т.: +7 (495) 5445-300
т.: +7 (495) 231-2971
 Copyright ©
     ЗАО "РУТелеком"
 

 

Медный кабель "ВИТАЯ ПАРА", назначение и характеристики


Общие положения и классификация кабеля типа" витая пара"

Кабели на основе витых пар с медными проводниками, применяемые в СКС, предназначены для передачи электрических сигналов.
Кабель содержит несколько скрученных с различными шагами витых пар проводов и может иметь несколько дополнительных защитных, экранирующих и технологических элементов, которые образуют сердечник.
Каждый провод снабжается изоляцией из сплошного или вспененного диэлектрика.
Использование последнего несколько снижает удельную массу кабеля и значительно улучшает его частотные свойства, однако приводит к удорожанию готового изделия.
На сердечник наложена защитная оболочка в виде шланга, в большем или меньшем объеме предохраняющая витые пары от внешних воздействий и сохраняющая структуру сердечника во время прокладки и эксплуатации.
Наличие общей внешней защитной оболочки сердечника является основанием для отнесения рассматриваемой конструкции к классу кабелей.
В зависимости от основной области применения и соответственно конструкции, кабельные изделия для СКС на основе витых пар подразделяются на четыре основных вида:
  • горизонтальный кабель;
  • магистральный кабель;
  • кабель для шнуров;
  • провод для перемычек.


  • Кабели СКС должны отвечать требованиям пожарной безопасности.
    Более подробно аспекты пожарной безопасности СКС рассмотрены в разделе "Классы пожаростойкости".

    На основе кабелей "витая пара" могут быть реализованы все три подсистемы СКС, хотя на внешних магистралях их применение для высокоскоростных приложений класса D затруднено ввиду достаточно жестких физических ограничений на максимальную длину сегмента.
    На основании этого большинство электрических кабелей предназначено для применения внутри здания.
    Имеется также ограниченная номенклатура кабелей на основе витых пар, которые могут прокладываться между зданиями (так называемые уличные кабели или outdoor- кабели).
     

    Горизонтальный кабель типа "витая пара", конструктивные особенности

    Горизонтальный кабель типа "витая пара", предназначен для использования в горизонтальной подсистеме на участке от коммутационного оборудования в кроссовой этажа до информационных розеток рабочих мест.
    Наиболее распространенные на практике конструкции содержат четыре витые пары.
    По видам скрутки проводников горизонтального кабеля различают парную и четверочную (см. рисунок).
     
    кабель "витая пара", виды скруток пар
    Рис.1 Виды скруток витых пар:
    а) парная; б) четверочная
     
    Четверочная скрутка позволяет добиться меньших внешних габаритов кабеля, большей стабильности его конструкции и лучших электрических характеристик, однако кабель с четверочной скруткой более сложен в производстве и разделке и поэтому достаточно мало распространен в технике СКС.
    В качестве материала изоляции проводников обычно используется поливинилхлорид, встречаются также другие изоляционные материалы, например, полиолефин, полиэтилен и полипропилен.
    Применяются как сплошные, так и вспененные материалы, причем последние позволяют получить несколько лучшие электрические характеристики, однако являются более дорогими и применяются преимущественно в кабелях с верхней граничной частотой выше 100 МГц.
    С целью снижения уровня затухания проводники горизонтального кабеля изготавливаются из монолитной (Solid) медной проволоки.
    Отдельные витые пары образуют кабельный сердечник, покрытый общей для всех пар внешней защитной изоляционной оболочкой толщиной примерно 0,5-0,6 мм.
    Для придания сердечнику определенной структуры в процессе производства и ее сохранения во время эксплуатации может применяться обмотка пар полимерными ленточками или нитями.
    Облегчение разделки некоторых конструкций кабелей обеспечивается использованием разрывной нити (rip-cord), расположенной под оболочкой.
    При вытягивании эта нить делает на оболочке продольный разрез и открывает доступ к кабельному сердечнику.
    Кабели "витая пара", у которых под общей оболочкой находятся три и более четырехпарных элемента, относятся к многопарным.
    Для изготовления внешней оболочки наряду с обычным поливинил-хлоридом достаточно часто применяется материал типа компаунда, который не содержит галогенов и не поддерживает горения, а также так называемые малодымные полимеры.
    Полному вытеснению поливинилхлорида из материалов оболочки препятствует тот факт, что переход на оболочку из негорючих материалов немедленно увеличивает цену готового продукта примерно на 20-30 процентов, а не содержащие галогенов компаунды обладают низкой огнестойкостью.
    Внешняя оболочка окрашивается обычно в серый цвет различных оттенков, встречаются также другие стандартные для конкретного производителя цвета (синий, фиолетовый, белый, красный).
    Оранжевая окраска обычно указывает на то, что оболочка изготовлена из негорючего материала и кабель может быть использован для прокладки в так называемых plenum-полостях.
    Конструкции, предназначенные для внешней прокладки, снабжаются полиэтиленовой оболочкой, так как этот материал обладает существенно более высокой влагостойкостью по сравнению с поливинилхлоридом и огнестойким компаундом.
    На внешнюю оболочку наносятся маркирующие надписи, в которых указывается тип кабеля, диаметр и тип проводников, характеристики оболочки, наименование производителя и его фирменное обозначение кабеля, наименование стандарта и сертифицирующей лаборатории, а также футовые или метровые метки длины.
    По двум последним параметрам имеются определенные различия между американскими и европейскими кабельными компаниями.
    Так, основной сертифицирующей лабораторией для американских производителей кабельной продукции является UL Laboratory, европейские обращаются в датскую испытательную организацию DELTA.
    Американские кабельные компании применяют в основном футовые метки длины, европейские изготовители используют метровый дискрет этого параметра.
     
       

    Экранированный и неэкранированный горизонтальный кабель типа "витая пара"

     
    В зависимости от наличия или отсутствия дополнительных экранирующих покрытий отдельных витых пар и/или сердечника в целом горизонтальные кабели из витых пар подразделяются на неэкранированные и экранированные.
    В свою очередь, среди экранированных конструкций различают кабели с общим внешним экраном, с экранами для каждой пары и с одновременным экранированием отдельных пар и сердечника в целом.
    Экранирование применяют для повышения переходного затухания (NEXT), снижения уровня ЭМИ и для повышения помехозащищенности.
    Внешний вид различных вариантов кабелей изображен на рисунке.
     
    кабель "витая пара", конструкции горизонтальных кабелей
    кабель "витая пара", конструкции горизонтальных кабелей
     
    Рис.2 Кострукции горизонтальных кабелей
     

    Наибольшее распространение для экранирования отдельных пар получили металлизированные алюминием тонкие полимерные пленки, причем известны конструкции с ориентацией стороны металлизации как внутрь, так и наружу.
    Внешние экраны, окружающие кабельный сердечник, изготавливаются из такой же пленки, или же выполняются в виде оплетки из оцинкованной медной проволоки.
    В состав конструкции пленочного экрана обычно вводится дополнительный тонкий неизолированный медный луженый или оцинкованный дренажный проводник диаметром около 0,5 мм.
    В функции последнего входит обеспечение электрической непрерывности экрана при случайных разрывах пленки во время прокладки и эксплуатации.

     
    кабель "витая пара", конструкции горизонтальных кабелей
    кабель "витая пара", конструкции горизонтальных кабелей
     
    Рис.3 Экранированный и неэкранированный кабель
             "витая пара"

    1. Внешняя оболочка
    2. Витая пара
    3. Общий экран
    4. Дренажный проводник
    5. Экран витой пары
     

    На практике получили достаточно широкое распространение кабели "витая пара" с общим пленочным экраном, который дополняется оплеткой.
    Пленочные экраны хорошо защищают кабель от высокочастотных помех (RFI), а экраны в виде оплетки - от низкочастотных (EMI), то есть двухслойный экран рассматриваемого вида обеспечивает надежное экранирование кабельного сердечника во всем диапазоне частот.

    Условное обозначение Экран Цель экранирования
    Основное Альтернативное
    UTP
    -
    Отсутствует
    -
    STP
    -
    Экранирование каждой пары  - Снижение уровня ЭМИ
     - Повышение защищенности от внешних помех
     - Повышение переходного затухания
    -
    PiMF
    Индивидуальный пленочный экран каждой пары
    S/UTP
    STP, FTP
    Общий экран для всех пар  - Снижение уровня ЭМИ
     - Повышение защищенности от внешних помех
    S/STP
    STP, S-STP
    Экранирование каждой пары плюс общий экран вокруг всех пар  - Снижение уровня ЭМИ
     - Повышение защищенности от внешних помех
     - Повышение переходного затухания
     - Увеличение механической прочности

    Областью применения кабелей S/UTP является построение горизонтальной подсистемы СКС при значительном уровне внешних наводок (производственные цеха и другие помещения с источниками сильных электромагнитных полей) или при повышенных требованиях к безопасности кабельной системы (защита от несанкционированного доступа).
    S/STP-кабели обладают в сравнении с STP улучшенными характеристиками по защите от внешних помех и по уровню ЭМИ, однако основным их преимуществом перед другими конструктивными решениями являются значительно более высокое (на 10 ... 15 дБ и более при условии правильного монтажа) значение NEXT.
    На сегодняшний день считается, что обеспечить передачу линейных сигналов с тактовой частотой свыше 250-300 МГц на требуемое стандартами расстояние 90 м можно только с использованием конструкции S/STP.

    STP- и S-STP-кабели следует применять
    во всех случаях, перечисленных для S/UTP-кабелей, в тех ситуациях, когда:
  • требуется получение кабельных сегментов, превышающих по длине 90 м;
  • при построении систем передачи данных, для которых электрические характеристики кабелей категории 5 являются недостаточными;
  • должны выполняться повышенные требования по защите от несанкционированного доступа к передаваемой информации.

  • Хотя параметры кабелей с индивидуальной экранировкой каждой пары могут существенно превосходить требования категории 5 (особенно по параметру NEXT и соответственно по параметру ACR), следует иметь в виду, что пока не существует стандартов ни на увеличенные длины сегментов, ни на сети, для работы которых электрические характеристики неэкранированных витых пар категории 5 являются недостаточными.

    UTP-кабели в сравнении с экранированными обладают следующими преимуществами:
  • меньшая стоимость;
  • меньшая трудоемкость монтажа и эксплуатации;
  • отсутствие повышенных требований к внутреннему заземляющему контуру здания;
  • лучшие массогабаритные показатели;
  • меньший радиус изгиба.


  • Основными преимуществами экранированных конструкций являются
    потенциально лучшая защита от внешних электромагнитных наводок, повышенная механическая прочность в случаях применения оплеточных экранов и более эффективная защита от несанкционированного доступа к передаваемой информации.
    Высокая теплопроводность экранов обеспечивает эффективный отвод тепла, которое возникает в проводниках в процессе передачи информации из-за протекания электрического тока.
    На основании этого некоторые производители гарантируют для производимых ими экранированных конструкций меньшее затухание по сравнению с неэкранированными.
    Сравнительная характеристика некоторых механических и эксплуатационных параметров основных вариантов конструкции четырехпарных горизонтальных кабелей приведена в таблице.


    Тип кабеля
    UTP
    STP
    S-UTP
    S-UTP
    S-STP
    Кат. 5
    Кат. 6
    Пленочный экран
    Комбинированный экран
    Масса, кг/км
    30-33
    34-37
    42
    49
    65-85
    82-88
    Внешний диаметр, мм
    4.9
    5.2
    5.4
    6.2
    7.6
    8.0
    Рабочий диапазон
    температур, С
    -20 - +60, +70
    Радиус изгиба, мм
    30-35
    35-40
    40-45

     

    Электрические характеристики горизонтального кабеля

     
    Смотрите раздел "Медные кабели типа витая пара - электрические характеристики"
     

    Механические характеристики горизонтального кабеля

     
     

    Упаковка горизонтальных кабелей

     

    Горизонтальные кабели поставляются в двух различных видах упаковки: в картонных коробках и на катушках.
    При поставке в картонной коробке используется длина 305 м (1000 футов), кабель наматывается на внутреннюю картонную бобину или формируется в виде самонесущей обмотки.
    Внешний конец обмотки выводится наружу через пластмассовую втулку.
    На поверхность картонной коробки наносится информация о предприятии-изготовителе, типе кабеля и значение метки длины внутреннего конца.
    Коробочная поставка очень популярна среди монтажников СКС, так как коробки очень удобны при хранении и транспортировке, а также позволяют выполнять размотку без применения дополнительных приспособлений.
    Кабель на катушках имеет стандартное значение длины 500 и 1000 м.
    В принципе возможны и большие длины, однако масса 1000-метровой катушки достигает 50 кг и более, что делает ее неудобной при работе на объекте.
    Основным преимуществом катушечной поставки является несколько меньшее количество отходов.
    Меньшая популярность этой упаковки объясняется неудобством транспортировки и складского хранения, а также желательностью применения для размотки специальных приспособлений.
    Катушки изготавливаются из пластмассы, дерева или фанеры.

     

    Магистральный кабель, конструктивные особенности

     


    Магистральный кабель
    предназначен для использования в магистральных подсистемах СКС для связи между собой помещений кроссовых.
    В подсистеме внешних магистралей обычно большая часть маршрута прокладывается горизонтально, в подсистеме внутренних магистралей - вертикально.
    С целью снижения коэффициента затухания проводники изготавливаются из монолитной медной проволоки.
    В отличие от горизонтального кабеля магистральные конструкции содержат более четырех витых пар и поэтому часто называются многопарными.
    Аналогично горизонтальным кабелям они различаются по категориям от 3 до 5, причем магистральные кабели категории 4 встречаются на практике очень редко.
    Конструкция кабеля зависит от его емкости.

    Категории кабеля Количество пар
    3
    25,50,75,100,200,300,600,900,1800
    5
    25,50,100

    При числе пар до 25 они помещаются в общую оболочку.
    В случае емкости свыше 25 пар они разбиваются на пучки по 25 пар в каждом, совокупность которых образует кабельный сердечник.
     
    кабель "витая пара", конструкции магистральных кабелей
     
    Рис.4 Многопарные магистральные кабели:
    а) 25-парный кабель категории 5
    б) 300-парный кабель категории 3
     

    В некоторых конструкциях в качестве основы сердечника использован центральный стеклопластиковый стержень.
    Провода одного пучка скрепляются полиэтиленовыми ленточками.
    Снаружи сердечник защищается общей диэлектрической оболочкой.
    Кроме неэкранированных магистральных кабелей в ограниченном количестве производятся S/UTP-конструкции, у которых под внешней диэлектрической оболочкой находится экран, закрывающий кабельный сердечник.
    Аналогично горизонтальным кабелям на их оболочку наносится маркировка, включающая в себя тип, данные по диаметру проводников и их количеству, наименование тестирующей лаборатории, а также футовые или метровые метки длины.
    Погонная масса 25-парного кабеля категории 5 равна обычно ISO-190 кг/км, рабочий диапазон температур составляет от -20 до +60°С.
    Кроме многопарных ряд фирм предлагает так называемые многоэлементные (Multi Unit) кабели.
    Они отличаются тем, что кабельный сердечник образуют не отдельные витые пары, а двух- или четырехпарные элементы, аналогичные по конструкции горизонтальному кабелю и снабженные индивидуальной защитной оболочкой.
    Для увеличения прочности и устойчивости к различным механическим воздействиям в качестве основы сердечника многоэлементного кабеля может применяться центральный стеклопластиковый пруток.

    Магистральные кабели подразделяются на кабели внутренней и внешней прокладки.
    Основным отличием кабеля внешней прокладки от внутриобъектного является применение специальных мер и конструктивных решений по защите кабельного сердечника от попадания в него влаги.
    Наиболее часто эта проблема решается использованием внешней полиэтиленовой оболочки.
    Некоторые типы телефонных кабелей имеют гелиевое заполнение внутренних пустот сердечника.
    Дополнительная защита кабельного сердечника от попадания влаги и механических воздействий выполняется броней из алюминиевой или стальной гофрированной ленты.

     

    Другие кабельные изделия СКС

     

    Кабель для шнуров

     
    Кабель для шнуров, как это следует из его названия, предназначен для изготовления их него коммутационных и оконечных шнуров.
    Он содержит в большинстве случаев четыре витых пары и по конструкции очень похож на горизонтальный кабель.
    Основные отличия между этими разновидностями кабельных изделий состоят в том, что в кабеле для шнуров:
  • для придания устойчивости к многократным изгибам и продления срока эксплуатации проводники изготавливаются из семи тонких перевитых медных проволок диаметром примерно по 0,2 мм каждая (Stranded);
  • изоляционная оболочка проводника имеет несколько большую по сравнению с горизонтальным кабелем толщину (около 0,25 мм);
  • для изготовления внешней оболочки выбирается материал с повышенной гибкостью.
    Кабель для шнуров производится в экранированном и неэкранированном вариантах.
    Цветовая маркировка проводников должна соответствовать цветовой маркировке горизонтального кабеля, хотя у американских производителей встречаются другие варианты кодировки.
    На внешнюю оболочку наносятся практически такие же маркирующие и идентифицирующие надписи, а также метки длины.
    Следует отметить, что изготовленные из кабеля рассматриваемой группы шнуры используются в кроссовых и рабочих помещениях пользователей, которые не относятся к классу plenum-полостей.
    На основании этого основная масса кабелей для шнуров не производится в вариантах с негорючей и малодымной оболочкой.
  •  

    Провод для перемычек

     
    Провод для перемычек, или кроссировочный провод, в большинстве случаев представляет собой одну неэкранированную витую пару категории 3 без внешней защитной оболочки.
    Проводники изготавливаются из монолитной медной проволоки диаметром 0,51 мм с изоляцией из поливинилхлорида.
    Один провод перемычки по стандарту TIA/EIA-568A должен быть белого цвета, второй окрашивается сплошным цветом, чаще всего синим или красным.
    Основным назначением провода является его использование на коммутационных панелях типа 66 с контактами типа IDC 66.
    В некоторых случаях с его помощью выполняется разводка панелей типа 110.
    Стандартная упаковка двухпарного кроссировочного провода длиной 305 м (1000 футов) или 201 м (660 футов) представляет собой катушку диаметром около 15 см.
    Наряду с однопарным кроссировочным проводом существуют также двухпарный, трехпарный и четырехпарный его варианты.
    Формирование структуры такого провода производится скруткой его витых пар друг с другом.
    В последнее время некоторые производители начали изготавливать провод для перемычек с 2, 3 и 4 парами в общей защитной оболочке, который по своей конструкции фактически представляет собой классический горизонтальный кабель.
    По мнению разработчиков, такая оболочка помогает сохранить структуру витков пар между контактами коммутационной панели, и поэтому перемычка, изготовленная из такого провода, может обеспечивать характеристики категории 4 и даже 5.
     

    Горизонтальные кабели с граничной частотой свыше 100 МГЦ

     
    В настоящее время на рынке компонентов СКС предлагается ряд типов серийных горизонтальных кабелей, характеристики которых существенно превышают требования стандартов категории 5.
    Общими чертами неэкранированных конструкций рассматриваемой группы является следующее:
  • все они обеспечивают получение величины параметра ACR порядка 10 дБ на частотах примерно 150-200 МГц, то есть соответствуют характеристикам кабеля перспективной категории 6;
  • увеличение параметра ACR достигнуто главным образом за счет улучшения параметра NEXT, хотя определенная доля может быть обеспечена уменьшением погонного затухания;
  • характеристики кабелей нормируются до частот порядка 350-550 МГц из соображений использования их для передачи сигналов однонаправленных приложений, под которыми на практике в подавляющем большинстве случаев понимается многоканальное эфирное и кабельное телевидение.

    При этом достаточно четко прослеживается деление рассматриваемых конструкций на два подкласса с граничными частотами, соответственно 350 и 550 МГц.
    Модели "младшего" подкласса часто отличаются от обычных кабелей категории 5 только несколько лучшими значениями параметра NEXT и PS-NEXT, тогда как высокочастотные изделия имеют наряду с улучшенными характеристиками переходного затухания также меньшее затухание.
    Дальнейшее увеличение рабочих частот горизонтальных кабелей обычных СКС без индивидуальной подборки параметров отдельных пар с возможностью их использования для сетей передачи данных (то есть по критерию ACR=10 дБ) по мнению многих специалистов при современном уровне техники возможно только на экранированных конструкциях.

    Отметим, что многие кабельные заводы выпускают экранированные кабели из витых пар, характеристики которых нормируются на частотах вплоть до 1 ГГц.
    Основной областью их применения считаются системы SOHO и передача сигналов приложений класса F.
    Для уменьшения затухания применяется увеличение диаметра медной жилы проводника до 0,55 мм против типовых для витой пары категории 5 значений 0,51-0,53 мм и использования изоляционных покрытий с уменьшенными диэлектрическими потерями, в частности, из вспененных материалов.
    Этим, кстати, объясняется несколько большая погонная масса и внешний диаметр по сравнению с кабелями категории 5.

    Работы по увеличению параметра NEXT ведутся в двух направлениях.
    Первое из них основано на сохранении структуры сердечника в процессе прокладки и эксплуатации и базируется на введении в состав кабельного сердечника дополнительного элемента, выполняющего функции его силовой основы.
    В качестве такого элемента может быть использован центральный пластиковый пруток или полиэтиленовый профилированный элемент типа С (Central Crosstalk Cancellation) в форме четырехлучевой звезды в поперечном сечении.
  •  

    кабель "витая пара", структура кабеля категории 6 с внутренним сепаратором

     
    Рис.5 Конструкция горизонтального кабеля
     

    Последний дополнительно за счет укладки каждой пары в индивидуальный паз разносит их друг от друга, что сопровождается заметным увеличением параметра NEXT.

    Второе направление основано на поддержании высокой точности балансировки витых пар, то есть шага скрутки.
    Из соображений сохранения структуры сердечника во время прокладки поставка кабелей рассматриваемого вида выполняется в основном на катушках.
    Структурные возвратные потери минимизируются ужесточением допусков на возможные флуктуации диаметра жилы, а также эксцентриситет жилы и изоляционной оболочки (до +1% против типовых +3% для конструкций категории 5).

     

    Цены | Главный каталог | Назад

    Новости | О компании | Услуги | Каталог | Цены | Тех. поддержка | Наша сеть | Адрес

     
    Факс: +7 (495) 231-29-72
    105064, Москва, Басманный тупик, 6

    Designed by Elena Maksimova
       Rambler's Top100 Rambler's Top100