Витая пара со стальной

Обновлено: 06.05.2024

К примеру, алюминий, который намного дешевле и легче меди и при этом обладает достаточной электропроводимостью, является простой альтернативой меди. Однако, преимущества этого материала не исключают его недостатки, в частности плохие показатели механической прочности при изгибе, сложную технологию заделки проводов и кабелей в разъемы, а также низкую коррозионную стойкость в некоторых средах.

Легирование алюминия добавками других материалов и нанесение защитных покрытий позволяет улучшить механические свойства алюминия и его стойкость к коррозии.

В частности, компанией Filatex (Франция) для жил авиапроводов используется проволока из сплава алюминия с 1 % магния (АМГ-1).
В России Всесоюзным институтом легких сплавов (ВИЛС) для ОАО «ОКБ КП» разработан алюминиевый сплав 01417, который превосходит АМГ-1 по показателям электропроводности. Сплав 01417 имеет в своем составе редкоземельные металлы и является жаропрочным, что позволяет производить из него проволоку, которая способна сохранять работоспособность при высоких температурах (+250°С). В частности, из гранулированного алюминиевого сплава 01417 выпускается токопроводящая жила для бортпроводов авиалайнеров (БИФ), что позволяет уменьшить вес кабеля в изделии по сравнению с медными проводами примерно на 100-300 кг. Выигрыш в весе по удельной электропроводимости по сравнению с медной проволокой составляет до 30 %.

Предварительное покрытие жилы из сплава 01417 слоем цинка и защитным гальваническим покрытием из серебра образует один из возможных вариантов усовершенствования сплава 01417 (полезная модель 95426).

И, если в Европе и России работы в основном ведутся в направлении улучшения характеристик (например уменьшение веса авиапроводов), то азиатские производители в первую очередь ищут пути удешевления продукции без значительной потери потребительских качеств.
Лидирующие позиции в производстве биметаллических проводников в мире на данный момент занимает китайская промышленность (например Fushi International (Dalian) Bimetallic Cable Co. Ltd.). Наиболее наглядно это можно продемонстрировать на примере жил для кабеля «витая пара».

Создание «биметаллического проводника» (омедненной жилы) для витой пары основано на использовании «скин-эффекта».
Теоретическая физика подтверждает то, что при передаче высокочастотных сигналов, сигнал распространяется только по поверхности проводника – что собственно и называется поверхностным эффектом (Skin-Effect). Таким образом, в кабелях с омедненной жилой, благодаря поверхностному эффекту, сигнал передается по внешнему (медному) слою жилы.

Причина появления омедненной витой пары очевидна - спрос рождает «омедненку», это закон рыночной экономики. При наличии спроса на что-либо вопрос только в том, как быстро возникнет предложение.

Видимо в какой-то момент времени, на одном из китайских заводов была проявлена инженерная гибкость, и был найден выход – омедненная витая пара. То есть высокий спрос на дешевую витую пару породил соответствующее предложение на рынке.
На данный момент «омедненка» существует в сегменте 2-х и 4-х парных кабелей UTP. Предложений на рынке омедненных многопарных кабелей пока еще замечено не было, и в этом есть своя логика, т.к. исторически спрос был только на 2-х и 4-х парные дешевые кабели.
«Плюсы» и «минусы» омедненных конструкций указаны в таблице ниже:

Плюсы	Минусы
Низкая стоимость	Хрупкий, проводник ломается при небольших радиусах изгиба
Легкий вес	Плохо обжимается коннектором RJ-45
Жила плохо держится в разъеме (плавающий контакт)
Небольшая длина рабочих сегментов
Непредсказуемость импеданса в зоне контакта при заделке кабеля в IDC разъем розетки или патч-панели
Несовместимость с приложениями PoE (Power over Ethernet). Технология PoE обеспечивает питание абонентских устройств по обычным кабелям передачи данных, для чего требуется очень низкое сопротивление по постоянному току. Но в случае биметаллической жилы постоянный ток будет протекать по центральной алюминиевой жиле, а алюминиевая жила имеет сопротивления гораздо больше, чем медная. Это повлечет за собой большие потери мощности сигнала и приведет к нагреву кабелей, что окажется серьезной проблемой, особенно в случае использования кабельных жгутов.
В значительном количестве случаев устойчиво поддерживает только 10Base-T (т.е. только 10 мбит/сек.).
Непредсказуемое изменение характеристик при последующей перекладке кабеля.
Существуют вопросы с допусками биметаллических конструкций проводников в витой паре на некоторые рынки Европы и Америки. Например, специализирующаяся на тестировании элементов СКС на предмет соответствия международным стандартам, авторитетная независимая испытательная лаборатория "3Р Third Party Testing" (Дания) в конце 2006 года опубликовала информационный бюллетень для своих клиентов и бизнес-партнеров. Этот документ констатирует, что пользователи игнорируют или же не понимают технических ограничений ССА-кабелей, недостатки которых связаны со свойствами алюминия. Данный бюллетень обращает внимание на то, что органы стандартизации IEC и CENELEC не разрешают использовать кабели с ССА-проводниками.

Таб. 1 Сводная таблица «плюсов» и «минусов» существующих биметаллических конструкций

Несмотря на то, что у кабелей с омедненной жилой существует много противников, практические исследования, направленные на совершенствование и еще большее удешевление витой пары продолжаются, и на свет появляются новые, более «продвинутые» конструкции.

Итак, по порядку о «достижениях» азиатской промышленности в создании биметаллических конструкций жил:

1. CCS (Copper Clad Steel - омедненный стальной проводник)

Самый простой и самый дешевый вариант. Широко доступен и широко используется в дешевых коаксиальных кабелях. Витая пара со стальной жилой, плакированная медью (ССS) достаточно редкое предложение, но, тем не менее, присутствует на рынке. По некоторым данным такие кабели более-менее стабильно работают на дистанциях до 30 метров, поддерживают только 10 мбит/сек.

2. CCA (Сopper Сlad Aluminum – омедненный алюминиевый проводник)

Китайская промышленность выпускает несколько видов проволоки - с разным содержанием меди: ССА-10 (10% меди) и ССА-15 (15%), а также ССА-32 (32%). Заявленное удельное сопротивление ССА-10 равно 0,02743 Ом*мм2/м. В витых парах обычно используют ССА-10 и ССА-15. «Рабочая дистанция» у таких кабелей – 80–120 метров.

3. CCAG (Copper Clad Aluminum and Silver) – алюминий плакированный медью, с добавлением серебра).

То же, что и CCA, но для улучшения рабочих характеристик добавлено серебро.

4. CCAM (Copper Clad Aluminum & Magnesium Alloy) - омедненный алюминиево-магниевый сплав)

То же, что и ССА, но вместо алюминия применяется алюминиево-магниевый сплав. По утверждению разработчиков данных конструкций, качественная плакировка с добавлением в материал серебра или магния позволяет добиться более качественного омеднения и более высоких характеристик по сравнению с CCA. Заявленное удельное сопротивление 0,02676 Ом*мм2/м. Заявленная «рабочая дистанция» – 150 - 200 метров на скорости 100 мбит/сек. (данные Shenzhen AVP Network Co)

5. ССС (Copper Clad Copper – омедненная медь)

Словосочетание «омедненная медь» (англ. Copper Clad Copper) означает жилу, в которой середина выполнена из медного лома или сплава 62% меди и 38% цинка, а верхний слой – из качественной электротехнической меди. Заявленная «рабочая дистанция» – около 180 - 220 метров.

При производстве кабелей связи может быть использована медь разного качества. Условно можно выделить три класса: А, B, С.

Таб. 2 Классификация и свойства меди

Для справки: в соответствии с международным стандартом (IACS), величина удельного сопротивления меди используемой для электрических проводников должна составлять 0.017241 Ом*мм2/м при температуре 20° C. Чем выше сопротивление, тем, естественно, хуже проводник.

Традиционно производители кабелей связи используют медь класса A, т.е. самую качественную и чистую медь, но в связи с необходимостью уложится в в заданный заказчиком бюджет, производители могут использовать менее качественную медь класса B, С, и даже омедненную медь.

6. BC (Bare Copper) – чистая медь

По заявлению производителей ВС - это 99,9% медь (без содержания кислорода). Сопротивление проводника сечением 0,5 мм заявляется около 90 Ом /км . Рабочая дистанция – более 300 метров.

Заключение

По утверждению производителей все вышеперечисленные конструкции соответствуют стандартам China SJ/T 11223-2000 и USA ASTMB 566-93.

Известно, что уже появились конструкции «второго поколения», но пока они применяются только при изготовлении печатных плат. Подробной информации о них, кроме скана страницы одного рекламно-аналитического обзора из Китая, мы не имеем.

Мы кратко изложили наше видение ситуации, а что покупать и что применять в каждом конкретном случае пусть каждый решает сам!

1. Матвеев Ю.А., Гаврилова В.П., Баранов В.В. Легкие проводниковые материалы для авиапроводов // 2006. №5 (300). С. 22-23 Кабели и провода,

3. Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. М.: Высшая школа, 1983. C.463.

Высокотемпературная витая пара

Возникла задача – считывать данные по RS-422/485 с устройства в 30-50 метрах. Устройство очень сильно нагревается в процессе работы (по расчетам ~150 градусов). А также на месте работы устройства имеются непредсказуемые и сильные электромагнитные помехи, поэтому оставлять сигнальные линии без скрутки было опасно потерей данных.

Температура не удивительная – подумаешь, небольшой нагрев. Но, подобные температуры – это даже не индустриальная электроника, это – космос, авиация, добыча нефти. Ладно, электроника, с ней понятно – слишком усложняется производство -> растет цена -> меньше заказов -> растут расходы. Но с кабелем-то не должно быть таких проблем? Это ведь просто медь в определенной оболочке/изоляции, так? Тем более, темная изоляция – под солнцем без ветра – должна очень сильно нагреваться. Я был полон уверенности, что вот, первая же страница поисковика даст мне ответ. Оказалось, что нет.

Одним из открытий для меня было, что “Огнестойкие кабели не работают при большой температуре.”

Большинство из таких витых пар/интерфейсных кабелей всего лишь не распространяли горение и не выделяли вредные/удушающие вещества. Некоторые кабели гарантировали работоспособность в течении лишь нескольких часов на открытом огне.

При этом, максимальная температура эксплуатации не превышала 90 градусов. Приведу пару примеров:

ТЕХНОКСБСнг(A)-FRHF

КСБ ГСнг(А)-FRHF

Подавляющее большинство кабелей/проводов, которые прекрасно работают на данных температурах, не поставляются скрученными, у них нет контроля импеданса, они не подходят для выбранного интерфейса. Данные кабели предназначены для подвода питания, контрольных измерений. Приведу пару примеров, может именно они вам помогут:

РусТерм® от ОКБ “Термоавтоматика”

ЭНЕРГОТЕРМ® от НПФ “КБ-ЭНЕРГО-ПРОЕКТ”

Остальное в ссылках ниже

Привожу наших местных производителей, т.к. зарубежные легко найти и самому.

МГТФ фото

В ходе поисков подумал – почему бы просто не скрутить обычный МГТФ? Да, характеристики у такого кастомного кабеля будут ужасные. Причем, не только электрические – он будет вести себя на сгибе как задубевший на морозе провод. Зато – действительно дифф-пара, а импеданс можно замерить и отбалансировать! Продолжил искать в этом направлении.

Температурные характеристики МГТФ:

Провод МГТФ предназначен для монтажа электрической слаботочной аппаратуры и работы при температуре от минус 60 до плюс 220 °C
ТУ 16-505.324-80

М – монтажный;

Г – гибкий;

Т – теплостойкий;

Ф – изоляция из фторопласта-4.

Что есть фторопласт-4? Это Политетрафторэтилен(PTFE), также известный как “Тефлон“® (товарный знак корпорации DuPont).

Казалось бы, почему нельзя взять и сплести из МГТФ витую пару на 220 градусов?

Поиски, в итоге, завели на пустующие форумы суровых электромонтажников и производителей. Там обсуждались как раз вопросы связанные с витой парой и высокими температурами.

Испытания на скручивание. МГТФ диаметром 0.2 и 0.4 хорошо скручивается и держит форму

Оказалось, большинство интерфейсных кабелей, предназначенных для эксплуатации в суровых условиях, как раз таки и имеют изоляцию жил из фторопласта-4. И имеет обозначение своего Dielectric Material как ePTFE/PTFE.

Английская Википедия имеет некоторое дополнение на счет этого вопроса:

“Торговое наименование Тефлон® также используется для других полимеров с подобными составами:
– Перфторалкоксиалкан (PFA)
– Фторированный этиленпропилен (FEP)
Они сохраняют полезные свойства PTFE с низким коэффициентом трения и нереакционноспособностью, но также легче поддаются формованию. Например, FEP мягче, чем PTFE и плавится при 533 K (260 ° C; 500 ° F). А также это очень прозрачный и устойчивый к солнечному свету материал.”
Вольный перевод части статьи из Вики

Приведу пару примеров:

Belden® 7928A FEP Teflon® DataTuff®

Belden® Multi-Conductor – Computer Cable 89504

GORE® Ethernet Cables

Xtra-Guard® Cat5e Industrial Ethernet Cable

TE Connectivity® C5E-24C124-C14-9

Также есть еще один интересный, повсеместно распространенный материал – любые кремнийорганические соединения или соединения кремния и углерода (кремнийорганическая резина).

Вот, например, один из силиконов (произошло от Silicon – кремний) имеет следующую структуру

Видно кремний, кислород и органическую группу, присоединенную по бокам. В данном примере – метильную.

Приведу пару примеров российских кабелей с силиконовой изоляцией:

МГТФС, ПННКВ (комбинация силиконовой оболочки со фторопластом)

МГТФЭС (еще и экранированный)

В своем проекте мы остановили свой выбор на МГТФЭ 2х0.2.

На образцах данного кабеля было видно, что провода внутри экрана свиты между собой с частотой примерно 1 оборот на 15 сантиметров. Четыре таких кабеля были уложены в шнур-чулок кремнеземный и образовали самодельный низкоскоростной кабель.

В остатке – вопрос был открыт – почему у нас не представлена витая пара для Ethernet, пусть даже низких категорий? Мое мнение на этот счет следующее – очень маленький спрос, вкупе с высокой стоимостью проведения разработок и получения сертификатов соответствия, делают это направление невыгодным для кабельных производителей

Витая пара в современных сетях

Мы, специалисты «Мальтима Телеком», продолжаем публиковать справочные материалы по телеком-оборудованию и комплектующим в помощь специалистам. На этот раз речь пойдёт о витой паре, поставками которой мы в том числе занимаемся. Этот товар проходит входной контроль в России: часть партии тестируется тремя разными сертифицирующими тестерами, которые показывают всю картину по кабелю. Если хотя бы один тестер выявляет несоответствие, кабель в продажу не запускается.

При построении структурированных кабельных сетей особое значение имеет физическая среда передачи сигнала, роль которой обычно выполняет витая пара. В простейшем случае она представляет собой одну или несколько пар изолированных медных проводников, скрученных между собой и покрытых общей оболочкой. Сами медные проводники в таких проводах могут быть как одножильными (solid), так и многожильными (patch). Если первые обычно применяются для прокладки в коробах и стенах (обладают меньшим затуханием сигнала, удобны для врезания розеток), то вторые лучше подходят для подключения конечного оборудования к розеткам (имеют большую стойкость к многократным изгибаниям).

Для удобства использования отдельные витые пары объединяют в кабели, содержащие 2, 4, 8 и более пар. Самыми распространенными в настоящее время являются кабели, состоящие из 4 витых пар. Несмотря на общий принцип устройства, такие кабели обладают различными свойствами, основным среди которых является полоса пропускаемых частот, которая напрямую зависит от устойчивости к внешним и взаимных помехам. Именно по этому параметру кабели с витыми парами принято разделять на категории в соответствии с международным стандартом ISO 11801. Рассмотрим эти категории подробнее.

К категориям 1 и 2 принято относить устаревшие кабели с одной или двумя парами проводов, пригодные для голосовой и модемной связи, а также передачи цифрового сигнала с пропускной способностью до 4 Мбит/с.

Кабели категории 3 имеют полосу пропускаемых частот 16 МГц и пригодны для построения локальных сетей с пропускной способностью до 100 Мбит/с по спецификации 100BASE-T4. В настоящее время кабели этой категории применяются в основном для организации голосовой телефонной связи.

Полоса пропускаемых частот кабелей 4 категории составляет 20 МГц. Они также применялись для построения сетей 100BASE-T4, но в настоящее время практически не используются.

О кабелях 5 (5e) категории слышали, наверное, все. Пригодные для организации телефонной связи и передачи видеосигнала, они все же получили наибольшее распространение как основа для создания локальных компьютерных сетей 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T благодаря полосе пропускаемых частот равной 100 МГц.

Более современными является кабель 6 категории. Его полоса пропускаемых частот составляет 250 МГц, что позволяет организовать передачу данных со скоростью 10 Гбит/с на расстояние до 55 м. Впрочем, ориентироваться на последний параметр не стоит. Специалисты-практики отмечают, что достижение устойчивой работоспособности канала на дистанции свыше 50 метров труднодостижимо. Гораздо более реалистичным является показатель 30-35 м.

Существует также подкатегория данного кабеля, известная как 6А. В целях борьбы с помехами и увеличения полосы пропускаемых частот до 500 МГц эти кабели оснащены либо общим экраном из фольги (F/UTP), либо экранами вокруг каждой из четырех витых пар (U/FTP). Благодаря повышенной до 500 МГц полосе пропускаемых частот, передачу данных со скоростью 10 Гбит/с можно осуществлять на расстояние до 100 м (предельное теоретическое значение).

Самой «молодой» утвержденной Международной организацией по стандартизации (ISO) категорией кабелей является седьмая. Предназначенные для наиболее требовательных к физической среде передачи сигнала СКС, кабели этой категории обеспечивают полосу пропускаемых частот 600 МГц (1000 МГц для категории 7А), а скорость передачи данных — до 40 Гбит/с (для категории 7А). От кабелей шестой категории их отличает наличие как экрана вокруг каждой витой пары, так и общего экрана для всех 4 пар (F/FTP или S/FTP в зависимости от технологии изготовления внешнего экрана — оплетка или фольга соответственно).

Экранирование витых пар используется как для снижения внешних электромагнитных помех (общий экран), так и для минимизации взаимных наводок между витыми парами (индивидуальные экраны). Судить о конструкции конкретного кабеля можно по его маркировке. Так буква F означает наличие экрана из сплошного полотна фольги, а буква S — наличие экранирующей оплетки. Буква U говорит об отсутствии экрана. При этом первая часть маркировки содержит информацию об общем экране, а вторая — об индивидуальных. Таким образом, например, маркировка SF/FTP означает, что в данном кабеле каждая пара экранирована фольгой, а также имеется двойной внешний экран из фольги и оплетки. В свою очередь маркировка UTP свидетельствует об отсутствии какой-либо защиты от наводок помимо самого скручивания проводов в пары с переменным шагом.

Надо отметить, что различия между кабелями даже одной категории могут быть весьма значительными. Так самым «ходовым» является простой кабель, предназначенный для внутренних работ. Он обычно окрашен в серый цвет. Черный цвет свидетельствует о том, что кабель предназначен для внешних (уличных) работ и имеет дополнительную защиту в виде внешней оболочки из гидрофобного полиэтилена. Пустоты между витыми парами иногда заполняются гидрофобным гелем, а сам кабель может иметь внешнее бронирование из стальной проволоки или ленты. Наконец, если внешняя оболочка кабеля окрашена в оранжевый цвет, это говорит о его соответствии требованиям пожарной безопасности. Такой кабель выделяет при горении меньше дыма и отравляющих веществ, а кроме того, в случае пожара, не станет каналом дальнейшего распространения огня.

Особенности

Многообразие номенклатуры кабелей с витыми парами объясняется широтой сфер применения. В связи с этим, конкретные модели могут включать в себя дополнительные функциональные элементы. Так уличные кабели, предназначенные для подвески на опорах, снабжены внешним стальным тросом, препятствующим деформации изделия под собственным весом. Силовые элементы, придающие кабелю большую прочность, могут размещаться и внутри, вблизи центральной оси. Для кабелей, предназначенных для внутренних работ, характерно наличие специального шнура из капронового волокна — рипкорда. Потянув за него, можно разрезать внешнюю оболочку кабеля, не повредив изоляцию витых пар. Некоторые модели с общим экраном помимо витых пар содержат в себе неизолированный дренажный провод, задачей которого является сохранение электрического контакта между частями экрана в случае его повреждения при слишком сильном сгибании. Этот список можно продолжать, но закончить стоит на том, что, какая бы задача не стояла перед проектировщиком СКС, всегда найдется именно та витая пара, которая подойдет наилучшим образом.

Расшифровка маркировки витой пары

Витая пара (англ. twisted pair) — вид кабеля связи, представляющий собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом.

Витая пара применяется при прокладке локальных вычислительных сетей (ЛВС), а также используется в системах видеонаблюдения, построенных на основе IP-видеокамер.

В статье мы детально рассмотрим маркировку данного типа кабелей, которая состоит из нескольких частей.

Материал проводника

Первое, на что следует обратить пристальное внимание, это указание на материал из которого выполнены сами жилы кабеля. Наиболее распространены у нас всего два вида проводников, которые используются при производстве витой пары:

CU(от лат. Cuprum - медь) - Простое обозначение медного кабеля
CCA(Сopper Сlad Aluminum – омедненный алюминиевый проводник) - В витых парах обычно используют ССА-10 (10% меди) и ССА-15 (15% меди)

Существуют также и другие, но менее распространенные варианты:

CCS(Copper Clad Steel - омедненный стальной проводник) - Самый простой и самый дешевый вариант. Широко доступен и широко используется в дешевых коаксиальных кабелях. Витая пара со стальной жилой, плакированная медью
CCAG(Copper Clad Aluminum and Silver – алюминий плакированный медью, с добавлением серебра) - То же, что и CCA, но для улучшения рабочих характеристик добавлено серебро
CCAM(Copper Clad Aluminum & Magnesium Alloy) - омедненный алюминиево-магниевый сплав) - То же, что и ССА, но вместо алюминия применяется алюминиево-магниевый сплав
ССС(Copper Clad Copper – омедненная медь) - «омедненная медь» означает жилу, в которой середина выполнена из медного лома или сплава 62% меди и 38% цинка, а верхний слой – из качественной электротехнической меди
BC(Bare Copper – чистая медь) - По заявлению производителей - это 99,9% медь (без содержания кислорода), как правило такую маркировку ставят на кабеле не ниже 6 категории

Следует отметить, что стоимость кабеля на основе омедененного алюминия значительно ниже стоимости медного кабеля, однако по сравнению с медной - омедненная витая пара обладает рядом существенных недостатков:

меньшая электропроводимость, что уменьшает предельную длину трассы от камеры до коммутирующего устройства
высокая вероятность окисления контактов, что часто приводит к неисправностям в разъемах и соединениях кабеля
малая совместимость с технологией PoE

Медный же кабель, несмотря на более высокую цену, практически лишен описанных недостатков. Сети, построенные на основе медной витой пары, и служат дольше, и обслуживаются реже. Не стоит забывать также и о большей максимальной длине трассы между коммутирующими устройствами, что в свою очередь обусловлено большей электропроводностью медного кабеля.

Защитная оболочка кабеля

В данном вопросе у кабеля витая пара все как и у других типов кабелей: внешняя оболочка зависит от условий прокладки и эксплуатации кабеля. Для предотвращение механических повреждений и других внешних факторов витую пару покрывают оболочкой одного из следующих типов:

Защитный экран

Для защиты от электромагнитных помех используется несколько типов экранирования кабеля. Именно тип экрана и определяет основную маркировку витой пары. Иногда, она может вводить в заблуждение, в виду того, что равноправно используются как разговорные, так и официальные аббревиатуры. Наиболее понятными и распространёнными являются кабели типов UTP и FTP. В остальных случаях, при покупке, лучше уточнить конкретно, какой тип экрана требуется.

Официальная маркировка использует аббревиатуры по стандарту ISO/IEC 11801, разделённых знаком дроби (/) - U/UTP. Где, TP обозначает "twisted pair" (витая пара). Буква перед знаком дроби соответствует наличию или отсутствия общего экрана/медной оплётки, а после — индивидуального экрана для каждой из пар.

U - unshielded, без экрана
F - foil, фольга
S - screening, оплётка из проволоки (бывает только внешний экран). Стоит заметить, что чаще всего производители используют прозрачную пленку, а не проволоку

Сама маркировка выглядит так:

U/UTP - кабель не имеет защитного экрана
U/FTP - кабель имеет отдельный защитный слой из фольги для каждой пары
F/UTP - кабель имеет один внешний общий защитный слой из фольги
F/FTP - кабель имеет и внешний общий защитный слой из фольги и отдельный для каждой пары
S/UTP - кабель имеет один внешний общий защитный слой из медной оплетки
S/FTP - кабель имеет один внешний общий защитный слой из медной оплетки и индивидуальный слой из фольги для каждой из пар
SF/UTP - кабель имеет два внешних защитных слоя, один из фольги, второй из медной оплетки
SF/FTP - кабель имеет два внешних защитных слоя (фольга и оплетка), а также индивидуальный слой из фольги для каждой из пар

Прочие характеристики

Также в маркировке кабеля указывается количество пар, диаметр проводника (калибр), вид исполнения проводников, категория кабеля.

Количество пар может быть любым. Чаще всего для компьютерных систем применяется 4-парный кабель. Все четыре пары задействуются только при создании сетей со скоростью до 1 Гбит/с. В большинстве же случаев достаточно подключения со скоростью до 100 Мбит/с - используются только две пары. Для таких сетей а также для устройства сигнализации и домофонов выпускается 2-парная витая пара.

Также вместе с количеством пар указывается и диаметр жилы. В связи с применением разных стандартов маркировки, указание на количество пар и диаметр каждой жилы может различаться в зависимости от производителя кабеля.

Например, может встречаться маркировка "4PR 24AWG" или "4х2х0.51". Обе эти маркировки обозначают, что в кабеле 4 пары проводников диаметром 0.51мм.

В первом случае используется американский стандарт маркировки.
AWG - (American Wire Gauge - американский калибр проводов) - американская система маркирования толщины проводов. Проводники имеют определенное сечение, а на кабеле указывают значение AWG.

Перевод номеров AWG в миллиметры:

Также часто указывают и вид исполнения проводников. Их всего два:

Solid - цельные (однопроволочные) - кабели с проводниками, состоящими из одной медной проволоки (одной жилы)
Stranded - скрученные (многопроволочные) - кабели с проводниками, состоящими из нескольких тонких жил

Цельный означает, что внутренний проводник представлен в виде единого куска меди, а скрученный – из нескольких тонких медных проводников, скрученных вместе.

Скрученные кабели (Stranded) являются более гибкими, и их используют там, где кабель будет часто двигаться, например, вблизи рабочих мест. Цельный кабель (Solid) не так гибок, зато более долговечен, его используют для постоянных сетей, там где кабель не двигается – как на улице, так и внутри помещения.

Категория кабеля указывается, например, как "Cat.5e". На эту тему у нас есть отдельная статья про категории кабелей и разъемов СКС.

И в завершение разберем несколько маркировок витой пары:

U/UTP CCA 2PR Cat.5e Solid 24AWG PVC - не экранированный кабель, омедненный алюминий, состоит из 2 пар по 2 жилы, категории 5e, каждая жила в виде цельной проволоки, диаметр жилы 0,51 мм, внешняя оболочка поливинилхлорид
F/UTP 4x2x0.51 Cat.5e Solid PE - внешний защитный слой из фольги, 4 пары по 2 жилы, диаметр жилы 0.51мм, категории 5e, каждая жила в виде цельной проволоки, внешняя оболочка полиэтилен, подходит для внешней прокладки
4PR U/UTP 23AWG Cat.6 LSZH - 4 пары по две жилы, не экранированный кабель, диаметр жилы 0.57мм, категория 6, малой дымности и не выделяющий галогенов

При указании такой маркировки следует обратить внимание на материал проводников, он явно указан только в первом случае. Как правило нужные буквы можно увидеть непосредственно на кабеле, коробке или технической документации.

Материал жил кабеля «витая пара»

При производстве кабеля и провода для изготовления гибких токопроводящих жил обычно используется чистая медь. Однако во всем мире проводятся исследования и осуществляются разработки, направленные на удешевление и улучшение конструкции гибких жил. Одним из очевидных, на первый взгляд, решений является попытка замены чистой меди возможными другими материалами или комбинациями различных материалов.

К примеру, алюминий, который намного дешевле и легче меди и при этом обладает достаточной электропроводимостью, является простой альтернативой меди. Однако, преимущества этого материала не исключают его недостатки, в частности плохие показатели механической прочности при изгибе, сложную технологию заделки проводов и кабелей в разъемы, а также низкую коррозионную стойкость в некоторых средах.

Легирование алюминия добавками других материалов и нанесение защитных покрытий позволяет улучшить механические свойства алюминия и его стойкость к коррозии.

В частности, компанией Filatex (Франция) для жил авиапроводов используется проволока из сплава алюминия с 1 % магния (АМГ-1).
В России Всесоюзным институтом легких сплавов (ВИЛС) для ОАО «ОКБ КП» разработан алюминиевый сплав 01417, который превосходит АМГ-1 по показателям электропроводности. Сплав 01417 имеет в своем составе редкоземельные металлы и является жаропрочным, что позволяет производить из него проволоку, которая способна сохранять работоспособность при высоких температурах (+250°С). В частности, из гранулированного алюминиевого сплава 01417 выпускается токопроводящая жила для бортпроводов авиалайнеров (БИФ), что позволяет уменьшить вес кабеля в изделии по сравнению с медными проводами примерно на 100-300 кг. Выигрыш в весе по удельной электропроводимости по сравнению с медной проволокой составляет до 30 %.

Предварительное покрытие жилы из сплава 01417 слоем цинка и защитным гальваническим покрытием из серебра образует один из возможных вариантов усовершенствования сплава 01417 (полезная модель 95426).

И, если в Европе и России работы в основном ведутся в направлении улучшения характеристик (например уменьшение веса авиапроводов), то азиатские производители в первую очередь ищут пути удешевления продукции без значительной потери потребительских качеств.
Лидирующие позиции в производстве биметаллических проводников в мире на данный момент занимает китайская промышленность (например Fushi International (Dalian) Bimetallic Cable Co. Ltd.). Наиболее наглядно это можно продемонстрировать на примере жил для кабеля «витая пара».

Создание «биметаллического проводника» (омедненной жилы) для витой пары основано на использовании «скин-эффекта».
Теоретическая физика подтверждает то, что при передаче высокочастотных сигналов, сигнал распространяется только по поверхности проводника – что собственно и называется поверхностным эффектом (Skin-Effect). Таким образом, в кабелях с омедненной жилой, благодаря поверхностному эффекту, сигнал передается по внешнему (медному) слою жилы.

Расположение меди в наружном слое, а алюминия или стали внутри конструкции, а не наоборот, весьма важно: с одной стороны, при переменном токе достигается более высокая проводимость всего провода, в целом, с другой — медь защищает расположенную под ней металл от коррозии. Алюминий весьма активно окисляется и покрывается тонкой оксидной пленкой с большим электрическим сопротивлением. Эта пленка предохраняет алюминий от дальнейшей коррозии, но создает большое переходное сопротивление в местах контакта алюминиевых проводов и делает невозможной пайку алюминия обычными методами.
Причина появления омедненной витой пары очевидна - спрос рождает «омедненку», это закон рыночной экономики. При наличии спроса на что-либо вопрос только в том, как быстро возникнет предложение.

Видимо в какой-то момент времени, на одном из китайских заводов была проявлена инженерная гибкость, и был найден выход – омедненная витая пара. То есть высокий спрос на дешевую витую пару породил соответствующее предложение на рынке.
На данный момент «омедненка» существует в сегменте 2-х и 4-х парных кабелей UTP. Предложений на рынке омедненных многопарных кабелей пока еще замечено не было, и в этом есть своя логика, т.к. исторически спрос был только на 2-х и 4-х парные дешевые кабели.
«Плюсы» и «минусы» омедненных конструкций указаны в таблице ниже:

Читайте также: