витая пара площадь сечения жилы

Сечение и диаметр витой пары

Диаметр или площадь сечения

Есть один важный момент, про который не все в курсе. В описании кабеля «витая пара» (он же UTP, FTP или F/UTP) и на его упаковке обычно написано 4х2х0.51 (иногда 4х2х0.52). Это значит, что в кабеле 4 перевитых пары, в паре 2 жилы, диаметр каждой жилы 0.51мм. Диаметр, не сечение!

На силовых кабелях (ВВГ или NYM или КГВВ или МКШ) всегда написано сечение, измеряемое в квадратных миллиметрах, например, 3х1.5, 5х4 или 2х0.75. И у нас в голове уже засели типичные максимальные токи, которые могут идти по таким кабелям, например, по кабелю сечением 1.5 — 10 ампер, 2.5 — 16 ампер. И кажется, что раз у витой пары сечение 0.51мм2, то уж пару ампер-то она выдержит.

Но нет! Исторически сложилось так, что у витой пары обозначается не площадь сечения, а диаметр, из-за этого, конечно, возникает дикая путаница.

Нам многих сайтах написано с ошибкой, что у витой пары значение 0.5-0.6 относится именно к сечению, а не к диаметру.

Что такое AWG

Раз уж зашёл про это разговор, то на витой паре можно встретить буквы AWG. Это американский стандарт, описывающий диаметр кабеля. Причём, чем больше цифра написана после букв AWG, тем кабель тоньше. Вот простая табличка:

В этой же табличке можно видеть соотношение между диаметром жилы кабеля и площадью её сечения. При желании те же цифры можно получить по формуле S = pi * R ^ 2 (сечение = 3,14 * радиус в квадрате). Не забудьте, что радиус — это только половина диаметра.

Самый распространённый кабель — это AWG 24, диаметр каждой жилы витой пары 0.51мм, а площадь сечения всего 0.204 мм2.

Получается, что сечение жилы витой пары крайне мало, и ток, который можно передавать по ней, тоже крайне мал. В случае слаботочного питания надо искать не предельный ток, который можно передавать по витой паре, чтобы она не расплавилась, а падение напряжения в ней. То есть, нужно знать длину кабеля, ток нагрузки и удельное сопротивление, далее по закону Ома считать падение напряжения в кабеле, чтобы получить напряжение, которое придёт на питаемое устройство, пройдя по кабелю. Я рассматривал эти расчёты, когда писал про питание светодиодных лент.

Кабели для шины

Если у нас по помещениям раскинута шина CAN или RS485 или KNX, а на шине висят устройства, которые от неё питаются, то надо внимательно отнестись к выбору кабеля для шины. Если мы подключаем десяток датчиков Wirenboard на одну шину длиной до 60-70 метров, то проблем не будет, так как ток потребления небольшой и длина линии небольшая. Если мы переносим шину в какой-то промежуточный щит, в котором стоят модули, то в этом щите лучше поставить отдельный блок питания для надёжности. Ну а в общем случае можно использовать не витую пару для передачи питания, а что-то потолще. Например, КПСВЭВ 2х2х0.75 имеет честную площадь сечения каждой жилы именно 0.75мм2, то есть, в 3.7 раза больше, чем витая пара. Соответственно, падение напряжения в 3.7 раза меньше. Но и кабель сильно толще. И запасных жил меньше.

Специальные интерфейсные кабели для RS485 обычно имеют также небольшое сечение, у них диаметр жилы обычно порядка 0.6-0.8мм. Они не предназначены для питания большого количества потребителей на шине.

Специальные кабели для шины KNX обычно имеют диаметр 0.8мм.

У устройств KNX, надо заметить, потребляемый ток крайне мал, это единицы микроампер. Некоторые устройства требуют отдельного питания 24 вольта, например, большие сенсорные панели, к ним питание можно проложить отдельным кабелем типа 2х0.75.

220 вольт по витой паре

Затрону этот вопрос. Уж очень часто его задают. Даже если принять во внимание, что площадь сечения витой пары всего 0.2мм2, то по нему, казалось бы, можно передать 220 вольт на что-то совсем слабое, ватт на 100. Но нет! Вы забываете о том, что никакая витая пара не рассчитана на то, что по ней будут передавать такое напряжение. Это уже характеристика не жил кабеля, а сопротивления изоляции кабеля.

Эту характеристику надо смотреть в описании каждого конкретного кабеля. Вот витая пара 5-й категории от завода Паритет.

Максимальное напряжение — 145 вольт.

Вот кабель Lapp ETHERLINE® Cat.5e:

Тут максимальное напряжение 125 вольт.

Так что ни о какой передаче 220 по витой паре даже не думайте. В случае крайней необходимости можно взять два разных кабеля, в каждом скрутить жилы между собой и подать по ним фазу и ноль. Полагаю, внешняя изоляция напряжение точно выдержит.

Не покупайте дешевую витую пару

Предупреждаю всех клиентов — не стоит покупать дешёвую витую пару! Совсем дешёвая — это меньше 10-12 рублей за метр. На совсем дешёвой написано CCA, это означает, что жилы сделаны не полностью сделанные из меди, а омеднённые. На медной написано CU (купрум!).

Далее смотрим на диаметр. 0.46 нежелателен, желателен 0.51. Вроде, разница небольшая, но сказывается на качестве кабеля.

Что такое некачественный кабель? Это такой, который вы подключаете в выключатель, а жила ломается. Причём, у самого выхода жилы из стены, то есть, этой жилы больше нет. Вот это самая неприятная ситуация. Рекомендуется брать кабели таких производителей как Lapp, Hyperline, Legrand, Cavel. Пусть кабель получится дорогой (рублей 50 за метр), но в ответственных стройках из-за некачественного кабеля могут возникнуть проблемы, стоимость решения которых будет гораздо выше стоимости кабеля.

Если есть возможность купить кабель в бухте не 305 метров (опять американский стандарт — 100 футов), а 500 или 1000 метров, то будет меньше обрезков.

Не надо для передачи сигналов брать кабель 6-й или даже 7-й категории (если только вам не нужна 10-гигабитная сеть), повышенная категория не означает автоматически более высокое качество. Кабель 6-й категории более жёсткий, чем 5-й, его менее удобно заводить в слаботочный шкаф. Если кабели компьютерной сети 6-й категории заводить в коммутатор в слаботочном шкафу без патч-панели, то их будет очень сложно так загнуть, чтобы они зашли в коммутатор и дали закрыться крышке шкафа.

21,630 просмотров всего, 10 просмотров сегодня

Какое поперечное сечение у витой пары: ответ от специалиста

Всем привет! В статье мы поговорим про сечение витой пары. Конечно, для подключения интернета в домашних условиях данная характеристикам почти на важна. Но для системных администраторов и инженеров данная статья будет полезной, так как от площади поперечного сечения зависит не только максимально поддерживаемая скорость кабеля, но также дальность действия сигнала без применения повторителя.

По сути, это вторая часть статьи про витую пару. Поэтому если вы её не читали, то советую начать именно с неё, так как некоторые моменты я буду брать оттуда. Если у вас будут какие-то вопросы, замечания или дополнения – пишите в комментариях. Я такой же человек как и вы, и не всё могу знать, но всегда буду рад услышать от других специалистов что-то новое.

Важные характеристики кабеля

Очень часто в бухте или на самом кабеле можно встретить определенные характеристики, которые сильно влияют на пропускную способность кабеля. Чаще всего используются три. Давайте сначала рассмотрим AWG или American Wire Gauge (Американский калибр проводов). Тут все достаточно просто: чем меньше значение, тем толще провод. Число AWG говорит про количество потягиваний основы WAG 0 (8мм) через определенное отверстие.

Но не будем вдаваться в подробности производства, так как это не совсем нужно. А нужны нам следующие характеристики, а именно наша площадь поперечного сечения. Достаточно взглянуть на таблицу ниже.

Одна жила

AWG	Диаметр	Площадь поперечного сечения, мм 2
18	1.019	0.816
19	0.911	0.652
20	0.812	0.518
21	0.723	0.411
22	0.642	0.324
23	0.573	0.258
24	0.510	0.204
25	0.454	0.162
26	0.403	0.127

Как видите, с уменьшением AWG каждый проводок увеличивается в диаметре, а также подрастает показатель поперечного сечения. Именно от показателя AWG и можно отталкиваться, смотря на категории кабелей. Так как площадь поперечного сечения растет, то по кабелю можно передавать ток куда большей частоты, от чего может расти скорость. Такие кабели часто используют в серверах.

Давайте взглянем на следующую таблицу, где расписаны категории сетевых кабелей:

Категория	Количество жил	Частота	Скорость	Расстояние/Затухание
CAT1	2	0,1 до 0,4 МГц	256 Кбит/с	200 м
CAT2	4	1млн. до 4 млн. Гц	4 Мбит/с.	150м
CAT3	8	16 млн. Гц.	10 – 100 Мбит /с.	100м
CAT4	8	20 млн. Гц	10 – 100 Мбит /с.	100м
CAT5 (класс D)	8	100 млн. Гц	100 – 1000 Мбит /с.	100 м
CAT5e	8	1–100 МГц	100 – 1000 Мбит /с.	100 м
CAT6 (класс E)	8	50 млн. Гц	10 Гбит /с.	55 м
CAT6a	8	500 млн. Гц	10 Гбит /с.	55 м
CAT7 (класс F)	8	600 – 1000 млн. Гц	10 Гбит/с	55 м
CAT8-8.1	8	1600 – 2000 МГц	40 Гбит /с.	80 м
CAT8.2	8	1600 – 2000 МГц	100 Гбит/с	50 м

Если взглянуть на таблицу, то можно заметить увеличение частоты. Нас будут интересовать провода с 5 категории, так как меньшая категория реже используется. Как вы видите, с каждым шагом увеличивается частота, из-за чего также растут AWG и поперечное сечение. Если вы читали мою прошлую статью, то помните, что я отмечал увеличение скорости изначально только за счет задействования всех проводков при передаче данных, а не отдельных пар.

Именно за счет этого можно добиться 1000 Мбит при передаче через обычный кабель, но не на далекое расстояние. Если же нужна большая скорость, то нужен общий экран, а также вокруг каждого проводка, чтобы защитить данные от электромагнитного воздействия. Далее для увеличения скорости до 10-40 Гбит в секунду надо увеличить частоту, а, следовательно, и диаметр кабеля.

Именно поэтому лучше всего также смотреть именно на категории проводов, а не на одну характеристику. Также нужно учитывать тип экранирования, от этого также будет зависеть категория и цена, которая будет только повышаться. Об этом я писал в первой статье – ссылку я оставил в самом начале.

UTP, 24AWG, 5, 5е, 6, композит, FTP — перевод сокращенных обозначений характеристик сетевого компьютерного кабеля и коннектора.

В прайс-листах компьютерных фирм продающих витую пару — кабель медный и коннекторы rj-45 часто можно увидеть некоторые сетевые специфические термины, которые могут несколько озадачить при выборе — подборе кабеля и коннекторов для прокладки сети. Поэтому здесь собран FAQ наиболее часто встречающихся вопросов по расшифровки сокращений обозначений сетевых стандартов и терминов:

1. Итак последовательно рассмотрим все обозначения , самое главное при выборе сетевого кабеля — витой пары для сети: композит или CCA (омеднёнка)

• Пример №1: UTP 5 LAN 24AWG UTP4 Cat5e 4*2*0,51 4 пары, композит
• Тип кабеля композит
• Материал медь-алюминий

Как правило, если в кабеле написано «композит» или «композитный» — то соответственно в кабеле, где присутствует алюминий как минимум в соотношении 50 на 50 с медью.

Если этого слова нет, то как правило предполагается что в кабеле медь,

• Например: Кабель RJ45 UTP 5е 24AWG, 4 пары

Такой кабель в 2-5 раза дороже «композитного».

Очень часто на «композитном» кабеле даже на расстоянии 15-20 метров поднять гигабитное соединение не возможно. Если конечно не повезет с производителем, заклинанием шаманов, положением звезд в вселенной и тд. Но в обычной «жизни» как правило и 100-мегабитного как правило хватает — как говориться все решает ваш бюджет.

Так же причиной невозможности поднять гигабитное соединение может быть плохая как правило дешевая обжимка, которая недодавливает пины коннектора RJ-45.

И о самом простом:

UTP — англ. Unshielded twisted pair – переводится как неэкранированная витая пара.

LAN — англ. Local Area Network — перводится как Локальная вычислительная сеть ЛВС (локальная сеть = компьютерная сеть).

Но есть еще один значимый и важный нюанс, иногда слово композит отсутсвует, но присутсвует синоним — сокращение «CCA»:

• Пример №2: Кабель — UTP 5 LAN 24AWG UTP4 Cat5e 4*2*0,51 CCA, 4 пары

CCA — расшифровывается как Copper Clad Aluminium — в переводе — алюминий плакированный медью.

Т.е. кабель произведен не из меди, а из алюминия (омеднёнка). Плакированный провод получают перемещением медной трубы внутри которой расположен алюминиевый провод.

Такой плакированный провод начинает обладать достаточно значительной частью характеристик настоящего медного провода. Однако естественно во всем ему уступает. В особенности повышенным сопротивлением. Такой кабель сечением 0,22 мм 2 обладает сопротивлением порядка 150-180 Ом/км, т.е. практически в два раза большим. Алюминий есть алюминий, и он ни когда не станет чистой медью.

Но цена такого провода как уже писалось выше в два — пять раз дешевле оригинального медного.

• Пример №3: Кабель UTP 5е LAN 24AWG UTP4 Cat5e 4*2*0,51 CCA, 4 пары

4*2*0,51 — расшифровывается как 4 сдвоенных провода, диаметр сечения каждого из которого по 0,51мм, т.е. он полностью соответствует (равнозначно) калибру — 24AWG.

24AWG — общепринятый тех-стандарт для обычной не экранированной витой пары категории (типа кабеля) UTP4.

Сокращение, аббревиатура 24AWG — переводиться как American Wire Gauge (Американский Калибр Проводников) — что по факту просто является диаметром сечение кабеля. При этом больший калибр имеет более тонкий кабель.

Тип кабел (категория) UTP3 — соответствует 26 AWG — UTP cat.3 с соответствующим сечением — 0.40 квадратных миллиметров. Применяется в настоящее время для передачи аналогового сигнала в телефонных линиях.

Американский калибр проводников AWG – определяется количеством технологических этапов, т.е. проволку по-этапно пропускают через отверстия все меньшего и меньшего диаметра. Американский калибр проводников AWG — переводится в диаметр для одножильных кабелей по одной формуле, для многожильных — по другой.

Диаметр и площадь поперечного сечения проводников.

AWG Для одножильного кабеля	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм 2
18	1.020	0.817
19	0.912	0.653
20	0.813	0.519
21	0.724	0.412
22	0.643	0.325
23	0.574	0.259
24	0.511	0.205
25	0.455	0.163
26	0.404	0.128

AWG Для многожильного кабеля	Количество жил	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм 2
22	7	0.762	0.352
22	19	0.787	0.380
22	26	0.762	0.327
24	7	0.610	0.226
24	10	0.584	0.200
24	19	0.610	0.239
24	42	0.584	0.201
26	7	0.483	0.140
26	10	0.553	0.127
26	19	0.508	0.153

2. Различия в конекторах RJ-45 — категория 5е, отличие от категории 5, категория 6

• Коннектор RJ-45, 8P8C, категория 5, обжимной
• Коннектор RJ-45, 8P8C, категория 5е, обжимной
• Коннектор RJ-45 PLUG-8P8C-U-C6, 8P8C, категория 6

Ниже приведем характеристики данных кабелей, а пока просто скажем главную суть отличия: категория 5е отличается от категории 5 — толщиной напыления на контакты для уменьшения сопротивления. Т.е. 5е категория обладает несколько большим запасом эксплуатационных характеристик. Отличие кабеля категории 6 от 5е — аналогично.

Обозначение 5Е — расшифровывается как — «Расширенная» (Expanded).

8P8C — разъем для компьютерной розетки, а RJ-45 — коннектор — штекер для данной розетки в котором провода витой пары опресовываются 8 контактами коннектора.

RJ-11 и RJ-12 название коннекторов (штекеров, “джек”) для телефонного кабеля. Предназначен для подключения телефонных аппаратов, факсов. RJ-11(2 контакта-пина в коннекторе, остальные пазы пусты), в RJ-12 (6 контактов в коннекторе). Т.е RJ-12 более универсален. Его так же применяют в других устройствах. Например, в контрольно кассовых устройствах через него подключается денежный ящик к кассовум аппарату. 6P6C— телефонная разетка.

Подробнее рассмотрено в таблице ниже — «Параметры — характеристики канала категорий — классов»:

Параметры канала Категорий 5, 5e, 6, 7 и Классов D, E, F

Параметр	Категория 5 и Класс D (в соответствии с TSB95 и ISO/IEC JTC 1/SC25 487)	Категория 5e (Приложение 5 к TIA/EIA-568-A)	Категория 6 и Класс E (значения для 250 МГц даны в скобках)	Категория 7 и Класс F (значения для 600 МГц даны в скобках)
Частотный диапазон	1–100 МГц	1–100 МГц	1–250 МГц	1–600 МГц
Затухание	24 дБ	24 дБ	21,7 дБ (36 дБ)	20,8 дБ (54,1 дБ)
NEXT	27,1 дБ	30,1 дБ	39,9 дБ (33,1 дБ)	62,1 дБ (51 дБ)
PS NEXT	24,1 дБ (только для Класса D)	27,1 дБ	37,1 дБ (30,2 дБ)	59,1 дБ (48 дБ)
ACR	3,1 дБ	6,1 дБ	18,2 дБ (–2,9 дБ)	41,3 дБ (–3,1 дБ)
PS ACR	—	3,1 дБ	15,4 дБ (–5,8 дБ)	38,3 дБ (–6,1 дБ)
ELFEXT	17 дБ	17,4 дБ	23,2 дБ (15,3 дБ)	разрабатывается
PS ELFEXT	14,4 дБ	14,4 дБ	20,2 дБ (12,3 дБ)	разрабатывается
Возвратные потери	8 дБ	10 дБ	12 дБ (8 дБ)	14,1 дБ (8,7 дБ)
Задержка прохождения сигнала	548 нс	548 нс	548 нс (546 нс)	504 нс (501 нс)
Вариация задержки прохождения сигналов (skew)	50 нс	50 нс	50 нс	20 нс

Различия в категориях кабеля

Характеристика	Категория 5	Категория 5е	Категория 6	Категория 7
Тестовая частота	100 МГц	100 МГц	200 МГц	600 МГц
Совместимость с RJ-45	Да	Да	Да	Нет
Требования к тестерам

Тестовые параметры (дополнительно к требованиям Категории 5)НетPowerSum NEXT,PowerSum ELFEXT, PowerSum ACR, возвратные потери, задержка/перекос задержкиPowerSum NEXT,PowerSum ELFEXT,PowerSum ACR,возвратные потери,задержка/перекос задержки—

А теперь общая информация о категориях, однако понятие «категория» существует в североамериканском стандарте (TIA/EIA-568A), в европейском стандарте (ISO/IEC) это оно заменено на понятие «класс».

• Пример №4: Кабель UTP 5е LAN LsZh 24AWG UTP4 Cat5e 4*2*0,51 4 пары

Сокращение LsZh — англ. Low smoke Zero halogen переводится как низкое безгалогеновое дымовыделение при тлении — горении..

Кабель категории 5 (Cat. 5) — тип кабеля для передачи сигналов, состоящий из 4-х витых пар. Используется в структурированных кабельных системах для компьютерных сетей, таких как Ethernet. Кабельный стандарт предоставляет производительность до 100 MHz и подходит для 10BASE-T, 100BASE-TX (Fast Ethernet), и 1000BASE-T (Gigabit Ethernet). Он также используется для телефонии и передачи видео-сигналов.

Кабель терминируется модульным разъемом RJ45, компьютерной розеткой rj45 или на патч-панели. Большинство кабелей 5-й категории являются неэкранированными. Для борьбы с помехами используют только свойства витой пары при передаче дифференциальных сигналов. Спецификация на категорию 5 была обновлена категорией 5e.

Спецификация для кабеля категории 5 была определена в ANSI/TIA/EIA-568-A, с уточнением в TSB-95. В этих документах указаны характеристики и требования к испытаниям на частотах до 100 МГц. Кабель разводится по любой схеме: T568A или T568B. Обе схемы работают одинаково хорошо и могут использоваться. Почти всегда контакты разъёмов 8P8C,и коннектор RJ-45, используются для подключения кабеля категории 5. Стандарт USOC/RJ-61 используется для многоканальных телефонных соединений.

Каждая из четырех пар кабеля категории 5 имеет свой шаг скрутки, чтобы минимизировать наводки между парами. Хотя общепринятыми считаются кабельные сборки, содержащие 4 пары, 5-я категория не ограничивается 4-мя парами. В магистральных кабелях может использоваться до 100 пар. Использование уравновешенной линии позволяет сохранить высокое отношение сигнал-шум, несмотря на помехи от внешних источников и наводки от других пар. Кабели категории 5 наиболее часто используюмы.

Кабели Cat 5 и Cat 5e обычно используют проводники AWG 24 — 26.

Максимальная длина сегмента кабеля
В соответствии со стандартом ANSI/TIA/EIA для медного кабеля категории 5е максимальная длина кабеля сегмента составляет 100 метров (328 футов).

Различия категории 5 и категории 5e
Спецификации категории 5е улучшают спецификации категории 5 путем ужесточения и внедрения новых спецификаций перекрёстных помех. Ширина полосы частот категорий 5 и 5e одинакова — 100 MHz. В заключение добавлю — мои советы по проклаке локальной компьютерной сети описаны здесь.

Кабель UTP cat.6, cat.6a — это витая пара с сечение проводов 0,57 кв. мм, плюс в нем применяется внутренний пластиковый корд, заполняющий все свободное пространство между жилами.

3. FTP или и STP — это экранированный кабель

• Пример: Кабель FTP 24AWG 4 пары

FTP — англ. Foiled twisted pair — это экранированный — фольгированный кабель, чаще всего применяется при монтаже вблизи радиочастотного оборудования, которое создаёт электромагнитные помехи. Достаточно сильно добавляет проводу жесткости и некоторой степени прочности. Применяется обычно внутри помещения.

FTP cat.5 вполне может быть выполнена из композита — омеднёнки = CCA. В FTP cat.5e применяются только медные провода.

S/UTP или STP — англ. Shielded unfoiled twisted pair – защищенный неэкранированный кабель (изоляция и оболочка из ПВХ).

S/FTP или SFTP — англ. Shielded foiled twisted pair – переводится как защищенный экранированный кабель.

📽️ Видео