Категорически неверно называть экранированные кабели для передачи данных термином «UTP экранированные». UTP (Unshielded Twisted Pair) по определению означает неэкранированную витую пару. Правильное общее название для экранированных кабелей — FTP (Foiled Twisted Pair) или S/FTP (Shielded/Foiled Twisted Pair), в зависимости от конструкции. Однако в профессиональной среде под «экранированным UTP» часто подразумевают весь спектр экранированных кабелей на основе витой пары, что является устоявшимся, но технически некорректным жаргонизмом. Данная статья посвящена детальному рассмотрению экранированных кабелей для структурированных кабельных систем (СКС).
Экранирование витой пары — это металлический слой, расположенный под оболочкой кабеля, предназначенный для защиты передаваемого сигнала от внешних электромагнитных помех (EMI — Electromagnetic Interference) и предотвращения излучения самих сигналов пары вовне, что важно для безопасности информации и соответствия требованиям электромагнитной совместимости (ЭМС).
Основные типы экранирования определены международным стандартом ISO/IEC 11801 и обозначаются специальным кодом:
Буквы в обозначении расшифровываются следующим образом: U — unshielded (неэкранировано), F — foiled (фольга), S — braided screening (оплетка). Первая буква описывает общий внешний экран, вторая — экран для каждой витой пары.
Конструкция экранированного кабеля сложнее, чем у неэкранированного. Под оболочкой из поливинилхлорида (PVC) или безгалогенного компаунда (LSZH, FR-LSZH) располагается экранирующий слой.
Витая пара внутри экрана может быть выполнена из монолитной медной жилы (для стационарной прокладки) или многопроволочной (для патч-кордов). Изоляция жил — полиэтилен (PE), полипропилен (PP) или вспененный полиэтилен, что улучшает электрические характеристики.
Экранированные кабели выпускаются в тех же категориях (классах), что и неэкранированные, но демонстрируют лучшие параметры в условиях помех. Ключевые характеристики: полоса пропускания, затухание (Insertion Loss), NEXT (Near End Crosstalk), ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio). Экранирование теоретически не влияет на затухание, но кардинально улучшает отношение сигнал/шум за счет подавления внешних помех.
Таблица 1. Соответствие категорий/классов кабеля и областей применения
| Категория (TIA/EIA-568) | Класс (ISO/IEC 11801) | Полоса пропускания | Типовое применение для экранированных решений |
|---|---|---|---|
| Cat.5e | Class D | 100 МГц | Промышленные сети 1 Гбит/с в условиях сильных помех. |
| Cat.6 | Class E | 250 МГц | Сети 1Гбит/с и 10GBASE-T на коротких дистанциях (до 55 м). |
| Cat.6A | Class EA | 500 МГц | Полноценная поддержка 10GBASE-T на 100 метров. Критически важные и высокоскоростные линии в ЦОД, медицинских учреждениях, промышленности. |
| Cat.7 | Class F | 600 МГц | Применяется почти исключительно в экранированном исполнении (S/FTP). 10GBASE-T и выше. Требует нестандартных разъемов (GG45/TERA). |
| Cat.7A | Class FA | 1000 МГц | Перспективные приложения до 40 Гбит/с. Активно используется в вещательных и специализированных системах. |
| Cat.8/8.1 | Class I | 2000 МГц | ЦОД для коротких связей (до 30 м) 25GBASE-T и 40GBASE-T. Обязательно экранирование (обычно S/FTP). |
| Cat.8.2 | Class II | 2000 МГц | Аналогично Cat.8.1, но совместим с разъемами Class FA (Cat.7A). |
Решение о применении экранированной кабельной системы должно приниматься на основе инженерного анализа электромагнитной обстановки. Обязательное применение экранированных кабелей регламентировано нормативными документами, такими как ГОСТ Р 53246-2008 (аналог IEEE 802.3).
Ключевые области применения:
Эффективность экранированной системы на 90% зависит от правильности монтажа и заземления. Неправильно смонтированный экран может стать антенной, ухудшающей ситуацию.
Основные правила монтажа:
Таблица 2. Сравнение затрат на развертывание UTP и FTP систем
| Компонент/Работа | Неэкранированная система (U/UTP) | Экранированная система (F/UTP, S/FTP) | Примечания |
|---|---|---|---|
| Стоимость кабеля | Базовая | Выше на 20-50% | Зависит от категории и типа экрана. |
| Стоимость коммутационных компонентов (розетки, панели) | Базовая | Выше на 30-70% | Обусловлено сложностью конструкции и наличием металла. |
| Стоимость патч-кордов | Базовая | Выше на 40-100% | Особенно для кабелей S/FTP. |
| Трудоемкость монтажа | Стандартная | Выше на 25-40% | Требуется больше времени на разделку, обжим, обеспечение заземления. |
| Требования к квалификации монтажников | Стандартные | Высокие | Ошибки монтажа сводят на нет преимущества экранирования. |
| Стоимость тестирования и сертификации | Стандартные тесты | Требуется проверка целостности экрана (TCL, ELTCTL по ANSI/TIA-1152) | Необходим более дорогой сертификационный анализатор. |
После монтажа экранированной кабельной системы обязательным этапом является сертификационное тестирование. Помимо стандартных параметров для соответствующей категории (затухание, NEXT, RL, PS NEXT, ACR-F и др.), проверяются параметры, связанные с экраном:
Нет, не всегда. В среде без существенных электромагнитных помех и на скоростях до 1 Гбит/с качественный неэкранированный кабель (U/UTP Cat.5e/6) прекрасно справляется с задачами. Экранированная система дороже и сложнее в монтаже. Ее применение должно быть технически и экономически обосновано.
Исторически такая рекомендация существовала для разрыва контуров заземления. Однако современные стандарты (например, TIA-942 для ЦОД, ISO/IEC 11801) предписывают заземление с двух сторон для обеспечения эффективного экранирования на высоких частотах. Проблема контуров заземления решается на уровне проектирования системы заземления здания (использование единой сетки, уравнивание потенциалов). В исключительных случаях, при фиксированной разности потенциалов между зданиями более 1В, может применяться одностороннее заземление или использование оптоволокна.
Категорически не рекомендуется. Это приведет к ухудшению характеристик. Неэкранированный кабель не имеет соединения с экраном патч-корда, поэтому экран патч-корда становится несвязанным антенным элементом, который может вносить дополнительные помехи. Все компоненты канала должны быть либо экранированными, либо неэкранированными.
Эффективность зависит от частоты помехи. Фольга (F) обеспечивает 100% покрытие и лучше защищает на высоких частотах (выше 30-50 МГц). Оплетка (S) имеет лучшее сопротивление постоянному току, механически прочнее и эффективнее на низких частотах. Комбинированный экран (SF) объединяет преимущества обоих и обеспечивает максимальную защиту в широком спектре частот. Для индивидуального экранирования пар (как в S/FTP) используется фольга, так как она тонкая и гибкая.
Да. Для обжима экранированных коннекторов 8P8C (RJ-45) необходим кримпер, способный равномерно обжимать не только контакты, но и металлическую оболочку (корпус) вокруг экрана кабеля. Также полезны инструменты для аккуратного снятия внешней оболочки и подготовки экрана.
Непосредственно на затухание сигнала (которое и ограничивает длину) тип экрана не влияет. Максимальная длина канала для витой пары стандартами определена в 100 метров (90 м горизонтальный кабель + 10 м шнуры) независимо от экранирования, при условии соблюдения всех параметров канала. Однако в условиях сильных помех неэкранированный кабель может не уложиться в требования по соотношению сигнал/шум (ACR-F) на полной длине, тогда как экранированный — сохранит работоспособность.
Экранированный кабель имеет более толстый диаметр и жестче на изгиб. Под внешней оболочкой виден металлический слой (фольга или оплетка). На маркировке кабеля всегда указан его тип согласно стандарту: U/UTP, F/UTP, S/FTP и т.д. Также часто присутствует маркировка «CAT6A SSTP» или аналогичная.
Экранированные кабельные системы представляют собой инженерное решение для обеспечения надежной и безопасной передачи данных в условиях сложной электромагнитной обстановки. Их применение строго регламентировано и требует комплексного подхода: от грамотного проектирования с учетом замеров EMI, выбора правильного типа экрана (F/UTP, S/FTP) и категории, до квалифицированного монтажа с обеспечением непрерывности и качественного заземления экрана по всей длине канала. Ошибки на любом из этих этапов приводят к дополнительным затратам без достижения желаемого эффекта. В чистых с электромагнитной точки зрения офисных средах достаточно неэкранированных систем. Таким образом, выбор в пользу экранированной витой пары должен быть взвешенным и технически обоснованным решением.