Кабели витая пара с оболочкой из ПВХ: технические характеристики, стандарты и области применения
Кабель витая пара (UTP, FTP, SFTP) с оболочкой из поливинилхлорида (ПВХ) представляет собой основное решение для стационарной скрытой и открытой прокладки внутри зданий и сооружений. Оболочка из ПВХ-пластиката, обозначаемая в маркировке буквой «П», обеспечивает необходимый баланс механической защиты, гибкости, устойчивости к внешним воздействиям и экономической эффективности для большинства внутренних инсталляций.
Конструкция кабеля витая пара с ПВХ оболочкой
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
- Жила: Изготавливается из медной проволоки твердой (твердотянутая) или мягкой (многопроволочная) катанки. Для кабелей категорий 5e и выше используется бескислородная медь (OFC). Диаметр жилы стандартизирован: чаще всего 0.50-0.52 мм (24 AWG) или 0.57-0.58 мм (23 AWG).
- Изоляция жилы: Каждая жила изолируется индивидуально слоем твердого ПВХ или полиолефина (PE, PP). Цвета изоляции стандартизированы согласно цветовым схемам TIA/EIA-568A/B. Толщина изоляции критична для обеспечения стабильного волнового сопротивления.
- Скрутка (витая пара): Две изолированные жилы скручиваются с определенным шагом. Шаг скрутки различен для каждой пары в кабеле, что является ключевым элементом для снижения перекрестных наводок (NEXT, FEXT).
- Внутренняя оболочка (разделительный слой): В кабелях экранированных типов (FTP, SFTP) перед внешней оболочкой может присутствовать общий экран из фольги (Foil) и/или оплетки (Braid). В UTP кабелях часто используется тонкая полимерная пленка или нить для разделения скрученных пар и сохранения геометрии.
- Внешняя оболочка: Сплошной слой ПВХ-компаунда, накладываемый экструзионным методом. Именно этот слой определяет большинство механических и эксплуатационных характеристик кабеля. Толщина оболочки нормируется стандартами.
- Прочность на растяжение и удлинение при разрыве: Обеспечивает стойкость к монтажным растягивающим усилиям.
- Сопротивление раздавливанию: Защищает пары от деформации при давлении, например, под напольным покрытием.
- Гибкость: Позволяет прокладывать кабель по трассам с изгибами. Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 4-8 внешних диаметров кабеля.
- Температурный диапазон эксплуатации: Для стандартных ПВХ оболочек обычно составляет от -20°C до +60°C. Существуют «холодостойкие» рецептуры, сохраняющие эластичность при -40°C.
- Огнестойкость: Стандартная ПВХ оболочка является горючей. Для прокладки в зданиях применяются кабели с оболочкой, соответствующей требованиям пожарной безопасности. Согласно ГОСТ 31565-2012 (аналоги МЭК 60332) и международным стандартам, выделяются несколько основных классов:
- ПВХ стандартный: Не распространяет горение при одиночной прокладке (категория по МЭК 60332-1).
- LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Безгалогенный, с низким дымовыделением. Используется на транспорте, в детских и медицинских учреждениях.
- FR (Fire Retardant): Огнестойкий ПВХ с добавками, замедляющими горение и распространение пламени по группе (категория МЭК 60332-3).
- Устойчивость к маслам, химикатам, УФ-излучению: Стандартный ПВХ имеет умеренную стойкость. Для сложных условий применяются специализированные рецептуры.
- Горизонтальная кабельная подсистема СКС: Прокладка от телекоммуникационного кроссового шкафа (TR) до розетки рабочего места.
- Прокладка в кабельных лотках, коробах, плинтусах, за подвесными потолками и в фальшполах. При групповой прокладке необходимо учитывать пожарные требования и правила заполнения кабельных трасс.
- Подключение стационарного оборудования: IP-камер, точек доступа, контроллеров, телефонов.
- Системы видеонаблюдения и СКУД, где передача данных и питания (PoE) часто осуществляется по одному кабелю.
- Запрещена прокладка стандартного ПВХ кабеля вне помещений, в грунте, в местах с постоянным воздействием влаги или прямых солнечных лучей. Для этих целей используются кабели с оболочкой из полиэтилена (PE).
- При натяжении кабеля во время прокладки усилие не должно превышать 25 кг (для 4-парного кабеля).
- Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба: 8 диаметров кабеля для неподвижного монтажа и 6 диаметров для многожильных кабелей в зоне коммутации.
- При использовании Power over Ethernet (PoE, PoE+) важно учитывать нагрев кабеля в пучках, так как ПВХ имеет ограниченную термостойкость.
- Полиэтилен (PE): Обозначается буквой «Ч». Обладает высокой стойкостью к влаге, ультрафиолету, широким температурным диапазоном (от -60°C). Более жесткий и менее гибкий. При горении выделяет нетоксичные вещества (вода, CO2). Применяется для наружной и подземной прокладки.
- Поливинилхлорид (ПВХ): Обозначается буквой «П». Оптимален для внутренней прокладки благодаря лучшей гибкости, удобству маркировки (возможность нанесения печати), самозатухающим свойствам и более низкой стоимости. Уступает PE по устойчивости к погодным условиям.
- Торговая марка и производитель.
- Тип кабеля: например, U/UTP или F/UTP.
- Категория/Класс: CAT5E, CAT6, CLASS E.
- Стандарт пожарной безопасности: Например, по российским нормам: «нг(А)-LS» — не распространяющий горение, пониженное дымовыделение, категория А.
- Калибр жил и количество пар: 24 AWG 4PR.
- Длина маркера: Метровые или футовые метки для удобства измерения.
- Использовать кабель с жилами большего диаметра (23 AWG вместо 24 AWG).
- Уменьшать степень заполнения кабельных лотков.
- Рассматривать кабели с оболочкой, специально сертифицированной для высоких токов PoE.
Свойства и характеристики ПВХ оболочки
ПВХ-компаунд для оболочек кабелей – это сложная рецептура, включающая базовый полимер, пластификаторы, стабилизаторы, наполнители и красители. Свойства можно разделить на несколько групп.
Механические и физические свойства
Химическая и пожарная безопасность
Классификация и стандарты
Кабели витая пара с ПВХ оболочкой производятся в строгом соответствии с национальными и международными стандартами, которые определяют все параметры от геометрии до электрических характеристик.
| Категория (TIA/EIA-568) | Класс (ISO/IEC 11801) | Полоса пропускания | Типовое применение | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Кат. 5e | Класс D | 100 МГц | Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T), телефония, видео | Базовый стандарт для большинства инсталляций. |
| Кат. 6 | Класс E | 250 МГц | Gigabit Ethernet, 2.5/5GBASE-T, 10GBASE-T (до 55 м) | Часто содержит центральный крестообразный разделитель. |
| Кат. 6A | Класс EA | 500 МГц | 10GBASE-T (до 100 м), PoE++ | Обязательно экранирование или увеличенный диаметр. Толще Cat.6. |
| Кат. 8.1/8.2 | Класс I/II | 2000 МГц | 25/40GBASE-T (до 30-36 м) | Только экранированная конструкция, для ЦОД. |
| Обозначение (ISO/IEC) | Тип экранирования | Конструкция | Область применения |
|---|---|---|---|
| U/UTP | Неэкранированный | Нет общего экрана, неэкранированные пары. | Офисные среды без сильных электромагнитных помех. |
| F/UTP | Фольгированный | Общий экран из алюминиевой фольги, неэкранированные пары. | Промышленные объекты, здания с повышенным уровнем помех. |
| S/FTP | Экранированный | Общий экран из медной оплетки, каждая пара в индивидуальном экране из фольги. | Высокоскоростные линии (10 GbE и выше), критичные к помехам среды. |
Области применения и особенности монтажа
Кабели с ПВХ оболочкой предназначены для внутренней прокладки. Основные сферы применения:
Важные аспекты монтажа:
Сравнение с кабелями в оболочке из полиэтилена (PE)
Выбор между ПВХ и PE оболочкой определяется условиями эксплуатации.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель UTP от FTP?
UTP (Unshielded Twisted Pair) – неэкранированный кабель. FTP (Foiled Twisted Pair) – кабель с общим экраном из фольги. Экранирование (FTP, SFTP) обеспечивает дополнительную защиту от внешних электромагнитных помех (EMI) и снижает излучение от самого кабеля. Выбор зависит от электромагнитной обстановки в месте прокладки и требований стандарта. Для экранированных кабелей критически важно качественное заземление экрана с обеих сторон.
Можно ли прокладывать ПВХ кабель на улице?
Нет, стандартная ПВХ оболочка не предназначена для наружной прокладки. Под воздействием ультрафиолета она теряет эластичность и растрескивается, а при низких температурах становится хрупкой. Перепады влажности и температуры приводят к деградации диэлектрических свойств. Для уличной прокладки необходимо использовать кабель с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (PE), часто с заполнением гелем или бронированием.
Какой кабель выбрать для Gigabit Ethernet?
Минимальным требованием является кабель категории 5e (Класс D), который обеспечивает скорость 1 Гбит/с на расстоянии до 100 метров. Однако для новых инсталляций рекомендуется использовать кабель категории 6 (Класс E) или 6A (Класс EA), так как они имеют лучшие параметры по затуханию и перекрестным наводкам, что обеспечивает больший запас по производительности и поддержку более высоких скоростей (10GBASE-T для Cat.6A).
В чем разница между твердой (Solid) и многопроволочной (Stranded) жилой?
Твердая жила (Solid): Однопроволочная медная жила. Обладает лучшими электрическими характеристиками на больших расстояниях, менее гибкая. Предназначена для стационарной прокладки в стенах, кабельных каналах, к розеткам.
Многопроволочная жила (Stranded): Состоит из множества тонких проволок. Очень гибкая, устойчива к изломам при многократных перегибах. Предназначена для изготовления патч-кордов, подключения подвижного оборудования. Имеет несколько большее затухание, поэтому длина патч-корда в канале обычно ограничивается 10 метрами.
Что означают маркировки на оболочке кабеля?
Маркировка содержит всю необходимую информацию:
Как влияет Power over Ethernet (PoE) на ПВХ кабель?
При передаче энергии по PoE (стандарты IEEE 802.3af/at/bt) кабель нагревается из-за омических потерь в жилах. ПВХ оболочка имеет ограниченную термостойкость. При групповой прокладке в пучках нагрев может быть значительным, что приводит к увеличению вносимого затухания и потенциальной деградации оболочки. Для проектов с высокими нагрузками PoE (тип 3, тип 4) рекомендуется:
Заключение
Кабель витая пара с ПВХ оболочкой остается доминирующим решением для построения кабельных инфраструктур внутри зданий. Его характеристики, регламентированные международными стандартами, обеспечивают надежную передачу данных, голоса и видео. Ключевыми факторами успешного применения являются правильный выбор категории/класса, типа экранирования и соблюдение правил монтажа, учитывающих механические, электрические и пожарные требования. Для наружных и специализированных задач необходимо рассматривать альтернативные типы оболочек, такие как полиэтилен или LSZH-компаунды.