Кабели со 100 парами: конструкция, стандарты и применение в телекоммуникационных и слаботочных системах

Кабель со 100 парами представляет собой сложную многопарную структуру, предназначенную для передачи сигналов в телекоммуникационных и информационных сетях. Он является базовым строительным блоком магистральной и распределительной кабельной инфраструктуры, обеспечивая соединение между кросс-оборудованием, распределительными пунктами и конечными абонентами. Основное назначение – передача голосового трафика (телефония) и данных (LAN, xDSL) в структурированных кабельных системах (СКС). Конструкция основана на скрученных парах медных проводников, что обеспечивает защиту от электромагнитных помех и перекрестных наводок.

Конструкция и материалы

Конструкция 100-парного кабеля строго стандартизирована и включает несколько обязательных слоев.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из мягкой медной проволоки. Диаметр жилы является ключевым параметром и определяется стандартами AWG (American Wire Gauge). Наиболее распространены калибры 24 AWG (диаметр ~0.51 мм) и 26 AWG (диаметр ~0.4 мм). Реже, для протяженных магистралей, используется 22 AWG.
• Изоляция жилы: Каждая жила изолируется материалом с высокими диэлектрическими свойствами. Традиционно использовался полиэтилен (PE) или полипропилен. В современных кабелях для внутренней прокладки повсеместно применяется огнестойкий, безгалогенный материал – полиолефин (FR-LSZH), который не выделяет коррозионных газов и дыма при горении.
• Скрутка в пары: Две изолированные жилы скручиваются с определенным шагом (длиной витка). Шаг скрутки различен для каждой пары в группе, что является фундаментальным методом снижения перекрестных помех (NEXT, FEXT) между парами в одном кабеле. Качество и постоянство шага напрямую влияют на электрические параметры.
• Объединение в группы и пучки: Для удобства идентификации и монтажа, 100 пар организованы в структурные единицы. Классическая и наиболее распространенная схема – объединение в 10 групп по 10 пар (10×10). Каждая группа (binders) имеет свою цветовую маркировку из комбинации двух цветов: основной и трассировочный. Пары внутри группы также маркируются по стандартной цветовой схеме (бело-синий/синий, бело-оранжевый/оранжевый и т.д.).
• Поясная изоляция (Core Wrap): Скрученный сердечник из 100 пар обматывается полиэтиленовой или полипропиленовой лентой для фиксации структуры перед наложением экрана или оболочки.
• Экран (при наличии): Для защиты от внешних электромагнитных помех (ЭМП) кабель может быть экранирован. Применяются:
  • Фольгированный экран (F/UTP): алюминиевая или алюмополимерная фольга, наложенная поверх сердечника.
  • Оплеточный экран (U/FTP): медная оплетка, обеспечивающая лучшую защиту на низких частотах и механическую прочность.
  • Комбинированный экран (SF/UTP): фольга и оплетка вместе.
• Внешняя оболочка: Защищает сердечник от механических повреждений, влаги, УФ-излучения. Материал оболочки выбирается исходя из условий прокладки:
  • Поливинилхлорид (PVC): для внутренней прокладки в обычных условиях.
  • Полиэтилен (PE): для внешней (outdoor) прокладки, устойчив к влаге и ультрафиолету.
  • Безгалогенный огнестойкий полиолефин (FR-LSZH): для внутренней прокладки в местах скопления людей (офисы, метро, аэропорты), а также в вертикальных стояках.
• Гидрофобный заполнитель (для кабелей внешней прокладки): В пространство между парами вводится гидрофобный гель или порошок, блокирующий продвижение влаги вдоль кабеля в случае повреждения оболочки.

Цветовая и цифровая маркировка пар

Система маркировки является основой для корректной идентификации пар при монтаже и коммутации. Используется система из 5 основных и 5 вторичных цветов.

Таблица 1: Стандартная цветовая маркировка групп и пар в 100-парном кабеле (схема 10×10)

Номер группы (биндера)	Цвет группы (основной/трассировочный)	Диапазон пар в группе
1	Белый / Синий	1-10
2	Белый / Оранжевый	11-20
3	Белый / Зеленый	21-30
4	Белый / Коричневый	31-40
5	Белый / Серый (Сланцевый)	41-50
6	Красный / Синий	51-60
7	Красный / Оранжевый	61-70
8	Красный / Зеленый	71-80
9	Красный / Коричневый	81-90
10	Красный / Серый (Сланцевый)	91-100

Каждая пара внутри группы маркируется по тому же принципу: жила основного цвета группы с трассировочным цветом пары. Например, в группе 1 (Белый/Синий) первая пара будет иметь жилу бело-синего цвета и жилу синего цвета.

Ключевые электрические и механические параметры

Параметры определяются международными стандартами (TIA/EIA-568, ISO/IEC 11801, EN 50288, ГОСТ Р 53246-2008) и зависят от категории кабеля.

Таблица 2: Основные параметры 100-парных кабелей различных категорий

Параметр	Категория 3 (до 16 МГц)	Категория 5e (до 100 МГц)	Категория 6 (до 250 МГц)	Примечание
Волновое сопротивление, Ом	100 ±15	100 ±15	100 ±15	В рабочем диапазоне частот
Затухание (Attenuation), дБ/100м	~10.0 на 10 МГц	~22.0 на 100 МГц	~19.8 на 250 МГц	Максимальные значения, зависят от калибра жилы
NEXT (Near-End Crosstalk), дБ	>23.0 на 10 МГц	>30.1 на 100 МГц	>33.1 на 250 МГц	Минимальные значения, замер на худшей паре
Пропускная способность	10BASE-T, T1/E1	1000BASE-T, 2.5GBASE-T	5GBASE-T, 10GBASE-T (до 55м)	Типовые применения Ethernet
Диаметр жилы	24-26 AWG	24-26 AWG	23-24 AWG	Более толстая жила улучшает затухание

К механическим параметрам относятся: минимальный радиус изгиба (как правило, 8 внешних диаметров кабеля), диапазон рабочих температур (обычно от -20°C до +60°C для стационарной прокладки), стойкость оболочки к растяжению и раздавливанию.

Области применения и схемы прокладки

Кабели на 100 пар являются магистральными и применяются на участках с высокой плотностью абонентов или каналов.

• Телефонные сети (PSTN): Классическое применение – подключение абонентских линий от АТС (OLT) к распределительным шкафам (SDU) или от шкафов к домам (кабель распределительной сети).
• Структурированные кабельные системы (СКС): В качестве магистрали (backbone) между этажными или зоновыми распределительными пунктами (ER/TR) для передачи данных и голоса. Часто используются для организации «горизонтальной» магистрали в больших открытых пространствах (офисные этажи).
• Системы безопасности: Для подключения аналоговых или IP-камер, элементов СКУД, где требуется передача данных и питания по одному кабелю (PoE).
• Центры обработки данных (ЦОД): Могут использоваться для организации кросс-соединений внутри одного аппаратного зала, особенно для сервисов KVM или консольного доступа.
• Широкополосный доступ (xDSL): Является физической средой для технологий ADSL2+, VDSL2, развертываемых операторами связи.

Схемы прокладки разделяются на внутренние (в лотках, коробах, по стенам, в фальшполах/потолках) и внешние (в грунте, кабельной канализации, по воздуху на тросах). Для внешней прокладки обязательны кабели в оболочке из полиэтилена (PE) с гидрофобным заполнением и, как правило, с армирующим элементом (стальной трос или центральный силовой элемент).

Стандарты и нормативная база

• TIA/EIA-568-B.2, C.2: Американские стандарты на компоненты и каналы СКС. Определяют категории (Cat 3, 5e, 6) и их электрические параметры.
• ISO/IEC 11801: Международный стандарт на СКС. Определяет классы каналов (Class C, D, E) и компонентов.
• EN 50288: Европейский стандарт на многопарные кабели для цифровой и аналоговой связи.
• ГОСТ Р 53246-2008 (МЭК 61156-1:2007): Российский стандарт на симметричные кабели передачи данных.
• Нормы пожарной безопасности (НПБ 248, ГОСТ 31565-2012): Регламентируют требования к огнестойкости, дымо- и газовыделению (кабели FR-LSZH).

Особенности монтажа и разделки

Работа с 100-парным кабелем требует профессионального инструмента и навыков. Ключевые этапы:

• Распаковка бухты: Необходимо использовать вращающуюся стойку для размотки, чтобы избежать скручивания и повреждения пар.
• Заделка в кросс-оборудование: Выполняется на патч-панели (IDC-панели типа 110, KRONE) или в муфтах. Требуется точное соблюдение схемы раскладки пар по цветовой маркировке. Для заделки используется ударный инструмент (impact tool) или инструмент для обжима разъемов RJ45/RJ11 на отдельные пары, выведенные из общего кабеля.
• Эксплуатационный запас длины: В точках подключения обязательно оставляется запас кабеля для возможной перезаделки.
• Учет растягивающего усилия: Максимально допустимое усилие натяжения при прокладке обычно не превышает 110 Н (для кабеля 24 AWG). Превышение ведет к деформации скрутки и ухудшению параметров.
• Защита от ЭМП: При использовании экранированных кабелей необходимо обеспечить непрерывность и заземление экрана по всей длине канала.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель категории 5e от категории 3 в 100-парном исполнении?

Основные отличия – в электрических параметрах, определяемых конструкцией скрутки. Cat 5e имеет более строгие требования к NEXT, затуханию и возвратным потерям, что достигается за счет более точного и вариативного шага скрутки пар, использования материалов с лучшими диэлектрическими свойствами. Cat 3 оптимизирован для частот до 16 МГц (голос, 10BASE-T), а Cat 5e – до 100 МГц (1000BASE-T). Визуально они могут быть неотличимы, но маркировка на оболочке обязательна.

Можно ли использовать 100-парный телефонный кабель для прокладки сети Gigabit Ethernet?

Да, но только если это кабель категории 5e или выше. Старый аналоговый телефонный кабель (часто соответствует Cat 3 или не имеет категории) не обеспечит стабильной работы Gigabit Ethernet (1000BASE-T), который требует всех 4 пар и высоких параметров связи. Для передачи данных необходимо использовать кабели, сертифицированные по соответствующей категории/классу.

Какой кабель выбрать для внешней прокладки между зданиями?

Необходимо использовать кабель с оболочкой из черного полиэтилена (PE), устойчивого к ультрафиолету и влаге. Обязательно наличие гидрофобного заполнения. Если трасса проходит рядом с силовыми линиями или существует риск ЭМП, следует выбрать экранированную версию (SF/UTP). Также важно предусмотреть металлический трос для подвеса или броню для прокладки в грунте.

Как маркируются пары свыше 100 в больших кабелях?

В кабелях с большим числом пар (например, 200, 400) используется та же система из 5 основных и 5 вторичных цветов, но добавляются дополнительные уровни группировки. После первых 100 пар (красные группы) следуют группы с другим основным цветом (черный, желтый, фиолетовый и т.д.) в той же последовательности трассировочных цветов. Полная схема указывается в технической документации производителя.

Что важнее при выборе: категория кабеля или наличие экрана?

Это взаимодополняющие, но разные характеристики. Категория (5e, 6) определяет полосу пропускания и скорость передачи данных. Экранирование (F/UTP, U/FTP) определяет защиту от внешних помех. Выбор зависит от среды:
В офисном здании без сильных источников помех достаточно неэкранированного кабеля (U/UTP) нужной категории.
В промышленных условиях, рядом с силовыми кабелями, лифтовым оборудованием, обязательно применение экранированного (F/UTP или выше) кабеля соответствующей категории. Экранирование требует квалифицированного монтажа и заземления.

Каков типовой срок службы 100-парного кабеля?

При правильной прокладке и эксплуатации в стационарных условиях срок службы медного многопарного кабеля составляет не менее 15-25 лет. На него влияют факторы: механические нагрузки, температурные колебания, вибрация, воздействие влаги (для внешних кабелей). Ухудшение электрических параметров со временем может происходить из-за окисления контактов, а не из-за деградации самой меди в изоляции.

Как проверить качество проложенного 100-парного кабеля?

Недостаточно простой «прозвонки» на обрыв. Для сертификации кабельной системы требуется тестирование сертифицированным кабельным анализатором (например, Fluke Networks DSX Series). Прибор измеряет все ключевые параметры: схему разводки (wiremap), длину, затухание, NEXT, PS-NEXT, ACR-F, возвратные потери, сопротивление шлейфа и сравнивает их с пределами выбранного стандарта (например, TIA Cat 6). По результатам выдается отчет о соответствии/несоответствии.