Из чего состоит витая пара — материал изготовления жил и особенности его выбора

Согласно ГОСТ Р 54429-2011, витая пара – коммутационный кабель, востребованный при формировании СКС, широкополосных линий. Сигнал передается в виде электрического импульса, для его распространения в структуру провода входят металлические проводники. Какой металл лучше прочих подойдет для их производства? Каковы особенности доступных вариантов? Как не допустить ошибок при подборе?

4-х парный кабель (Twisted Cable)

Классические решения

Жилы недорогих витых пар изготовлены из алюминия. За невысокой ценой, однако, скрываются негативные моменты, главный из которых – электропроводность, почти вдвое меньшая, чем у меди. Протяженную линию сформировать не удается из-за затухания сигнала. Актуальны и другие минусы:

  • Окисление. Даже при прокладке в помещениях алюминиевые витые пары окисляются, базовые характеристики со временем ухудшаются из-за образования ржавчины, увеличения сопротивления. Для наружного монтажа они не подойдут;
  • Уязвимость для механических нагрузок. Формирование выраженных изгибов, регулярные перекладки кабеля – все это может привести к перелому жилы, потере связи.

Обжатый кабель коннектором 8P8C с одной стороны

Более дорогой классический вариант – медь. Цена существенно выше алюминия, однако, она на 100% оправдывается техническими характеристиками. Электрическая проводимость максимальна, мощность сигнала сохраняется даже при его передаче на расстояния более 50 метров. Гибкость упрощает монтаж провода, снижает вероятность разрыва, повреждения жилы.

Стойкость к окислению достаточна даже для наружной прокладки. Рекомендовано использовать при прокладке ответственных СКС и систем связи исключительно медные витые пары. Исходные траты компенсируются надежностью, упрощением обслуживания и сроком службы, превышающим 25 лет.

Медная витая пара Cat 5e из каталога https://lan-art.ru/kabel-utp-cat-5e-med/

Развитие технологии

Легирование алюминия, формирование на его поверхности защитного покрытия – методики, общая задача которых – улучшение технических показателей провода при сохранении невысокой цены. Один из вариантов – омедненная жила. Ее основа: центральная часть – алюминий, снаружи – тонкий слой меди. При такой структуре становится актуальным “поверхностный эффект” – электрический импульс идет по внешнему слою, где сопротивление минимально. Это способствует сохранению мощности даже при значительных дистанциях передачи.

Комбинирование металлов также помогает снизить цену проводов, она на 20-30 процентов ниже, чем у чистой меди. При формировании масштабных СКС экономия очень ощутима. Наконец, такое сочетание обеспечивает легкость витых пар, что упрощает монтаж и транспортировку.

Кабель с омедненными жилами

Для омедненных кабелей характерны, впрочем, и минусы:

  1. Хрупкость. Жила может сломаться даже при формировании изгиба малого радиуса, не выдерживает регулярных механических нагрузок;
  2. Ограничения протяженности. Дальность передачи выше, чем у чистого алюминия, однако, ограничена 60, максимум – 70 метрами. На больших дистанциях выраженность затухания становится слишком выраженной, скорость резко падает, пакеты данных – теряются;
  3. Несовместимость с технологией Power-over-Ethernet. Ее принцип – передача по витой паре не только информации, но и электрической мощности, обеспечивающей работоспособность оборудования, будь то датчик, камера наблюдения, маршрутизатор. Комбинация металлов для ее реализации не подойдет. Разница в сопротивлениях приведет к перегреву, потерям сигнала, резкому снижению дальности связи;
  4. Сложности при обжатии коннекторами RJ-45 (8P8C). Специальные разъемы для таких кабелей отсутствуют, а установка стандартных – не гарантирует плотного контакта, возможны потери сигнала;
  5. Нестабильность, непредсказуемость сопротивления в точках соединения при размещении кабеля в патч-панелях или розетках. Как и в предыдущем случае, контактная зона становится слабым местом, где сигнал затухает, данные – теряются;
  6. Ограничения максимальной скорости. Как правило, она составляет 10 мегабит в секунду, что соответствует технологии 10Base-T. Для современных СКС, широкополосного интернета, систем видеонаблюдения и телевидения, где передается сигнал высокой четкости, форматов 4K и выше, этого недостаточно.

Twisted Cable из меди

Альтернативы

Кабели из омедненного алюминия маркируются как CCA. Доступны и альтернативы. Например, CCS – провода из омедненной стали, максимально доступные, однако, ограничивающие дальность связи примерно 30 метрами, а скорость – 10 мегабитами в секунду. Другие варианты выглядят так:

  • CCAG. Омедненный алюминий, но с добавлением серебра для повышения эксплуатационных параметров, стойкости к коррозии, дальности передачи;
  • CCAM. Сложная композиция. Наружный слой – медь, внутренний – сплав алюминия и магния. Такое сочетание минимизирует сопротивление. Кабели поддерживают скорость 100 мегабит в секунду даже при 200-метровой дальности линии;
  • CCC. Медь с омеднением. Центральная часть жилы выполнена из меди вторичной переработки, полученной из лома с небольшой примесью цинка, наружная – из высококачественной, очищенной, бескислородной. Такое сочетание снижает себестоимость производства, но дает дальность связи более 200 метров.

Чистота металла

Чем больше кислорода в меди – тем ниже ее качество, выше – электрическое сопротивление. На бескислородный металл указывает литера “A” в маркировке, чистота – 99.995 процента, сопротивление минимально. “B” – указатель на низкокислородную, с чистотой не более 99 процентов, “С” – на металл невысокого качества. Замеры для него не проводятся. Чем выше чистота, тем дороже материал, однако, тем меньше сопротивление, выше – максимум скорости и дальности передачи сигнала.

Медная проволока

Подведение итогов

Материал жил определяет характеристики и цену витой пары. Для линий малой протяженности, в несколько метров, расположенных в помещениях, при требованиях к скорости не более 10 мегабит в секунду, достаточно омедненных проводов. При прокладке ответственных систем, коммерческих, административных, следует использовать исключительно медные кабели. Высокая цена в данном случае на 100% оправдана надежностью, скоростью, сроком службы.