Рассказываем об отличиях экранированной и неэкранированной витой пары, преимущества и недостатки разного типа кабеля. Внизу в таблице проведем сравнение, в которой наглядно показана основная разница между ними.
Что такое неэкранированная витая пара
Неэкранированная витая пара – кабель связи, не имеющий дополнительной защиты от внешних электромагнитных и перекрестных помех.
Назначение UTP-кабеля
- Подключение домашнего оборудования, например, роутера, компьютера, телевизионной приставки или панели, поддерживающей функцию IPTV;
- Прокладка небольших коммерческих локальных сетей. Подключение удаленных устройств, принтеров, сканеров к рабочим местам;
- Обустройство систем автоматизации зданий, комплексов типа “умный дом”. Подключение счетчиков, датчиков, приводных механизмов к головному блоку;
- Установка СКУД, систем контроля доступа. Ethernet-кабель передает информацию между электронными замками, считывателями карт, пропусков, чипов;
- Монтаж систем видеонаблюдения. Часто применяются UTP, поддерживающие технологию Power-over-Ethernet. Они передают не только сигнал, но и мощность, упрощают подключение. Не требуется наладка автономного питания или отдельного – сетевого. Пропускной способности достаточно для уверенной передачи изображения формата Full HD и более высоких.
Протяженность сетей в перечисленных случаях должна быть небольшой. Недопустимы ЭМ-воздействия на провод.
Структура кабеля
Попарно скрученные медные, омедненные жилы в полимерной оболочке и общей внешней изоляции. Присутствует разрывная нить, упрощающая снятие изоляции перед обжимом, установкой коннекторов 8P8C.
Достоинства неэкранированной витой пары
Основной плюс – невысокая цена. UTP-кабель в 2-3 раза дешевле STP или FTP. Отсутствие экрана повышает гибкость, снижает вес, что упрощает монтаж. Становится возможным формирование выраженных изгибов без нарушения целостности изоляции и проводников. Провода проще в разделке, обжиме.
Недостатки кабеля без экрана
Главный минус – ограниченная область применения. Для сетей большой протяженности UTP не подойдет – на четкости сигнала будут сказываться перекрестные помехи. Увеличение дальности потребует установки репитеров или усилителей. Отсутствие экрана также сказывается на механической прочности. Проводники уязвимы для статических, динамических воздействий.
Что такое экранированная витая пара
Экранированная витая пара – кабель связи, структурой которого предусмотрен экран, блокирующий электромагнитные помехи, отражающий внешние сигналы.
В качестве экранирования может быть алюминиевая фольга, медная оплетка, их комбинация. Фольга полностью покрывает проводники, защита максимальна, однако, малая толщина затрудняет заземление. Оплетка не дает полного покрытия, но заземлить линию проще.
Назначение
Кабели с экранированием нужно использовать в помещениях, где размещено мощное оборудование, генерирующее помехи. Например, в производственных цехах с мощными станками, на электростанциях. Допустимы другие сценарии применения:
- Монтаж сетей большой протяженности. Наличие экрана способствует уменьшению затухания сигнала, увеличивает дистанцию его распространения без усилителей и повторителей;
- Прокладка линий связи вместе с силовыми, в том числе – в общем канале, пенале;
- Формирование систем производственной автоматизации;
- Обустройство ответственных СКС, комплексов связи, СКУД, видеонаблюдения;
- Наружный монтаж. В особенности, в районах с плотной застройкой, поблизости от базовых станций сотовой связи, ЛЭП, объектов транспортной инфраструктуры, вокзалов, аэропортов.
Строение кабеля
Функцию проводников электрических импульсов, как и в предыдущем случае, выполняют медные, омедненные жилы. Они находятся в полимерной оболочке, толщина которой – около 0.2 миллиметра. Предусмотрена общая внешняя изоляция. Отличие от UTP – экран из токопроводящего материала.
Конкретная структура зависит от класса. Например:
- в F/UTP предусмотрено общее фольгированное экранирование;
- в SF/UTP – общее фольгирование и оплетка;
- U/FTP не имеет общего экрана, но в фольгу обернута каждая проводниковая пара.
Дополнительные элементы структуры – разрывная нить для упрощения разделки и металлический тросик, характерный для кабелей, допускающих монтаж “по воздуху”.
Преимущества кабеля с экраном
Экранированные кабели не подвержены как внутренним перекрестным, так и внешним помехам. Даже в сложных условиях удается добиться максимальной протяженности, стабильности коммутационной линии. Стойкость к нагрузкам на разрыв, сдавливание – выше, чем у UTP. Риск случайного повреждения минимален.
Недостатки FTP-кабеля
Из минусов:
- Цена. Выше, чем у UTP. Вдобавок, нужно использовать дорогие коннекторы 8P8C в металлическом корпусе;
- Ограниченная гибкость. Это усложняет монтаж, допустимые радиусы изгиба минимальны. Нарушения приводят к повреждениям, разрывам экрана;
- Увеличенный вес. Требуется дополнительная поддержка, кронштейны, кабельные органайзеры. Чтобы кабель не растянулся, не порвался под собственной массой при прокладке “по воздуху”, структура должна предусматривать стальной тросик.
Сравнительная таблица на примере отличий кабелей UTP и STP
| Тип | UTP | STP |
| 1. Описание | Неэкранированная витая пара | Экранированная витая пара |
| 2. Защитный экран | Отсутствует | Фольга, металлическая оплетка |
| 3. Цена | Низкая | Средняя/высокая |
| 4. Заземление | Не требуется | Необходимо |
| 5. Назначение | Бытовые, коммерческие сети малой протяженности, не подверженные электромагнитным воздействия | Ответственные скоростные СКС с высокими требованиями по ЭМ-совместимости, безопасности данных. Прокладка линий, расположенных в зоне ЭМ-полей, генерируемых радиопередатчиками, антеннами, силовыми линиями, оборудованием |
| 6. Монтаж | Простой | Затруднен из-за ограниченной гибкости, увеличенной массы проводов |
| 7. Перекрестные помехи | Выражены, снижают дальность распространения сигнального импульса | Минимальны, не влияют на дистанцию связи |
Маркировка витой пары в зависимости от типа экрана
На внешнюю изоляцию кабеля в обязательном порядке наносится маркировка, помогающая определить его типовую принадлежность. Аббревиатуры и расшифровки выглядят так:
- U/UTP (Unshielded Twisted Pair). Экранирование отсутствует. Недорогое решение, подходящее для линий связи небольшой протяженности. Должно использоваться вдали от источников радиопомех и среды электромагнитных полей;
- F/UTP (Foiled Unshielded Twisted Pair). Неэкранированный кабель с общей фольгированной прослойкой. Алюминиевая фольга, несмотря на легкость и малую толщину, хорошо блокирует внешние наводки. Стабильность работы коммуникационной линии повышается;
- STP (Shielded Twisted Pair). Предусмотрено экранирование. Каждая проводниковая пара находится в фольге или оплетке на металлической основе, присутствует общий экран. STP – решение для объектов с выраженными помехами, линий связи большой протяженности, уязвимых для наводок;
- S/FTP (Screened Foiled Twisted Pair). Структура провода предусматривает индивидуальные фольгированные экраны и общую медную оплетку;
- F/FTP (Foiled/Foiled Twisted Pair). Индивидуальные и общий экраны на основе фольги.
Специфика эксплуатации и советы по выбору
Назначение UTP и FTP также отличается. Провода первого типа недороги, пластичны. Простотой монтажа они востребованы в домашних и офисных ЛКС малого масштаба, сетях с малой плотностью коммутационных магистралей. Значимое условие их корректной работы – отсутствие источников выраженного электромагнитного поля. К категории таковых относятся силовые линии, радиопередатчики, генераторы.
Экранированный кабель витая пара дороже, но цена компенсируется надежностью, соответствием жестким стандартам. Область применения гораздо шире. Возможные сценарии следующие:
- Прокладка сетей, соответствующих жестким требованиям по электромагнитной совместимости. Они характерны для серверных, дата-центров, ЦОД, цифровых архивов, организаций, которым приходится взаимодействовать с большими объемами информации. Особенности таких сетей – минимальное излучение энергии, невосприимчивость к внешнему “шуму”;
- Монтаж сетей передачи данных, поддерживающих скорость в 10 и более гигабит в секунду;
- Обустройство структурированных кабельных систем, комплексов связи, к безопасности и надежности которых предъявляются особо жесткие требования.
Провода с экранированием можно прокладывать вплотную с силовыми, коаксиальными, увеличивая общую плотность кабельных трасс. Такое “соседство” не приведет к искажениям передаваемого сигналка, потерям пакетов данных и другим нежелательным явлениям. Допускается монтаж в помещениях независимо от выраженности электромагнитных полей. Промышленные цеха, укомплектованные высокопроизводительными станками, объекты энергетики – ограничения отсутствуют.
Вопросы и ответы
1. Для чего нужна экранированная витая пара?
Для прокладки вблизи силовых кабелей, радиопередатчиков, источников электромагнитных, частотных помех. Повышается стабильность линии связи, исключаются потери сигнала, становится возможной прокладка сети большой протяженности.
2. От чего защищает STP, FTP?
От внешних наводок и перекрестных помех, возникающих в кабеле.
3. Как заземлить экранированную витую пару?
Принцип прост – подключение экрана к точке со стабильным, не меняющимся, потенциалом. Такую функцию выполняет, например, корпус разъема 8P8C. Подобная схема защищает от высокочастотных помех, искажающих сигнал, провоцирующих потери данных, снижение скорости передачи. Более сложный способ, востребованный, например, при прокладке сигнального кабеля вплотную к силовому – соединение с заземляющим кабелем, подключенным к “земле”. Важно, чтобы соединение было односторонним. Двустороннее – провоцирует мощностные потери, перегрев и другие опасные явления.
4. Какой минимальный радиус изгиба UTP?
В ГОСТ Р 53246-2008 закреплено, что минимальный радиус изгиба для 4-парной витой пары – 4 внешних диаметра при эксплуатации, 8 – при прокладке. Соответствующие данные также должны быть зафиксированы в техническом паспорте, эксплуатационной инструкции. В некоторых случаях, актуальны увеличенные значения.
5. Какой минимальный радиус изгиба экранированной витой пары?
Согласно ГОСТ Р 53246-2008, он составляет 8 внешних диаметров при эксплуатации, 10 – при монтаже. Более точные параметры обозначены в инструкции. Отклонение от них недопустимо, чревато перекрестными помехами, повреждениями металлических жил, внешней оболочки, экранирующего слоя. Линия будет функционировать со сбоями, либо окажется полностью неработоспособной.
Подведение итогов
Различие витой пары UTP от FTP – не только цена, но и другие показатели. В первую очередь – стойкость к помехам. Использование незащищенного Ethernet-провода без экранирования в целях экономии допустимо только при минимальных требованиях к СКС. При внешних электромагнитных, частотных наводках он работать не сможет (либо будет делать это не лучшим образом).