Кабели «витая пара» многожильные: конструкция, стандарты, применение и выбор

Многожильная витая пара представляет собой кабель связи, в котором каждый изолированный проводник (жила) состоит из множества тонких скрученных между собой медных проволок. Эта конструкция принципиально отличается от одножильного (solid) кабеля, где проводник представляет собой единый монолитный медный стержень. Основное назначение многожильного кабеля – применение в составе патч-кордов (коммутационных шнуров), для подключения оконечного оборудования (компьютеры, IP-телефоны, принтеры, точки доступа) к розеткам или коммутационным панелям, а также в любых сценариях, где кабель подвергается частым изгибам, вибрациям или перемещениям.

Конструктивные особенности и материалы

Стандартная конструкция многожильной витой пары включает в себя несколько обязательных элементов:

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медных проволок диаметром, как правило, от 0,12 до 0,20 мм. Количество проволок в жиле стандартизировано и является ключевым параметром, определяющим гибкость и стойкость к излому. Чаще всего встречаются жилы 7×0.16 (7 проволок) или 26AWG, 24AWG. Для высокогибких применений (категория 6A, 8) количество проволок может достигать 19 и более.
• Изоляция жилы: Выполняется из полиэтилена (PE), полипропилена (PP) или вспененного полиэтилена (Foamed PE). Материал и технология вспенивания критичны для обеспечения требуемых электрических характеристик на высоких частотах.
• Скрутка (витая пара): Две изолированные жилы скручиваются с определенным шагом. Шаги скрутки разных пар в одном кабеле различаются для минимизации перекрестных наводок (Near-End Crosstalk, NEXT).
• Разделительный элемент (не всегда): В кабелях категорий 6, 6A, 8 часто используется пластиковый крестообразный или овальный разделитель (spline), который физически разводит пары и улучшает параметры переходного затухания.
• Экран (для защищенных кабелей): Может быть общим для всех пар (Foiled Twisted Pair, FTP) или индивидуальным для каждой пары (Shielded Foiled Twisted Pair, S/FTP). Экран выполняется из алюминиевой или полиэстеровой фольги с дренажным проводом.
• Внешняя оболочка: Изготавливается из поливинилхлорида (PVC), безгалогенного полиолефина (LSZH, LS0H) или полиуретана (PUR). Материал оболочки определяет условия эксплуатации: стойкость к УФ-излучению, температуре, механическим воздействиям, распространению пламени.

Ключевые отличия многожильного кабеля от одножильного

Характеристика	Многожильный кабель (Stranded)	Одножильный кабель (Solid)
Конструкция жилы	Множество тонких скрученных проволок	Одна монолитная медная проволока
Гибкость	Высокая. Предназначен для многократных изгибов.	Низкая. При частых изгибах жила может сломаться.
Затухание сигнала (Attenuation)	Выше на 20-50% из-за скин-эффекта и более длинного пути тока.	Ниже. Оптимально для передачи на большие расстояния.
Волновое сопротивление	Менее стабильно по длине из-за неоднородности структуры жилы.	Очень стабильно, что важно для высокочастотных приложений.
Основное применение	Патч-корды, мобильное оборудование, шнуры для рабочих мест.	Стационарная горизонтальная и магистральная разводка в кабельных каналах.
Монтаж разъемов	Сложнее. Требует специальных коннекторов и аккуратной заделки для надежного контакта со всеми проволоками жилы.	Проще. Монолитная жила надежно фиксируется в IDC-контактах розеток и патч-панелей.

Категории и классы многожильной витой пары

Многожильные кабели производятся в соответствии с теми же стандартами (TIA/EIA-568, ISO/IEC 11801), что и одножильные, но с оговоркой на увеличенное затухание. Максимальная длина канала с использованием многожильных патч-кордов нормируется.

Категория/Класс	Полоса частот	Типовое применение	Особенности для многожильного исполнения
Cat.5e (Кл.D)	До 100 МГц	Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T)	Чаще 4 пары, 24 AWG (7×0.20). Максимальная длина патч-корда в канале 100м – до 10м.
Cat.6 (Кл.E)	До 250 МГц	Gigabit Ethernet, 10GBASE-T (до 55м)	Часто имеет разделитель. Более строгие требования к скрутке. Жилы 26AWG или 24AWG.
Cat.6A (Кл.EA)	До 500 МГц	10GBASE-T на 100 метров	Обязателен экран (FTP, S/FTP) или широкий разделитель. Используются жилы с большим числом проволок для сохранения гибкости.
Cat.7/7A (Кл.F/FA)	До 600/1000 МГц	10GBASE-T, будущие 25/40GBASE-T	Только экранированное исполнение (S/FTP). Каждая пара в индивидуальном экране. Жесткие требования к заземлению.
Cat.8.1/8.2 (Кл.I/II)	До 2000 МГц	25GBASE-T, 40GBASE-T (до 30м)	Только экранированное. Применяется в ЦОДах. Многожильные патч-корды имеют строго ограниченную длину (обычно ≤5м).

Экранирование многожильных кабелей

Выбор между неэкранированным (UTP) и экранированным (F/UTP, U/FTP, S/FTP) многожильным кабелем определяется электромагнитной обстановкой.

• U/UTP (неэкранированный): Применяется в офисных средах при отсутствии сильных источников помех. Проще в оконцовке и дешевле.
• F/UTP (с общим экраном из фольги): Защищает от внешних наводок. Требует заземления коннектора и патч-панели. Распространен для Cat.6A.
• U/FTP (экран на каждой паре): Эффективно подавляет перекрестные наводки между парами внутри кабеля. Сложен в производстве и оконцовке.
• S/FTP (экран из оплетки + экран на каждой паре): Максимальная защита. Оплетка обеспечивает защиту на низких частотах и механическую прочность экрана. Используется в Cat.7 и выше.

Для многожильных патч-кордов критически важно использовать экранированные коннекторы (RJ-45 с металлическим корпусом) и обеспечивать непрерывность экрана по всей длине канала.

Области применения в профессиональной среде

• Патч-корды в кроссовых и серверных: Основное применение. Соединение активного сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов) с патч-панелями.
• Гибкие шнуры для рабочих мест: Подключение абонентского оборудования. Устойчивость к частым подключениям/отключениям и перестановкам.
• Промышленные сети (Industrial Ethernet): Специальные исполнения с оболочкой из PUR, стойкой к маслам, химикатам, широкому температурному диапазону, часто с усиленным экраном.
• Системы видеонаблюдения (PoE): Для питания и передачи данных с IP-камер, особенно уличного исполнения. Важен правильный выбор сечения жилы для минимизации падения напряжения на длине.
• Центры обработки данных (ЦОД): Применяются высококачественные многожильные кабели Cat.6A, Cat.8 с низкой задержкой распространения сигнала (Delay Skew) для обеспечения высокой скорости передачи.

Рекомендации по выбору и монтажу

При выборе многожильного кабеля необходимо учитывать:

1. Категорию/Класс: Должна соответствовать или превышать категорию стационарной кабельной системы.
2. Тип экранирования: Должен соответствовать экранированию розеток и патч-панелей. Смешение экранированных и неэкранированных компонентов недопустимо.
3. Диаметр проводника (AWG): Чем меньше число AWG, тем толще жила (24 AWG – стандарт). Для длинных патч-кордов PoE предпочтительнее 23AWG или 22AWG.
4. Материал оболочки: Для офиса – PVC, для ложных полов/потолков – LSZH (пониженное дымовыделение), для промышленности – PUR.
5. Сертификация: Наличие сертификатов соответствия стандартам (например, независимое тестирование по UL или ETL).

Особенности монтажа разъемов: Для оконцовки многожильного кабеля необходимо использовать специальные 8P8C коннекторы (RJ-45), предназначенные для stranded cable. Их контактные ножи имеют особую форму, которая разрезает изоляцию и обжимает пучок проволок, обеспечивая надежное соединение. Использование коннекторов для одножильного кабеля приведет к ненадежному контакту и повышенному сопротивлению.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какова максимальная длина многожильного патч-корда в канале 100 метров?

Согласно стандарту ANSI/TIA-568.2-D, общая длина многожильных патч-кордов в постоянном канале (между двумя розетками) или в канале с консолидационной точкой не должна превышать 10 метров. В канале от активного оборудования до розетки (коммутатор – патч-панель – розетка – патч-корд – ПК) многожильные патч-корды с обеих сторон в сумме не должны превышать 10 метров. Это ограничение связано с повышенным затуханием в многожильном кабеле.

2. Можно ли использовать многожильный кабель для стационарной прокладки в кабель-каналы или лотки?

Категорически не рекомендуется. Многожильный кабель имеет худшие электрические характеристики (затухание, сопротивление) и менее устойчив к механическим нагрузкам при протяжке. Для стационарной разводки всегда используется одножильный (solid) кабель.

3. Почему многожильный кабель дороже одножильного при меньшем количестве меди?

Стоимость определяется не только объемом меди. Процесс изготовления многожильного кабеля технологически сложнее: требуется скрутка тонких проволок в жилу, а затем скрутка пар с сохранением стабильных параметров. Кроме того, производство коннекторов для многожильного кабеля также дороже. Затраты на обработку и контроль перекрывают экономию на материале.

4. Как правильно выбрать сечение (AWG) многожильного кабеля для систем PoE (Power over Ethernet)?

Для устройств PoE (стандарты 802.3af/at/bt) критично падение напряжения на кабеле. Чем длиннее патч-корд и выше потребляемая мощность, тем больше должно быть сечение жилы (меньше значение AWG). Для стандартных патч-кордов до 5 метров и мощностей до 30Вт достаточно 26AWG. Для кордов длиной 10-15 метров и мощностей 60-90Вт (PoE++) настоятельно рекомендуется использовать кабель 24AWG или даже 22AWG. Использование слишком тонкого кабеля приведет к перегреву и потере мощности на нагрузке.

5. В чем разница между кабелем для внутренних и внешних работ?

Многожильные кабели для внешней прокладки (outdoor) имеют оболочку из светостабилизированного полиэтилена (PE), устойчивого к ультрафиолетовому излучению и перепадам температур. Часто между оболочкой и парами присутствует гидрофобный гель или влагозащитная пленка для блокировки проникновения воды. Кабели для внутренней прокладки (indoor) такой защиты не имеют.

6. Можно ли обжать многожильный кабель в стандартный коннектор RJ-45?

Технически – да, но крайне нежелательно. Коннекторы для одножильного кабеля (solid) имеют контактные ножи, которые протыкают жилу с боков. Для пучка проволок это дает ненадежный, окисляющийся контакт с высоким переходным сопротивлением. Это приводит к нестабильности соединения, ошибкам CRC и падению скорости. Всегда используйте коннекторы, маркированные как «для многожильного кабеля» (for Stranded Cable).

7. Как экранирование влияет на гибкость кабеля?

Наличие экрана, особенно оплетки (S/FTP), увеличивает жесткость кабеля и уменьшает минимально допустимый радиус изгиба. Самый гибкий вариант – неэкранированный кабель (U/UTP). Кабель с экраном из фольги (F/UTP) менее гибок, а кабель с оплеткой (S/FTP) – еще жестче. Это важно учитывать при проектировании кабельных трасс в тесных коммутационных шкафах.