Кабели FTP с 2 парами

Кабели FTP с 2 парами: конструкция, стандарты, применение и проектирование

Кабель FTP (Foiled Twisted Pair) с 2 парами представляет собой специализированную разновидность симметричной кабельной продукции, предназначенную для передачи данных и слаботочных сигналов в условиях повышенных электромагнитных помех. В отличие от классических 4-парных решений для структурированных кабельных систем (СКС), 2-парные FTP кабели находят применение в узкоспециализированных сегментах промышленной автоматизации, систем безопасности и некоторых устаревших, но еще эксплуатируемых, телекоммуникационных инфраструктурах. Их ключевая особенность – наличие общего экрана из алюминиевой фольги вокруг всех скрученных пар, что обеспечивает защиту от внешних наводок и снижает излучение самого кабеля.

Конструкция и материалы

Конструкция кабеля FTP 2-pair является многослойной, каждый элемент которой выполняет строго определенную функцию.

    • Жила (Conductor): Изготавливается из медной проволоки твердой (solid) или мягкой (stranded) сечки. Твердая жила (одна проволока) применяется для стационарной прокладки в кабельных каналах, коробах, стенах. Мягкая жила (множество тонких проволок) используется для изготовления патч-кордов и участков, где предполагаются частые изгибы.
    • Изоляция жилы (Insulation): Как правило, изготавливается из полиэтилена (PE) или поливинилхлорида (PVC). PE применяется для наружной прокладки (outdoor) благодаря устойчивости к ультрафиолету и температурным перепадам. PVC – стандартный материал для внутренней прокладки (indoor).
    • Скрутка пар (Pair Twisting): Две изолированные жилы скручиваются с определенным шагом (количеством витков на метр). Шаг скрутки для каждой пары различен, что является фундаментальным методом снижения перекрестных наводок (NEXT, FEXT) внутри кабеля.
    • Общий экран (Overall Shield): В кабелях категории FTP используется один общий экран в виде тонкой алюминиевой или алюмополимерной фольги, обернутой вокруг скрученных пар с перекрытием. Для обеспечения электрического контакта экрана по всей длине, под фольгу часто помещают дренажный провод – луженую медную жилу.
    • Внешняя оболочка (Jacket): Защищает внутренние компоненты от механических, химических воздействий и влаги. Материал оболочки определяется условиями эксплуатации: PVC (для помещений), LSZH (Low Smoke Zero Halogen – безгалогенный, с низким дымовыделением, для мест скопления людей), PE (для улицы).

    Ключевые электрические и механические параметры

    Характеристики кабеля определяются его категорией (Cat), которая нормирует полосу пропускания и рабочие частоты.

    Сравнительные параметры 2-парных кабелей FTP по категориям
    ПараметрКатегория 3 (Cat 3)Категория 5e (Cat 5e)Категория 6 (Cat 6)
    Полоса пропусканияДо 16 МГцДо 100 МГцДо 250 МГц
    Типовое применениеТелефония (многолинейные системы), 10BASE-T EthernetFast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T)*, системы видеонаблюдения (IP-камеры)Gigabit Ethernet (1000BASE-T), 2.5GBASE-T, промышленные сети (PROFINET, EtherNet/IP)
    Волновое сопротивление100 ±15 Ом (стандартное значение для телекоммуникационных кабелей)
    Затухание (Attenuation) на 100 м (пример)~13 дБ на 16 МГц~22 дБ на 100 МГц~19 дБ на 250 МГц
    Перекрестные наводки на ближнем конце (NEXT)Минимум 23 дБ на 16 МГцМинимум 32 дБ на 100 МГцМинимум 44 дБ на 250 МГц
    Экранирование (до 30 МГц)≥60 дБ (типовое значение для качественного кабеля FTP)

  • При использовании 2-парного кабеля Cat 5e для Gigabit Ethernet (1000BASE-T) требуется задействовать все 4 пары. В 2-парной реализации он поддерживает только 100BASE-TX.

  • Области применения и схемы подключения

    Применение 2-парных FTP кабелей обусловлено их экономичностью (меньший расход меди и материалов) и достаточностью для решения конкретных задач.

    • Промышленные сети передачи данных (Fieldbus, Industrial Ethernet): В системах автоматизации технологических процессов (АСУ ТП) часто используются протоколы, физический уровень которых базируется на 2-парной витой паре (например, некоторые реализации PROFIBUS DP, PROFINET). Экран (FTP) в этом случае критически важен для устойчивой работы в электромагнитно-зашумленной среде цехов (работа частотных преобразователей, мощных двигателей, сварочного оборудования).
    • Системы видеонаблюдения (IP-камеры): Большинство современных IP-камер используют для питания и передачи данных стандарт PoE (Power over Ethernet) и протоколы 10/100/1000BASE-T. Для камер с разрешением до FullHD часто достаточно 2-парного подключения (стандарты PoE 802.3af/at могут использовать свободные пары для питания). Кабель FTP защищает видео сигнал от наводок, особенно при совместной прокладке с силовыми линиями.
    • Системы контроля доступа и охранно-пожарной сигнализации (ОПС): Для передачи данных от считывателей карт, датчиков и контроллеров.
    • Телефония: Организация многоканальных телефонных линий (например, по протоколу 1S0).
    • Устаревшие сети Ethernet: Поддержка сегментов сетей стандартов 10BASE-T и 100BASE-TX.

    Схема подключения (разводка) для 2-парных кабелей чаще всего соответствует стандартам TIA/EIA-568-B и использует контакты 1, 2, 3 и 6 в 8-позиционном модульном разъеме (RJ45). Существует два основных варианта распиновки: T568A и T568B. В рамках одного проекта должен соблюдаться единый стандарт, чаще T568B.

    Распиновка коннектора RJ45 для 2-парного кабеля (стандарт T568B)
    Номер контакта RJ45Цвет жилы по стандарту T568BФункция в 100BASE-TX
    1Бело-оранжевыйTX+ (Передача данных, положительный сигнал)
    2ОранжевыйTX- (Передача данных, отрицательный сигнал)
    3Бело-зеленыйRX+ (Прием данных, положительный сигнал)
    4СинийНе используется (может применяться для PoE в некоторых схемах)
    5Бело-синийНе используется (может применяться для PoE в некоторых схемах)
    6ЗеленыйRX- (Прием данных, отрицательный сигнал)
    7Бело-коричневыйНе используется
    8КоричневыйНе используется

    Проектирование и монтаж: критические аспекты

    Корректный монтаж экранированной витой пары – залог ее эффективной работы. Нарушение правил приводит к деградации характеристик экранирования и увеличению импедансных неоднородностей.

    • Заземление экрана: Экран кабеля FTP должен быть заземлен с двух сторон (на активном оборудовании и на кроссовой панели) в соответствии с требованиями стандарта TIA-607 (Generic Telecommunications Bonding and Grounding). Неправильное или несимметричное заземление может превратить экран в антенну, улавливающую помехи. В крупных распределенных системах иногда применяют заземление с одной стороны для исключения контуров заземления, но это требует тщательного анализа.
    • Целостность экрана по всей линии: При разделке кабеля необходимо минимизировать длину расплетения пар. Экран (фольга) должен быть аккуратно отведен и зафиксирован на корпусе экранированного разъема или патч-панели. Дренажный провод используется для удобства монтажа, но основную функцию экранирования выполняет сама фольга, контактирующая с металлической частью коннектора.
    • Использование экранированных компонентов: Вся трасса должна быть построена на экранированных компонентах: кабель FTP, экранированные модульные розетки (с металлическим корпусом), экранированные патч-панели, экранированные патч-корды. Использование неэкранированного коннектора на экранированном кабеле сводит на нет все его защитные свойства.
    • Отделение от силовых линий: При параллельной прокладке с силовыми кабелями необходимо соблюдать минимальное расстояние, регламентируемое нормативными документами (например, 30 см в РФ согласно ПУЭ). При пересечении трассы должны пересекаться под углом 90°.
    • Радиус изгиба: Не должен превышать 8 внешних диаметров кабеля при монтаже. Резкий изгиб может повредить экран и изменить волновое сопротивление в точке деформации.

    Сравнение с другими типами экранирования (U/UTP, U/FTP, S/FTP)

    Обозначение типа экранирования регламентировано стандартом ISO/IEC 11801.

    • U/UTP: Неэкранированный кабель. Не имеет ни общего экрана, ни экранов вокруг пар. Применяется в офисных средах с низким уровнем помех.
    • FTP (или F/UTP): Общий экран из фольги. Защищает от внешних помех и снижает излучение. Наиболее распространенный и экономичный тип экранирования для 2-парных кабелей.
    • U/FTP: Каждая витая пара имеет индивидуальный экран из фольги, общего экрана нет. Эффективен против перекрестных помех между парами внутри кабеля (Alien Crosstalk).
    • S/FTP (или SF/UTP): Комбинированный экран: общая оплетка (Braided Shield) плюс экран из фольги вокруг каждой пары. Обеспечивает максимальную защиту как от высокочастотных, так и от низкочастотных помех. Используется в экстремально зашумленных средах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли использовать 2-парный кабель Cat 5e для Gigabit Ethernet (1000BASE-T)?

Нет, стандарт 1000BASE-T требует обязательного использования всех 4 пар (8 проводников). Для гигабитного соединения со скоростью 1 Гбит/с необходим 4-парный кабель. 2-парный кабель Cat 5e может поддерживать только Fast Ethernet (100 Мбит/с) по стандарту 100BASE-TX.

Как правильно заземлить экран FTP кабеля в промышленном шкафу?

Экран должен быть соединен с шиной защитного заземления (PE) шкафа через экранированную патч-панель или непосредственно. Соединение должно иметь минимальную длину и максимальную площадь контакта. Важно обеспечить единую систему уравнивания потенциалов в здании, чтобы разность потенциалов между точками заземления на разных концах кабеля была минимальной.

В чем разница между кабелями для внутренней и внешней прокладки?

Кабели для внешней прокладки (outdoor) имеют оболочку из светостабилизированного полиэтилена (PE), устойчивого к ультрафиолетовому излучению, перепадам температур и атмосферной влаге. Они часто оснащаются гидрофобным заполнением для защиты от продольного проникновения воды. Кабели для внутренней прокладки (indoor) имеют оболочку из ПВХ или LSZH, которая не устойчива к длительному воздействию солнца и мороза, но обладает лучшими противопожарными характеристиками (не распространяет горение в групповой прокладке).

Что означает маркировка «LSZH» на оболочке кабеля?

LSZH (Low Smoke Zero Halogen) – материал оболочки, не содержащий галогенов (хлора, фтора и др.). При пожаре такой кабель выделяет минимальное количество дыма и не выделяет коррозионно-активных и токсичных галогенсодержащих газов. Это критически важно для объектов с массовым пребыванием людей (метро, аэропорты, больницы) и закрытых пространств с электронным оборудованием.

Можно ли обжать 2-парный FTP кабель в обычный неэкранированный коннектор RJ45?

Физически это возможно, но категорически не рекомендуется. При этом полностью теряется функция экранирования, так как экран (фольга) не контактирует с землей. Кабель становится уязвимым для помех, а также может создавать большее излучение. Для корректного монтажа необходимо использовать только экранированные коннекторы RJ45 с металлическим корпусом, предназначенные для контакта с экраном кабеля.

Каков максимальная длина сегмента для 2-парного кабеля Cat 6 в сети 100BASE-TX?

Максимальная длина постоянной линии (от кроссовой панели до розетки) в структурированных кабельных системах, согласно стандартам ANSI/TIA-568, составляет 90 метров. С учетом двух коммутационных шнуров (патч-кордов) по 5 метров с каждого конца, общая длина канала достигает 100 метров. Это ограничение по затуханию сигнала и является общим для Cat 5e/6/6A при использовании в сетях 10/100/1000BASE-T. Для аналоговых систем (видеонаблюдение, телефония) длина может быть больше, но определяется конкретными техническими условиями оборудования.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.