да, стандарт допускал как неэкранированное (UTP), так и экранированное исполнение (например, FTP – с общим экраном из фольги). Экранированные версии могли применяться в средах с повышенным уровнем электромагнитных помех. Однако это не повышало заявленную полосу пропускания до 100 МГц.

Что важнее: заявленная на оболочке категория или результаты тестирования?

Безусловно, важны результаты тестирования сертифицирующим прибором. Маркировка на оболочке является лишь указанием производителя. Кабель мог быть поврежден при монтаже, стареть или изначально не соответствовать стандарту. Единственным доказательством работоспособности кабеля для конкретной задачи является протокол тестирования по соответствующему стандарту (TIA, ISO).

Является ли Cat.4 пожаробезопасным?

Пожаробезопасность определяется не категорией, а материалом оболочки. Кабель Cat.4, как и любой другой, мог выпускаться в оболочке из PVC (распространение пламени, выделение дыма), либо в исполнении LSZH (Low Smoke Zero Halogen) для помещений с повышенными требованиями. При модернизации необходимо учитывать текущие нормы пожарной безопасности.

Заключение

Кабель категории 4 представляет собой исторический этап в развитии структурированных кабельных систем, кратковременно заполнивший нишу между эпохой телефонных кабелей Cat.3 и началом массового распространения высокоскоростных сетей на базе Cat.5. Его технические характеристики, ограниченные полосой 20 МГц, не соответствуют требованиям современных сетевых протоколов. Для специалиста в области энергетики и сетевой инфраструктуры знание о Cat.4 важно в контексте аудита, модернизации или демонтажа устаревших объектов. Во всех новых проектах и при заменах должны применяться кабели категории не ниже Cat.5e, а для перспективных решений – Cat.6 или Cat.6A, что обеспечит запас пропускной способности на долгий срок службы кабельной системы.