Что такое «витая пара» и для чего она нужна?
Витая пара представляет собой слаботочные информационные кабели, в которых проводники скручены попарно. Эта конструкция минимизирует перекрёстные помехи, что делает их идеальными для современных систем и сетей связи. Они применяются в локальных вычислительных сетях (ЛВС), структурированных кабельных системах (СКС), системах безопасности, а также для подключения к интернету, системам контроля доступа (СКУД) и многим другим.
Существует 13 категорий витой пары, которые классифицируются по рабочей частоте, указывая на возможность передачи сигналов на разных скоростях и частотах.
Конструкция
Витая пара представляет собой совокупность двух и более пар изолированных медных проводников, заключённых в единую оболочку. В её структуре также присутствует рипкорд, или разрывная нить — тонкий тросик, предназначенный для облегчения вскрытия внешней оболочки. Помимо этого, кабель может быть оснащён одним или несколькими экранирующими слоями, а также дополнительным проводником, который помогает восстановить целостность экрана.
В зависимости от области использования, помимо уже перечисленных элементов, в конструкцию витой пары может включаться несущий трос для прокладки в воздухе, а также две жилы для питания устройств сечением, как правило, 0.75 мм².
Разновидности витой пары определяются следующими характеристиками:
- Тип токопроводящих жил: они могут быть однопроволочными или многопроволочными.
- Материал жил: выбор между медными и омеднёнными вариантами.
- Диаметр жил: указывается либо в миллиметрах, либо по американскому стандарту AWG.
- Материал изоляции: может быть полиэтиленовая, ПВХ или безгалогенная LZSH.
- Наличие и тип экрана: кабель может быть с экраном или без него; экраны бывают из фольги или из проволочной оплётки.
- Категория: показывает максимум скорости передачи данных и рабочую частоту кабеля.
Маркировка и экранирование
Аббревиатура */*TP является общей для всех видов маркировки витых пар, где TP означает Twisted Pair, то есть витую пару.
Первая часть маркировки отражает тип экранирования:
U — Unshielded, что означает отсутствие экрана.
F — Foiled, указывает на наличие пленочного экрана из металлической ленты или фольги, например, алюмофлекса. Такой экран часто используется, к примеру, в продукции ITK, где применяется алюминиевая фольга на полимерной основе.
S — Shielded или Braided Screening, что характеризуется наличием плетёного экрана из лужёной проволоки.
Первая буква в маркировке обозначает наличие общего экрана, а вторая — наличие индивидуального экрана на каждой паре.
Рассмотрим примеры расшифровки маркировок:
U/UTP — витая пара не имеет общего экрана, и пары также без индивидуального экрана.
F/UTP — кабель оснащён общим фольговым экраном, но без индивидуального экрана на парах.
S/FTP — у витой пары есть общий плетёный экран и каждая пара находится в индивидуальном экране из фольги.
Материал для токопроводящих жил витой пары может быть чистой электротехнической медью или иными металлами с медным покрытием. У кабелей с полностью медными жилами есть преимущества:
- Гибкость.
- Устойчивость к коррозии.
- Отличная электропроводность и теплопроводность.
Жилы с медным покрытием могут быть изготовлены из различных материалов, таких как сталь или алюминий:
- CCS: стальные жилы в медном покрытии. Это наиболее бюджетный вариант, который можно найти на рынке, пригоден для дистанций до 30 метров.
- CCA: алюминиевые жилы в медном покрытии. Этот тип стоит дороже, но поддерживает стабильную работу на расстояниях до 80 метров.
Создание кабелей с медным покрытием обусловлено “скин-эффектом”, при котором ток на высокой частоте распределяется по поверхностному слою проводника. Это позволяет использовать менее дорогие материалы с медным покрытием для передачи тока, сохраняя свойства, близкие к медным кабелям. Однако, в реальности возникают проблемы с совместимостью: алюминиевые жилы, взаимодействуя с медными разъёмами, образуют гальваническую пару, что приводит к коррозии и деградации проводников. Поэтому для долговременной эксплуатации рекомендуется использовать кабели с полностью медными жилами.
Типы токопроводящих жил:
- Однопроволочные (жесткие): Изготовлены из проволоки диаметром 0,45-0,57 мм. Стандартны для монтажа СКС и локальных сетей, подходят для длинных линий и внутрипомещенческой проводки.
- Многопроволочные (гибкие): Состоит из множества тонких проволок, что увеличивает гибкость, но снижает волновые характеристики. Не подходят для длинных линий, зато широко используются в коммутационных шнурах для подключения устройств.
На кабеле обычно указывается тип жил: SOLID для однопроволочных и PATCH или STRANDED для многопроволочных.
Сечение, диаметр AWG
При маркировке витой пары указывается диаметр жил проводников, а не их сечение. Диаметр может быть подан в миллиметрах либо через систему AWG (American Wire Gauge), что означает “американский калибр проводов”.
Согласно стандарту ГОСТ 54429 для структурированных кабельных систем рекомендуется использовать жилы с диаметром от 0.5 до 0.65 мм, а для интернет-сетей допускается от 0.4 мм. Жилы с сечением 0.51 и 0.48 мм причисляются к 24 AWG, что объясняется существующим разбросом размеров между соседними уровнями AWG.
Основные типы изоляционных оболочек для кабелей:
- ПВХ (PVC): Изготовлена из поливинилхлорида, разрушительна под воздействием ультрафиолета и агрессивных факторов, поэтому используется внутри помещений. Чаще всего серая, но может иметь разные цвета, такие как белый, зелёный, синий или красный, что помогает визуально разделять кабели по назначению.
- Полиэтиленовая (PE/LDPE): Прочная и устойчиво переносит ультрафиолет, идеальна для наружной прокладки, обычно чёрного цвета.
- LSZH (Low Smoke Zero Halogen) оболочка: Не содержит галогенов, обладает низким дымо- и газовыделением, не поддерживает горение при групповой прокладке. Обозначается LSZH-нг(А)-HF или LSZH-нг(А)-HFLTX. Применяется в общественных зданиях для повышения пожарной безопасности и защиты от токсичных газов. Подходит как для наружной, так и внутренней прокладки.
- LSLTx: Создана для минимизации токсичных выбросов и дымообразования, не поддерживает горение. Требуется в больницах, школах и других общественных учреждениях.
Для внутренней прокладки кабели маркируются как INDOOR, для наружной — OUTDOOR.
Основной параметр для определения способности витой пары к передаче сигналов с определённой скоростью и частотой — это её категория.
Самые популярные стандарты
5е - доработанная версия категории 5 - сегодня один из самых распространенных кабелей для построения компьютерных сетей.
6а - модификация категории 6 - кабель способен передавать данные на скорости до 10Гбит/с на расстоянии до 100м.
Подобрать кабельную продукцию под ваши нужны всегда готовы специалисты сети "Электроника" radiodom.ru - мы на расстоянии клика!