Кабели на основе неэкранированной витой пары

Медный неэкранированный кабель UTP (англ. Unshielded Twisted Pair)в зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на 5категорий (Category 1 - Category 5). Кабели категорий 1 и 2 были определены в стандартеEIA/TIA-568, но в стандарт 568А уже не вошли, как устаревшие.

Как видно на рисунке, конструктивно кабель состоит из 4-х скрученных между собой пар. Каждая пара состоит из 2-х металлических (как правило, медных) проводников в токонепроводящей оплётке, скрученных между собой.

Кроме того, металлический проводник в паре, может быть многожильным ( patch ) рис.56 или одножильным ( solid )рис.57

В России аналоги кабеля U/UTP, F/UTP, принято маркировать КССПВ (UTP 4 Cat. 5), КВП-5е, КВПЭф-5е, КВПВП-5е, КВПЭфВП-5е.

Кабельсимметричный для цифровых систем передачи данных с полиэтиленовой изоляцией, в оболочке из поливинилхлоридного пластиката ТУ16.К117-002-2003,ТУ16 К99-014-2004  Отвечает Международным стандартамISO/IEC 11801,TIA/EIA568A.

Кабели категории 1,CATприменяются там, где требования к скорости передачи минимальны. Обычно это кабель для цифровой и аналоговой передачи голоса и низкоскоростной (до 20 Кбит/с) передачи данных.До недавнего времени это был основной тип кабеля для телефонной разводки.

Кабели категории 2,CAT2были впервые применены фирмой IBM при построении собственной кабельной системы. Главное требование к кабелям этой категории - способность передавать сигналы со спектром до 1 МГц.

Кабели категории 3,CAT3были стандартизованы в 1991 году, когда был разработанСтандарт телекоммуникационных кабельных систем для коммерческих зданий (EIA-568),на основе которого затем был создан действующий стандартEIA-568A. СтандартEIA-568 определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частот в диапазоне до 16МГц, поддерживающих, таким образом, высокоскоростные сетевые приложения.Кабелькатегории 3 предназначен как для передачи данных, так и для передачи голоса.Шаг скрутки проводов равен примерно 3 витка на 1 фут (30,5 см). Кабели категории3 сейчас составляют основу многих кабельных систем зданий, в которых они используются для передачи и голоса, и данных.

Кабели категории 4,CAT4представляют собой несколько улучшенный вариант кабелей категории 3. Кабели категории 4обязаны выдерживать тесты на частоте передачи сигнала 20 МГц и обеспечивать повышенную помехоустойчивость и низкие потери сигнала. На практике используются редко.

Кабели категории 5,CAT5были специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов. Поэтому их характеристики определяются в диапазоне до 100 МГц. Большинство новых высокоскоростных стандартов ориентируются на использование витой пары 5категории. На этом кабеле работают протоколы со скоростью передачи данныхFastEthernet, l00VG-AnyLAN.Кабелькатегории 5 пришел на замену кабелю категории 3.

Наиболее важные электромагнитные характеристики кабеля категории 5:

· полное волновое сопротивление в диапазоне частот до 100 МГц равно 100 Ом (стандарт ISO11801 допускает также кабель с волновым сопротивлением 120 Ом);

· величина перекрестных наводок NEXTв зависимости от частоты сигнала должна принимать значения не менее 74дБна частоте 150 кГц и не менее 32дБна частоте 100 МГц;

· затухание имеет предельные значения от 0,8 дБ(на частоте 64 кГц) до 22дБ(на частоте 100 МГц);

· активное сопротивление не должно превышать 9,4Ом на 100 м;

· емкость кабеля не должна превышать 5,6 нф на 100 м.

Кабели категории 5е, CAT5e (полоса частот 125 МГц)— 4-парный кабель,усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар.Кабелькатегории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Ограничение на длину кабеля между устройствами (компьютер-свитч,свитч-компьютер, свитч-свитч)— 100 м.

Кабели категории 6, CAT6 (полоса частот 250 МГц)— применяется в сетяхFastEthernetи GigabitEthernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне 2002 года. ПоданнымIEEE, 70% установленных сетей в 2004 году, использовали кабель категорииCAT6.

Кабели категории, CAT6a (полоса частот 500 МГц)— применяется в сетяхEthernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 гигабит/с и планируется использовать его для приложений, работающих на скорости до 40 гигабит/с. Добавлен в стандарт в феврале 2008 года.

Кабели категории, CAT7 — спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартомISO11801, скорость передачи данных до 100Гбит/с, частота пропускаемого сигнала до 600—700 МГц.Кабельэтой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP(Screened Fully Shielded Twisted Pair).

Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 120 Ом ±20 Oм, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.

Все кабели UTP независимо от их категории выпускаются в 4-парном исполнении. Каждая из четырех пар кабеля имеет определенный цвет и шаг скрутки.

Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4—0,6 мм. (Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 26AWGили 22AWGсоответственно).

В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника— около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращениеPVC), для более качественных образцов 5 категории — полипропилен(PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего высокий рабочий диапазон температур.

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон),которая используется для облегчения разделки внешней оболочки— при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Внешняя оболочка 4-х парных кабелей имеет толщину 5—9мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены(такие кабели маркируются как LSZH— Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции.

В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей—серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки.

Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки.

Форма внешней оболочки кабеля витая пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для прокладки под ковровым покрытием может использоваться плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена,которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной,поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.