Кабель витая пара FTP категории 5: технические характеристики, конструкция и применение

Кабель FTP Cat.5 (Foil Twisted Pair, Category 5) представляет собой симметричный кабель для передачи данных, в котором каждая из четырех витых пар экранирована общим фольгированным экраном. Данный тип кабеля относится к устаревшим, но все еще встречается в эксплуатируемых сетях и используется в специфических условиях. Его основное назначение – построение структурированных кабельных систем (СКС) для высокоскоростных протоколов передачи данных, таких как Fast Ethernet (100 Мбит/с) и Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с).

Конструкция кабеля FTP Cat.5

Конструкция кабеля FTP Cat.5 является многослойной и включает несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из монолитной медной проволоки диаметром 0,51 мм (24 AWG) или, реже, из скрученных тонких проволок (многопроволочная жила). Медь обеспечивает низкое электрическое сопротивление и оптимальные характеристики для передачи высокочастотных сигналов.
• Изоляция жилы: Каждая жила покрыта слоем твердого диэлектрика, обычно из полиэтилена (PE) или полипропилена (PP). Изоляция имеет различную окраску согласно стандартным цветовым схемам (TIA/EIA-568-B): пары 1-2 (синий/бело-синий), 3-6 (оранжевый/бело-оранжевый), 4-5 (зеленый/бело-зеленый), 7-8 (коричневый/бело-коричневый).
• Скрутка пар (Twisted Pair): Две изолированные жилы скручиваются с определенным шагом (количеством витков на метр). Шаг скрутки различен для каждой из четырех пар в кабеле, что является основным методом снижения перекрестных наводок (NEXT, FEXT).
• Общий фольгированный экран (Foil Shield): Поверх всех четырех витых пар накладывается общий экран в виде тонкой алюминиевой или алюмополимерной фольги. Экран имеет дренажный провод – неизолированную медную жилу, которая необходима для обеспечения целостности экрана по всей длине и его качественного заземления.
• Внешняя оболочка: Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, ультрафиолета и химических воздействий. Материал оболочки – поливинилхлорид (PVC) для внутренней прокладки или полиэтилен (PE) для внешней. Оболочка имеет маркировку с указанием категории, типа экранирования, производителя и метража.

Технические характеристики и стандарты

Кабель FTP Cat.5 должен соответствовать стандартам ANSI/TIA/EIA-568-B.2 и ISO/IEC 11801. Ключевые электрические параметры нормируются для частоты 100 МГц.

Основные электрические параметры кабеля FTP Cat.5

Параметр	Условия измерения	Требование стандарта (min/max)	Примечание
Затухание (Insertion Loss)	100 МГц, 20°C	≤ 24.0 дБ/100 м	Определяет максимальную длину сегмента.
Перекрестные наводки на ближнем конце (NEXT)	100 МГц	≥ 27.1 дБ	Критичен для двусторонней передачи (Full-Duplex).
Затухание при неравномерности АЧХ (RL)	100 МГц	≥ 17.0 дБ	Характеризует качество согласования импеданса.
Импеданс (волновое сопротивление)	1-100 МГц	100 Ом ± 15%	Должен быть постоянным по всей длине.
Сопротивление экрана	Постоянный ток	≤ 5 Ом/км (типовое)	Обеспечивает эффективность экранирования.

Экран кабеля FTP обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех (EMI) и снижает радиоизлучение от самого кабеля. Эффективность экранирования (Shielding Effectiveness) для Cat.5 обычно составляет не менее 60-80 дБ в диапазоне частот до 100 МГц. Важным требованием является обязательное и правильное заземление экрана с обеих сторон линии через разъемы и патч-панели. Неправильное или прерывистое заземление может привести к образованию антенны и ухудшению помехозащищенности.

Области применения и ограничения

Кабель FTP Cat.5 применялся и применяется в следующих сценариях:

• Офисные и административные СКС: Для организации горизонтальной разводки от телекоммуникационного шкафа до рабочего места. Поддержка 100BASE-TX (100 Мбит/с) на расстоянии до 100 метров гарантирована. Поддержка 1000BASE-T (1 Гбит/с) возможна, но не гарантирована стандартом для Cat.5; для гигабитных скоростей требуется кабель Cat.5e.
• Промышленные сети: Наличие экрана делает FTP Cat.5 предпочтительным выбором в условиях умеренных электромагнитных помех (близость силового оборудования, частотных преобразователей, электродвигателей).
• Системы видеонаблюдения (IP-камеры): Для передачи данных и питания по PoE (Power over Ethernet) начальных стандартов. Важно учитывать повышенное тепловыделение в пучках из-за экрана и потерь в меди.

Ограничения и отказ от использования: Категория 5 была официально заменена на категорию 5e (Enhanced) в 2001 году. Cat.5e имеет улучшенные параметры, особенно касающиеся перекрестных наводок (PowerSUM NEXT, FEXT) и гарантированно поддерживает Gigabit Ethernet. Новые проекты должны использовать кабели Cat.5e или выше (Cat.6, Cat.6A). Использование FTP Cat.5 в новых инсталляциях считается устаревшим решением.

Монтаж и эксплуатационные требования

Правильный монтаж критически важен для сохранения характеристик кабеля, особенно его экранирующих свойств.

• Минимальный радиус изгиба: Не менее 4 внешних диаметров кабеля при монтаже и 8 диаметров в процессе эксплуатации. Резкие изгибы нарушают геометрию скрутки и ухудшают параметры NEXT и импеданса.
• Радиальная тяга: Не превышать максимально допустимое усилие натяжения (обычно ~110 Н).
• Заземление экрана: Дренажный провод и фольга должны быть надежно соединены с заземляющей шиной или металлическим корпусом разъема/патч-панели. Заземление должно быть выполнено только с одной стороны в системах с разными потенциалами земли, чтобы избежать уравнительных токов, но в типовых СКС рекомендуется заземление с обоих концов.
• Отличие от UTP и STP: Кабель UTP (Unshielded Twisted Pair) не имеет экрана. Кабель STP (Shielded Twisted Pair) подразумевает экранирование каждой пары индивидуально (S/FTP) или общий более толстый оплеточный экран (S/STP). FTP является компромиссом по стоимости и эффективности между UTP и STP.

Сравнение с другими категориями

Сравнение кабелей FTP Cat.5, Cat.5e и Cat.6

Характеристика	FTP Cat.5	FTP Cat.5e	FTP Cat.6
Полоса пропускания	100 МГц	100 МГц	250 МГц
Поддержка Gigabit Ethernet (1000BASE-T)	Возможна, но не гарантирована	Гарантирована (до 100 м)	Гарантирована (до 100 м)
Затухание на 100 МГц	≤ 24.0 дБ	≤ 24.0 дБ	≤ 21.7 дБ
NEXT (PowerSUM) на 100 МГц	≥ 27.1 дБ	≥ 30.6 дБ	≥ 37.1 дБ
Наличие разделительного крестообразного элемента	Нет	Редко	Да (обычно)

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли использовать FTP Cat.5 для гигабитной сети (1 Гбит/с)?

На коротких дистанциях (до 50-70 метров) гигабитное соединение может установиться и работать. Однако стандарт IEEE 802.3ab (1000BASE-T) в качестве среды передачи определяет кабель категории 5e или выше. Использование классического Cat.5 для новых гигабитных инсталляций не рекомендуется, так как отсутствует гарантия стабильной работы из-за более жестких требований к параметрам PowerSUM NEXT и Return Loss.

Чем отличается FTP от UTP, и когда нужно выбирать экранированный кабель?

UTP (Unshielded Twisted Pair) не имеет экрана, защита от помех обеспечивается только балансной схемой передачи и скруткой пар. FTP (Foil Twisted Pair) имеет общий экран из фольги. Выбор в пользу FTP оправдан при наличии источников электромагнитных помех (промышленное оборудование, силовые кабели, проложенные параллельно на близком расстоянии, радиостанции). В обычной офисной среде без выраженных помех достаточно UTP. Необоснованное применение FTP без правильного заземления может ухудшить ситуацию.

Как правильно заземлить кабель FTP?

Экран должен быть заземлен на обоих концах кабельного сегмента через металлический корпус разъема RJ-45 экранированного типа и экранированную патч-панель. Патч-панель, в свою очередь, должна быть соединена с шиной защитного заземления телекоммуникационного шкафа (шина G). Крайне важно, чтобы система заземления здания соответствовала нормам и имела низкое сопротивление. При разности потенциалов земли в разных частях здания может потребоваться заземление экрана только с одной стороны, но такое решение требует инженерного расчета.

Каков максимальный срок службы кабеля FTP Cat.5 в СКС?

Проектный срок службы качественной структурированной кабельной системы на основе медного кабеля составляет 10-15 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 20 лет при соблюдении условий монтажа и эксплуатации. Однако моральное устаревание Cat.5 наступило значительно раньше физического износа из-за роста требований к скорости передачи данных.

Можно ли использовать FTP Cat.5 для передачи питания по PoE?

Да, кабель FTP Cat.5 может использоваться для стандартов PoE (802.3af, до 15.4 Вт) и PoE+ (802.3at, до 30 Вт). Необходимо учитывать, что из-за сопротивления жил происходит падение напряжения, особенно на длинных линиях (близко к 100 м). Экранированный кабель может иметь несколько большее тепловыделение в жгутах, что требует внимания при планировании высоких нагрузок PoE.

Почему в кабеле используется именно витая пара?

Скручивание двух проводников позволяет минимизировать два вида помех: электромагнитные излучения от самой пары (поскольку поля от противоположно направленных токов взаимно компенсируются) и влияние внешних полей (наводки на оба проводника пары примерно одинаковы и подавляются дифференциальным приемником). Шаг скрутки разный у разных пар для снижения перекрестных наводок между парами в одном кабеле.

Заключение

Кабель витая пара FTP категории 5 представляет собой исторически значимый стандарт, заложивший основы широкого распространения Ethernet-сетей. Его ключевыми особенностями являются полоса пропускания 100 МГц, наличие общего фольгированного экрана для защиты от помех и поддержка скоростей до 100 Мбит/с на расстояние 100 метров. Несмотря на формальное устаревание и вытеснение улучшенными категориями (5e, 6, 6A), понимание его конструкции, параметров и правил монтажа остается актуальным для специалистов, обслуживающих существующую инфраструктуру. При проектировании новых систем следует выбирать кабели не ниже категории 5e, а для перспективных решений – категории 6А и выше, учитывая при этом необходимость экранирования (FTP, S/FTP) только при наличии обоснованной электромагнитной обстановки.