Кабели связи телефонные

Кабели связи телефонные: классификация, конструкция, параметры и применение

Телефонные кабели связи представляют собой класс кабельной продукции, предназначенный для передачи сигналов электросвязи в диапазоне частот, включающем тональную частоту (ТЧ) и первичные группы цифровых потоков (до 2 Мбит/с и выше). Их основное применение – организация абонентских линий (от АТС до конечного пользователя), магистральных и внутризоновых соединений, а также монтаж внутренних и внешних телефонных сетей зданий и сооружений. Современные кабели этого типа часто являются многопарными, что позволяет подключать десятки и сотни абонентов.

Классификация телефонных кабелей связи

Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам, определяющим область применения и технические характеристики.

• По условиям прокладки и эксплуатации:
  • Кабели для внутренней прокладки (стационарные): Предназначены для монтажа внутри зданий, в кабельной канализации, тоннелях, по стенам. Не рассчитаны на растягивающие нагрузки. Обозначаются часто буквой «С» – станционные.
  • Кабели для внешней (наружной) прокладки: Предназначены для прокладки в грунте (в т.ч. бронированные), по воздуху (самонесущие, с тросом), вдоль опор. Имеют усиленную защитную оболочку, стойкую к УФ-излучению, влаге и механическим воздействиям.
  • Кабели распределительные (абонентские): Предназначены для разводки от распределительных коробок к непосредственно абонентским розеткам. Часто имеют плоскую конструкцию и малую толщину.
• По виду передачи сигнала:
  • Кабели для аналоговой телефонии: Работают в полосе частот до 4 кГц. Основной параметр – сопротивление постоянному току и рабочая емкость.

  Кабели для цифровых систем передачи (ЦСП): Рассчитаны на передачу цифровых потоков (E1, DSL технологии). Критичны параметры затухания, перекрестных помех (NEXT, FEXT) и волнового сопротивления.

• По конструкции скрутки жил:
  • Парная скрутка: Две изолированные жилы, скрученные с определенным шагом. Базовая единица – «пара». Шаг скрутки различен для разных пар в одном кабеле для снижения переходных влияний.
  • Четверочная скрутка: Четыре жилы, скрученные вместе, образуют две пары. Позволяет более компактно размещать пары и снижать взаимные влияния между определенными парами в четверке.
• По материалу проводника:
  • Медь (мягкая, твердая).
  • Омедненная сталь (биметаллическая жила) – для абонентских линий, где не требуется высокая пропускная способность на большие расстояния.
• По материалу изоляции:
  • Полиэтилен (ПЭ, высокоплотный ПВД, вспененный ПЭ).
  • Поливинилхлорид (ПВХ) – преимущественно для кабелей внутренней прокладки.
  • Полипропилен (ПП).
  • Бумажная изоляция (в устаревших, но еще эксплуатируемых кабелях типа Т).

Конструктивные элементы телефонного кабеля

Конструкция кабеля определяется его назначением. Рассмотрим типовую конструкцию многопарного кабеля для внешней прокладки.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки диаметром 0.4, 0.5, 0.64, 0.7, 0.9 мм (наиболее распространены 0.4-0.5 мм для абонентских линий и 0.7-0.9 для магистралей). Может быть однопроволочной (для стационарной прокладки) или многопроволочной (для шнуров и гибких соединений).
• Изоляция жилы: Наносится сплошным слоем или вспененным/пористым для снижения диэлектрических потерь и уменьшения веса. Цветовая маркировка изоляции соответствует стандартному коду для идентификации пар (основной и дополнительный цвет).
• Скрутка (повив): Изолированные жилы скручиваются в пары, а пары – в общий сердечник концентрическими слоями. Каждый слой имеет направление скрутки, противоположное предыдущему. Между слоями могут укладываться лавсановые или полиэтиленовые нити.
• Поясная изоляция: В виде ленты из лавсана, ПЭТ или крепированной бумаги, наложенной поверх скрученного сердечника.
• Экран: Фольгированный или алюмополимерный экран в комбинации с дренажной луженой медной проволокой. Служит для защиты от внешних электромагнитных помех и снижения излучения кабеля.
• Гидрофобный заполнитель: Для кабелей, прокладываемых в грунте, пространство между жилами заполняется гидрофобным гелем (заполненные кабели) для блокировки распространения влаги вдоль кабеля в случае повреждения оболочки.
• Внутренняя оболочка: Из полиэтилена, служит основным барьером для влаги и механической защитой сердечника.
• Броня: Для кабелей, прокладываемых в грунте с риском механических повреждений. Выполняется из стальных оцинкованных лент (ленточная броня) или стальных оцинкованных проволок (повивная броня).
• Внешняя защитная оболочка: Изготавливается из светостабилизированного полиэтилена черного цвета (для наружной прокладки) или из ПВХ (для внутренней). Защищает от влаги, агрессивных сред и УФ-излучения.

Основные электрические параметры и характеристики

Качество передачи сигнала по телефонному кабелю определяется рядом строго нормируемых параметров.

Таблица 1. Основные электрические параметры медных телефонных кабелей

Параметр	Определение	Типовые значения/Влияние	Метод измерения/Норматив
Сопротивление постоянному току жилы (Rпост)	Сопротивление медной жилы единичной длины при постоянном токе и температуре +20°C.	Зависит от диаметра жилы. Например, для жилы 0.5 мм – не более 95.0 Ом/км. Определяет затухание сигнала на низких частотах и потери в шлейфе.	ГОСТ 22483, измерение омметром или мостом постоянного тока.
Рабочая емкость (Cраб)	Емкость между двумя проводниками одной пары. Нормируется на 1 км длины.	Для кабелей с ПЭ изоляцией ~36-40 нФ/км, с воздушно-поровой изоляцией ~24-27 нФ/км. Высокая емкость увеличивает затухание и искажает фронты цифровых сигналов.	Измерение мостом переменного тока на частоте 800 Гц или 1 кГц.
Затухание (α)	Ослабление мощности сигнала при прохождении по кабелю. Зависит от частоты.	Выражается в дБ/км. Растет с увеличением частоты и рабочей емкости. Ключевой параметр для DSL технологий (ADSL, VDSL).	Измерение на частотах до 2.2 МГц и выше. ГОСТ Р 53246.
Волновое сопротивление (Zв)	Сопротивление, которое представляет собой линия передачи для бегущей волны. Зависит от геометрии пары и материалов изоляции.	Для большинства телефонных кабелей составляет 100±15 Ом или 120±15 Ом в полосе частот 1-2 МГц. Несогласованность приводит к отражениям сигнала.	Измеряется с помощью рефлектометра или моста на высокой частоте.
Переходное затухание на ближнем конце (NEXT) и на дальнем конце (FEXT)	Мера защиты от перекрестных помех между парами в одном кабеле. NEXT – влияние передающей пары на приемную на том же конце, FEXT – на противоположном конце.	Выражается в дБ. Чем выше значение, тем лучше. Критично для высокоскоростных цифровых систем, работающих в дуплексном режиме (например, Gigabit Ethernet по 4 парам).	Измерение анализатором цепей или кабельным тестером в полосе частот до 250 МГц и более.
Сопротивление изоляции (Rиз)	Сопротивление между проводниками пары или между проводником и землей.	Нормируется не менее 5000 МОм·км (для кабелей с ПЭ/ПВХ изоляцией). Снижается при увлажнении или повреждении изоляции.	Измерение мегаомметром на постоянном напряжении 100-500 В.
Электрическая прочность изоляции	Способность изоляции выдерживать испытательное напряжение без пробоя.	Испытание переменным напряжением 500 В или 2000 В (для некоторых типов) в течение 3 минут.	ГОСТ 2990, испытание повышенным напряжением от испытательной установки.

Маркировка и типы распространенных кабелей

Маркировка кабелей связи в РФ осуществляется по ГОСТ 7006 или по техническим условиям (ТУ). Типовая структура маркировки: Буквы (материал, тип, назначение) – Число пар х число жил в паре х диаметр жилы.

• ТПП: Телефонный кабель с Полиэтиленовой изоляцией, в Полиэтиленовой оболочке, для прокладки в грунте. Пример: ТПП 20х2х0.5.
• ТППэп: То же, что ТПП, но экранированный и с гидрофобным заполнением.
• ТПВ: Телефонный кабель с Полиэтиленовой изоляцией, в Поливинилхлоридной оболочке, для внутренней и внешней прокладки (в канализации).
• КСПП: Кабель Станционный с Полиэтиленовой изоляцией, в Полиэтиленовой оболочке. Для стационарной прокладки внутри зданий, в тоннелях.
• ПРППМ: Провод Распределительный с Полиэтиленовой изоляцией, в Полиэтиленовой оболочке, Многопарный. Часто плоской конструкции для скрытой проводки.
• КВК-В, КВК-П: Кабель Внутрикомпьютерный (фактически – для внутренней прокладки), с изоляцией и оболочкой из ПВХ. «В» – для воздушной прокладки, «П» – для прокладки в трубах, плинтусах.
• U/UTP, U/FTP, F/UTP: Международная маркировка по ISO/IEC 11801. U – неэкранированная, F – фольгированная. Категории 3 (до 16 МГц), 5e (до 100 МГц), используемые как для телефонии, так и для данных.

Выбор и применение телефонных кабелей

Выбор конкретного типа кабеля определяется проектом и основывается на следующих критериях:

• Место прокладки: Для грунта – бронированные, заполненные кабели (ТППэпБ, ТППпЗ). Для воздушных линий – самонесущие кабели (ТППс) или кабели, подвешиваемые на тросе. Для помещений – небронированные кабели в ПВХ оболочке (КСПП, КВК).
• Количество абонентских линий (пар): Определяет емкость кабеля (10, 20, 50, 100 пар и более). Необходим резерв на развитие.
• Требования к передаче данных: При планировании использования линий для DSL, ISDN или организации Ethernet, необходимо выбирать кабели с низкой рабочей емкостью и гарантированными параметрами затухания и переходного затухания (категория 3 и выше).
• Наличие электромагнитных помех: В промышленных зонах, вдоль ЛЭП, вблизи силового оборудования обязательна прокладка экранированных кабелей (ТППэп, F/UTP). Экран требует обязательного заземления с двух сторон.
• Климатические условия: Диапазон рабочих температур, стойкость к УФ-излучению (для наружных оболочек).

Монтаж, соединение и измерения

Монтаж телефонных кабелей требует соблюдения правил, обеспечивающих сохранение их электрических параметров.

• Радиус изгиба: При прокладке не должен быть менее 10-15 наружных диаметров кабеля для небронированных и 15-20 для бронированных кабелей.
• Соединение и оконцевание: Соединение пар производится с помощью модульных соединителей (кроссов) или сращиванием с последующей изоляцией. При сращивании необходимо строго соблюдать цветовую маркировку пар. Для оконцевания используются кабельные муфты (для внешних линий) или кросс-панели (в распределительных шкафах).
• Измерения после монтажа: Обязательный комплекс измерений включает:
  • Проверка целостности жил и отсутствия коротких замыканий (сквозное прозванивание).
  • Измерение сопротивления изоляции мегаомметром.
  • Измерение рабочей емкости.
  • Для цифровых линий – измерение затухания на рабочих частотах и рефлектометрия (определение мест обрывов, повреждений, неоднородностей).

Тенденции развития

Несмотря на развитие волоконно-оптических технологий, медные телефонные кабели сохраняют свою актуальность в сегменте «последней мили». Основные тенденции:

• Оптимизация под xDSL: Разработка кабелей со специально подобранными параметрами (затухание, NEXT) для максимальной скорости передачи в медной паре на частотах до 30 МГц (VDSL2, G.fast).
• Универсальность: Широкое использование кабелей категории 5e/6, которые позволяют по одной и той же 4-парной линии передавать как аналоговую телефонию (1 пара), так и высокоскоростной Ethernet (4 пары) или цифровую телефонию (IP).
• Повышение долговечности: Улучшение материалов оболочек, гидрофобных заполнителей для увеличения срока службы в агрессивных средах.
• Снижение стоимости: Использование биметаллических жил (омедненная сталь) в абонентских кабелях для снижения материалоемкости при сохранении приемлемых характеристик на коротких дистанциях.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ТПП от КСПП?

Кабель ТПП (Телефонный с Полиэтиленовой изоляцией и оболочкой) предназначен для прокладки в грунте (часто бронированный) и является кабелем внешней сети. КСПП (Кабель Станционный с Полиэтиленовой изоляцией и оболочкой) предназначен для стационарной прокладки внутри помещений, в кабельной канализации, по стенам зданий. Он, как правило, не имеет брони и гидрофобного заполнения, его оболочка менее стойка к прямому солнечному излучению.

Можно ли использовать витую пару категории 5e для подключения аналогового телефона?

Да, можно и часто это практикуется. Для подключения одного аналогового телефона используется одна пара из четырех. Остальные пары остаются в резерве для подключения второго телефона или для организации сети Ethernet. Важно помнить, что стандартный телефонный провод имеет диаметр жилы 0.4-0.5 мм, а кат. 5e – 0.51-0.52 мм, что даже улучшает параметры линии по сопротивлению.

Что важнее при выборе кабеля для длинной абонентской линии: диаметр жилы или рабочая емкость?

Оба параметра критичны, но на первом месте стоит диаметр жилы. Больший диаметр (0.7-0.9 мм) существенно снижает сопротивление постоянному току (Rпост), что напрямую влияет на затухание сигнала на всех частотах и позволяет обеспечить необходимое напряжение дистанционного питания для терминального оборудования. Низкая рабочая емкость (24-27 нФ/км) важна в первую очередь для цифровых сигналов (ISDN, DSL), так как уменьшает искажение фронтов.

Обязательно ли заземлять экран у экранированного телефонного кабеля (например, ТППэп)?

Да, обязательно. Незаземленный экран не только не выполняет своих защитных функций, но и может работать как антенна, улавливая помехи. Экран должен быть заземлен с обоих концов кабеля. В случае возникновения опасной разности потенциалов между зданиями, на одном из концов заземление экрана выполняется через разрядник или устройство защиты.

Почему в одном кабеле пары скручены с разным шагом?

Разный шаг скрутки для разных пар в одном повиве (слое) – это основной метод снижения переходных влияний (перекрестных помех) между парами. Если бы шаг был одинаков, электромагнитные поля пар накладывались бы синфазно, создавая максимальные помехи. Разный шаг обеспечивает разную геометрию взаимного расположения пар, что приводит к взаимной компенсации помех.

Какой срок службы у современного телефонного кабеля для внешней прокладки?

Номинальный срок службы, заявленный производителями для кабелей с полиэтиленовой оболочкой и гидрофобным заполнением (типа ТППэп), составляет не менее 25 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 30-40 лет при условии соблюдения правил прокладки, отсутствия механических повреждений и агрессивного химического воздействия на оболочку.

В чем разница между кабелем с гидрофобным заполнением и без него?

Кабель с заполнением (обозначается «з» или «заполненный») имеет в межжильном пространстве специальное тиксотропное гидрофобное вещество (гель). При локальном повреждении оболочки это вещество препятствует продольному распространению влаги вдоль кабеля, локализуя повреждение. Это критически важно для кабелей, прокладываемых в грунте или в условиях повышенной влажности. Кабели без заполнения дешевле и легче, но при повреждении влага может распространиться на сотни метров, выводя из строя множество пар.