Кабели cat.6 экранированные

Кабели категории 6 с экранированием: конструкция, стандарты, применение и монтаж

Кабель категории 6 (Cat.6) экранированный представляет собой структурированную кабельную систему, предназначенную для передачи данных на частотах до 250 МГц с поддержкой протоколов Gigabit Ethernet (1000BASE-T) и, при соблюдении длины канала до 55 метров, 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T). Ключевым отличием от неэкранированной (UTP) версии является наличие дополнительных экранирующих элементов, обеспечивающих защиту от электромагнитных помех (EMI) и перекрестных наводок (Alien Crosstalk, ANEXT).

Конструкция экранированного кабеля Cat.6

Конструкция экранированного кабеля Cat.6 является многослойной и строго регламентированной. Основные элементы включают:

• Жила проводника: Используется одножильный или многопроволочный медный проводник, как правило, диаметром 23 AWG (0,57 мм). Для стационарной прокладки применяется одножильный провод, для патч-кордов – многопроволочный.
• Изоляция проводника: Каждая из восьми жил имеет индивидуальную изоляцию из полиэтилена (PE) или полипропилена (PP) с различной толщиной для обеспечения точного шага скрутки.
• Скрученные пары: Проводники скручены в четыре пары с уникальным шагом скрутки для каждой пары, что является основным методом борьбы с внутренними перекрестными наводками (NEXT, FEXT).
• Экран пары (при наличии): В конструкциях кабелей F/UTP, S/FTP или F/FTP каждая витая пара может быть дополнительно экранирована фольгой для подавления межпарных наводок.
• Разделительный элемент (крест-спайдер): Продольный пластиковый сепаратор, разделяющий четыре пары на две группы. Он фиксирует геометрию скрутки, увеличивает расстояние между парами и снижает Alien Crosstalk.
• Общий экран: Внешний экранирующий слой. Может быть выполнен в виде оплетки из луженой меди (Braid), алюминиевой или медной фольги с дренажным проводом (Drain Wire).
• Внешняя оболочка: Изготавливается из поливинилхлорида (PVC) для внутреннего применения, полиэтилена (PE) для внешней прокладки или безгалогенных материалов (LSZH, FRNC) для помещений с повышенными требованиями к пожарной безопасности.

Типы экранирования кабелей Cat.6

Обозначение типа экранирования регламентируется стандартом ISO/IEC 11801 и описывается кодом из двух частей: экран кабеля в целом / экран каждой пары.

Обозначение	Название	Конструкция экрана	Типичная область применения
U/UTP	Неэкранированный	Экран отсутствует	Офисные среды с низким уровнем помех
F/UTP (ранее FTP)	Фольгированный	Общий экран из фольги вокруг всех пар. Дренажный провод обязателен.	Промышленные зоны, здания с силовыми кабелями, медицинские учреждения.
U/FTP	Экран на парах	Индивидуальный экран из фольги на каждой витой паре. Общего экрана нет.	Защита от межпарных наводок в высокоплотных трассах.
S/FTP	Экран из оплетки и фольги	Индивидуальный экран из фольги на каждой паре + общий экран из медной оплетки.	Критически важные объекты, ЦОДы, зоны с экстремальными EMI.
F/FTP	Двойной фольгированный	Индивидуальный экран из фольги на каждой паре + общий экран из фольги.	Аналогично S/FTP, часто используется в Европе.

Стандарты и электрические характеристики

Кабели Cat.6 должны соответствовать стандартам TIA/EIA-568-B.2-1 и ISO/IEC 11801:2002 (и их более новым редакциям). Ключевые параметры для канала (Channel) длиной 100 метров:

Параметр	Частота (МГц)	Требование стандарта (Cat.6)	Примечание
Вносимые потери (Insertion Loss)	250	≤ 21.3 дБ	Затухание сигнала в кабеле.
NEXT (Near-End Crosstalk)	250	≥ 33.1 дБ	Переходное затухание на ближнем конце.
PS ACR (Power Sum Attenuation to Crosstalk Ratio)	250	≥ 31.9 дБ	Запас помехоустойчивости. Ключевой параметр.
Возвратные потери (Return Loss)	250	≥ 12.0 дБ	Отражение сигнала из-за неоднородностей.
Задержка распространения (Propagation Delay)	250	≤ 548 нс	Время прохождения сигнала.
Задержка отклонения (Delay Skew)	250	≤ 50 нс	Разница задержки между самой быстрой и медленной парой.

Для поддержки 10GBASE-T на частоте 500 МГц был введен стандарт на улучшенную категорию 6 (Cat.6A). Однако экранированный Cat.6, благодаря подавлению ANEXT, часто проходит тесты на 10 Гбит/с на сокращенных дистанциях (до 55-60 метров).

Области применения экранированных кабелей Cat.6

• Промышленные сети (Industrial Ethernet): Цеха с большим количеством приводов, частотных преобразователей, сварочного оборудования, создающих сильные электромагнитные помехи.
• Центры обработки данных (ЦОД): При высокой плотности прокладки кабелей (пучки, лотки) для минимизации Alien Crosstalk между соседними кабелями.
• Медицинские учреждения: Для подключения диагностического оборудования (МРТ, рентген) и в зонах, где помехи могут повлиять на работу чувствительной аппаратуры.
• Уличная и наружная прокладка: При прокладке вблизи ЛЭП, силовых линий, в условиях грозовой активности. Используется кабель с оболочкой PE и экраном.
• Умные здания: Для интеграции систем видеонаблюдения, СКУД, АСУ ТП по единой кабельной инфраструктуре, часто проходящей рядом с силовыми цепями.

Особенности монтажа и заземления

Монтаж экранированных систем (F/UTP, S/FTP) кардинально отличается от монтажа UTP и требует строгого соблюдения правил.

• Непрерывность и заземление экрана: Экран по всей длине канала (кабель, патч-корды, коммутационные панели) должен быть непрерывным и заземлен с одной стороны (как правило, на стороне активного оборудования или кроссовой). Двустороннее заземление может создать контур заземления и привести к наведению токов.
• Качество экранированных компонентов: Необходимо использовать экранированные розетки, патч-панели и патч-корды. Экраны компонентов должны надежно соединяться с экраном кабеля через специальные контактные площадки или зажимы.
• Минимальный радиус изгиба: Для экранированных кабелей, особенно с оплеткой, минимальный радиус изгиба составляет 8 внешних диаметров кабеля. Нарушение ведет к деформации и ухудшению экранирования.
• Правильная подготовка кабеля: При разделке нельзя повреждать общий экран. Дренажный провод должен быть отведен и подключен к точке заземления. Фольгированный экран не должен иметь разрывов по окружности.
• Маркировка и документация: Обязательна четкая маркировка заземленных линий и ведение журнала заземления для всей экранированной подсистемы.

Преимущества и недостатки экранированных кабелей Cat.6

Преимущества:

• Высокая устойчивость к внешним электромагнитным помехам (EMI/RFI).
• Эффективное подавление Alien Crosstalk, что позволяет высокую плотность укладки.
• Собственное излучение кабеля минимально, что важно для требований электромагнитной совместимости (EMC).
• Потенциально более высокая надежность и стабильность соединения в агрессивной электромагнитной среде.

Недостатки:

• Более высокая стоимость кабеля и всех компонентов (розетки, панели).
• Увеличенные сроки и сложность монтажа, требующие высокой квалификации персонала.
• Необходимость организации правильного заземления, что подразумевает наличие качественной системы заземления в здании.
• Больший диаметр и вес кабеля по сравнению с UTP, что уменьшает полезную емкость кабельных лотков и каналов.
• Жесткость кабеля (особенно S/FTP), осложняющая укладку.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Обязательно ли заземлять экранированный кабель Cat.6?

Да, это обязательное требование. Незаземленный экран не только не выполняет своих функций, но и может работать как антенна, улавливая и переизлучая помехи, что ухудшает характеристики канала по сравнению с неэкранированным решением.

В чем разница между F/UTP и S/FTP для Cat.6? Что выбрать?

F/UTP имеет один общий экран из фольги и защищает в основном от внешних помех. S/FTP имеет экран на каждой паре (от внутренних наводок) и общую оплетку (от внешних помех и на физическом уровне). Выбор зависит от среды: для общих промышленных помещений с внешними EMI достаточно F/UTP. Для ЦОДов, лабораторий с высокочастотным оборудованием или при прокладке в общих трассах с силовыми кабелями высокой мощности предпочтительнее S/FTP.

Можно ли использовать экранированный Cat.6 для 10 Gigabit Ethernet?

Стандарт 10GBASE-T официально рассчитан на кабели Cat.6A (500 МГц). Однако практика показывает, что качественный экранированный Cat.6, благодаря подавлению ANEXT, часто успешно сертифицируется для 10 Гбит/с на дистанциях до 55-60 метров. Для гарантированной работы на 100 метров необходимо использовать Cat.6A.

Какие инструменты нужны для монтажа экранированных кабелей?

Помимо стандартного набора (стриппер, кримпер, тестер), критически важны:

• Стриппер для экранированных кабелей, который аккуратно снимает внешнюю оболочку, не повреждая экран.
• Тестер, способный проверять целостность и качество соединения экрана (например, измерение сопротивления экрана или тесты по стандарту TIA-568 для экранированных систем).
• Инструмент для обжима экранированных коннекторов (8P8C), имеющий профиль для обжима экранирующей оплетки/фольги.

Как отличить качественный экранированный кабель Cat.6?

Следует обратить внимание на: маркировку (должна включать Cat.6, тип экранирования, стандарт, производитель); толщину проводника (23-24 AWG); наличие разделителя (крест-спайдера); плотность и равномерность оплетки (для типов с оплеткой); наличие дренажного провода под фольгой; качество и толщину внешней оболочки. Обязательно наличие сертификатов соответствия от независимой лаборатории (например, UL, ETL, DELTA).

Что такое «ложное» или «дешевое» экранирование?

Это конструкция, где под оболочкой находится лишь тонкий слой алюминиевой фольги, не имеющий дренажного провода и не контактирующий с разъемом. Такой «экран» не имеет электрического соединения и не заземляется, являясь лишь маркетинговой уловкой. Качественный экран всегда имеет дренажный провод (для фольги) или плотную оплетку, которые физически соединяются с заземляющим контактом разъема.