Какой выбрать кабель UTP – омеднённый алюминий или медный?
Позавчера обратился постоянный клиент, в связи с переездом в другое крыло здания, требовалось провести структурированную кабельную сеть (СКС) длиной 310 метров в 5 офисных помещений, обжать коннекторы для 14 компьютеров и 4 оргтехники (МФУ, плоттер, принтер), обвязать все это через роутер и маршрутизатор. Все устройства до жути знакомы, так как клиент постоянный и обращается в месяц раз, а еще, всю эту работу я уже проделывал в первом крыле. Во время проведения работ столкнулся с некоторыми вопросами, ответ на которые дал мне этот блог https://www.vistlan.ru/info/blog/, может кому-то будет интересен. Так вот, в процессе работы мне пришла мысль описать и сравнить наиболее популярные виды сетевых UTP кабелей.
На рынке уже давно помимо медного UTP кабеля, есть омедненный алюминий, который стоит в 3 раза дешевле. Многие не раздумывая берут второе, так как цена, значительно ниже. Но давайте рассмотрим, действительно ли витая пара из биметалла так хороша?
Преимущества и недостатки кабеля с омедненным алюминием
Такой кабель вкратце обозначают CCA, что расшифровывается как «Copper Coated Aluminum» и «Cooper Clad Aluminum». В этой витой паре внутренний стержень состоит из алюминия, а наружная часть покрыта слоем меди.
Как уже указывал, стоимость омеднённого кабеля Cat 5e в несколько раз ниже, в отличии от полноценного медного. Алюминий имеет более высокое сопротивление, чем медь, поэтому скорость ниже, поддержка высокочастотной передачи отсутствует. Однако, имея омеднённую поверхность это снимает все ограничения, так как передача происходит по внешней части проводника. Но, не все так просто, как описано в теории.
Еще одним минусом является нагрев проводников. Ни для кого не секрет, что контакт меди и алюминия под напряжением вызывает нагрев, а когда провода в пучке, это создает сильный перегрев, и оплетка кабеля начинает плавиться. Та же проблема при соединении медного ножа коннектора с алюминиевым сердечником проводника. Наверное, вы спросите, откуда напряжение в кабеле витой пары? Отвечу, напряжение может быть при использовании Power over Ethernet (PoE), в данном методе кабель используется ни только для передачи данных, но для подачи питания. А так как ток постоянный, то он проходит не только через медь, но и через алюминий, создавая большое сопротивление и нагрев.
Ни смотря на то, что омеднено-алюминиевый кабель активно используется в СКС, я делаю выводы, что лучше переплатить, чем потом доплачивать.
Плюсы и минусы медного кабеля витой пары
Минусов, пожалуй, нет, за исключением иногда встречаемых тонких жил. Производители зачастую пытаются сэкономить на расходе меди в процессе производства. Такие кабеля имеют тонкую сердцевину, в связи с чем провод ломается от сильного загиба; второй проблемой является обжим, ножи IDC не могут плотно контактировать с жилами. Ну вот, пожалуй, и все.
Айтишник
Вячеслав. Специалист по ремонту ноутбуков и компьютеров, настройке сетей и оргтехники, установке программного обеспечения и его наладке. Опыт работы в профессиональной сфере 9 лет.
Витая пара: медь VS «омедненка». Сравнение и рекомендуемые области применения
Физический уровень современных информационно-телекоммуникационных систем (ИТС) может быть реализован на различных принципах, но в большинстве случаев для этого используются проводные каналы связи. Для формирования оконечного участка, обеспечивающего подключение к ИТС различных терминальных приборов (телефонные аппараты, рабочие станции ЛВС, сетевые принтеры и т.д.) привлекается волоконно-оптическая элементная база (проекты класса PON на сетях доступа, а также FTTD и PoLAN — как аналог PON — в офисах), но, в основной массе случаев в этой области применяются симметричные кабели из витых пар. Они заметно опережающие свои волоконно-оптические аналоги по комплексу технико-экономических показателей.
На сетях доступа и в офисах, в которых информационная проводка на основании требований стандартов реализуется в форме структурированной кабельной системы СКС, кабельная составляющая заметно превышает затраты на остальные части проекта, т.е. на шнуры, коммутационные панели и пользовательские информационные розетки. Одновременно, в отличие от аппаратуры, затраты на физический уровень имеют тенденцию к росту, что связано главным образом с ростом цен на металлы и нефть, из которой формируется пластик изоляции проводов и оболочки.
Композитные ТПЖ как средство улучшение экономических параметров проекта и их основные свойства
Возможным направлением улучшения экономических параметров объекта является переход на биметаллические токопроводящие жилы (ТПЖ) витых пар. Суть этого решения состоит в том, что центральная часть ТПЖ формируется из алюминия, а оболочка оставляется медной (так называемые омедненные токопроводящие жилы). Передаточные параметры витых пар с такой структурой на высоких частотах за счет поверхностного эффекта не отличаются от медных.
Сформированный из них кабель оказывается:
Кабели с композитными ТПЖ обладают следующими недостатками:
Последнее определяется правилами передачи данных, принятыми для сетевых интерфейсов Ethernet — они функционируют в так называемой базовой полосе. За счет этого пропускную способность канала связи задают его параметры в низкочастотной области, в которой композитные ТПЖ дают заметно более высокое затухание по сравнению с чисто медными.
За счет сохранения внешнего диаметра проводов, шага скрутки и точности его поддержания, переходное затухание кабелей с медными и композитными ТПЖ отличий не имеет. Таким образом, шумовые параметры тракта на основе кабелей данных разновидностей не имеют существенных отличий.
Области применения кабелей различных разновидностей
На основании ГОСТ Р 54429-2011 кабели с биметаллическими ТПЖ не могут использоваться при построении СКС. Ограничение этого нормативного документа базируются на стремлении сохранения нормальной работоспособности оборудования РоЕ.
Ограничения ГОСТ Р 54429-2011 в части структуры ТПЖ не распространяются на сети доступа, которые являются второй основной областью применения кабелей из витых пар. Одновременно в этой области наблюдается заметно как меньшая продолжительность эксплуатации линий связи, так и более жесткие ценовые ограничения.
Способом обеспечения его заданного значения в данном случае становится ограничение длины, что компенсирует более высокое затухание.
Существенная часть линий сетей доступа имеет длину не свыше 100 м. С учетом перечисленных особенностей для подключения пользователей на таких линиях могут быть задействованы кабели с композитными ТПЖ серии Net.on. На линиях большей длины следует инсталлировать только чисто медные кабели класса не ниже SUPRLAN Standard.
Контакты:
| Ф.И.О. | Пирогов Роман нет отзывов |
|---|---|
| Должность: | Маркетолог |
| Компания: | ООО СУПР |
| Страна: | Россия |
| Телефон: | +7 (937) 221-96-90 Сообщите, что нашли информацию на сайте «Элек.ру» |
| Дата регистрации: | 22 августа 2016 г. Последний вход 1179 дней назад |
| Отправить сообщение |
Следите за нами в Life-режиме в Instagram
Деловые поездки, офисная жизнь, актуальные разработки в мире электротехники
Медь или алюминий в витой паре?
С недавнего времени внушительный сегмент структурированных кабельных систем заняли недорогие информационные кабели категории 5Е. Низкую стоимость этих кабелей обеспечивает особая конструкция, в которой используются одновременно два материала. Первый из материалов – алюминий. Из этого металла изготавливается 
сердцевина жилы кабеля. Второй металл – медь. Из нее изготавливается внешняя часть кабеля. Название этой конструкции – Copper Clad Aluminium Wire (в дальнейшем буде использоваться аббревиатура CCAW).
Популярность предложения обусловлена тем, что стоимость такого кабеля в несколько раз ниже аналогов по причине частичной замены дорогостоящей меди на более дешевый алюминий. Такая замена возможна благодаря понятию скин-эффекта, согласно которому передача высокочастотных сигналов осуществляется по внешней части проводника. Таким образом, замена меди на более дешевый алюминий не влияет на характеристики кабеля при работе с сигналами высокой 
частоты, а эффективность CCAW не уступает полностью медным аналогам.
Проблемы кабелей CCA
Самым важным условием для передачи сигнала является подключение кабеля к оборудованию. Простая истина, однако именно она является главной проблемой кабелей ССА. Но прежде чем углубляться в вопрос, немного отвлечемся.
Каждый изолированный проводник врезается в ножевые контакты соединителя.
Ножи соединителя разрезают изоляцию жилы и образуют в контакте вакуум.
Сила давления со стороны ножей обеспечивает жесткую фиксацию проводника, что гарантирует образование вакуумной среды в области контакта. Это обеспечивает системе срок эксплуатации, который не уступает сроку службы кабельной трассы.
Разработка вышеописанной технологии проводилась под СКC с медными кабелями. На работу с частично медными она не рассчитана. Отсюда и первая сложность эксплуатации этих CCAW.
Еще одна сложность возникает в связи с равномерностью импеданса – волнового сопротивления. Значение импеданса варьируется в зависимости от того, с какой частью проводника контактируют ножи соединителя – алюминиевой или медной.
К тому же, импеданс – не единственное, на что влияет разница металлов. Уже упомянутая технология IDC испытывалась на медных кабелях в рабочем температурном диапазоне от – 20 до + 70 градусов по Цельсию. У алюминия значения теплопроводимости и температуры плавления отличаются от меди, а значит и уверенности в том, что омедненный кабель будет обеспечивать надежную работу – нет.
Вдобавок ко всему стоит отметить, что ножи IDC, как правило, изготавливают из меди. Это значит, что в месте контакта могут сталкиваться алюминий и медь. А взаимодействие этих материалов вряд ли можно назвать надежным.
Негативные последствия использования CCAW
Очевидно, что омедненные кабели не так уж идеальны, как кажутся на первый взгляд. С другой стороны, теоретические опасения на практике оказываются несостоятельными. Но не в данном случае.
После монтажа и тестирования, по прошествии некоторого времени может обнаружиться, что контакт попросту пропал.
Такой внезапный простой сети может повлечь за собой ряд проблем, а, следовательно, и значительное увеличение затрат. Причиной сбоя может быть нарушение герметичности в месте контакта проводника и соединителя, что в свою очередь может возникнуть, как раз, из-за температурного изменения жил.
Явным недостатком омедненных кабелей является несовместимость с Power over Ethernet (PoE). Данная технология предусматривает, что абонентские устройства будут получать питание через те же кабели, по которым идет передача информации. Медные проводники прекрасно справляются с этой задачей благодаря низкому сопротивлению материала. Алюминий же имеет куда большее сопротивление, чем медь. А так как ток – постоянный, то он проходит не по поверхности кабеля, а во всему сечению проводника. Следовательно, использование CCAW приведет к огромной потере мощности питания и сильному нагреванию кабелей. В больших пучках проводов нагревание приведет к плавлению изоляции. Помимо этого, есть вероятность теплового расширения жил – это сделает кабель несовместимым с IDC соединителем и выведет из строя целый сегмент сети.
Заключение
На первый взгляд использование алюминиевой сердцевины кажется логичным и правильным решением. Однако при более детальном изучении оказывается, что идея несостоятельна по многим причинам. В первую очередь стоит отметить ненадежность соединения кабеля. Современные качественные соединители разработаны исключительно для полностью медных жил – только так можно быть уверенным в качестве и надежности соединения.
Омедненные кабели ССА обойдутся значительно дешевле, однако через относительно короткое время потребуют дополнительных затрат из-за возникших проблем с передачей данных.
Отсюда приходим к выводу, что для гарантированно качественной работы сети рекомендуется пользоваться полностью медными кабелями, хотя на практике LAN-кабель CCA неплохо работает.
Как выбрать витую пару
Что такое витая пара.
В этом гайде рассматриваются витопарные кабеля, предназначенные для передачи цифровой информации в сетях Ethernet. Существует множество кабелей иного назначения, содержащих витые пары – к ним информация из этого гайда может быть неприменима.
В данном гайде под витой парой подразумевается кабель связи, содержащий две или четыре пары изолированных проводников, скрученных между собой. Каждая пара предназначена для передачи одного сигнала: либо передаваемых данных, либо принимаемых.
При этом по одному из проводников пары сигнал передается в противофазе к другому – это позволяет избавиться от большинства электромагнитных помех: приемник, получив два сигнала по паре проводов, вычитает один сигнал из другого. При этом полезный сигнал (т.к. он идет в противофазе) усиливается, а помеха (идущая по обеим проводам в одной фазе) устраняется. Каждая пара проводов маркирована одним цветом, при этом один из проводов пары маркируется сплошным цветом, а второй – тем же цветом, но прерывисто или полосой.
С той же целью (защиты от помех) производится и скручивание пар – это обеспечивает одинаковое воздействие помехи на оба провода независимо от направления на её источник.
Применяется витая пара для прокладки аналоговых или цифровых телефонных сетей и для прокладки локальных вычислительных сетей, использующих, в основном, протокол Ethernet.
Характеристики витой пары.
Категория.
Как правило, категория кабеля обозначена в маркировке, нанесенной на оболочку кабеля через равные промежутки.
Категории 1, 2, 4 в данный момент практически не встречаются, 4-х парный кабель категории 3 изредка используется для прокладки телефонных линий. Категория 5 от 5е отличается крайне незначительно, поэтому найти в продаже кабель именно категории 5 практически невозможно. С 2000 года, после утверждения категории 5е, все производители, практически ничего не меняя в кабеле, начали наносить на него маркировку именно 5е. Эта категория и остается наиболее популярной по сегодняшний день.
Категория 5е подразумевает 4-х или 2-х парный кабель, который может быть использован в сетях 10BASE-T Ethernet, 100BASE-TХ Fast Ethernet (10 и 100 Мбит/с соответственно). 4-х парный кабель может применяться для прокладки сетей 1000BASE-T Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с). Максимальная длина кабеля без усилителей сигнала составляет 100м.
Кабель категории 6 содержит 4 пары проводников и может использоваться в сетях 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet (10 Гбит/с). При использовании в сетях со скоростью до 1000 Мбит/с максимальная длина кабеля этой категории – те же 100 м, при использовании в сетях со скоростью 10 Гбит/с – 55 м.
Категории 6а, 7 и 7а подразумевают экранированные кабеля для сетей со скоростью до 10 Гбит/с и протяженностью отдельной линии до 100 м. Использование экранированных кабелей накладывает определенные требования как к оборудованию, так и к условиям прокладки кабеля (наличие качественного заземления), что часто делает более привлекательным прокладку оптоволоконного кабеля. Удешевление же оптоволоконного оборудования и упрощение технологий прокладки оптоволоконного кабеля могут в скором будущем сделать вообще бессмысленным дальнейшее развитие витопарных кабелей.
При выборе категории кабеля следует иметь в виду, что она говорит только о качестве изготовления кабеля. Часто встречающееся в сети утверждение, что «кабель категории 5е работает на частоте 125 мГц, а категории 6 – на частоте 250 мГц» некорректно. Кабель работает на той частоте, на которой работает сетевое оборудование. Замена в сети 100BASE-TX кабеля категории 5е на кабель категории 6 не позволит перейти на 1 Гбит/с без замены сетевого оборудования (роутеров, свитчей, сетевых карт). Более того, если старый кабель 5е был качественным, замена его на Cat 6 нисколько не улучшит ни качество связи, ни её скорость.
И наоборот, на небольших расстояниях (до 10 м) в сетях 10GBASE-T можно использовать качественный 4-х парный кабель категории 5e – на качество и скорость связи это не повлияет.
Число пар.
Большинство кабелей содержит 4 пары проводов. Но в сетях 10BASE-T и 100BASE-TХ используется только 2 пары, поэтому большое распространение получил кабель категории 5е с двумя парами проводников – он легче, тоньше и дешевле 4-х парного. Но для сети со скоростью 10 Гбит/с он уже не годится.
4-х парные кабеля категории 5е иногда применяются для скрытой прокладки. При этом «лишние» две пары остаются в резерве и могут быть использованы в случае повреждения основных пар. Кроме того, существует сетевое оборудование, использующее «свободные» пары, например, для передачи аудиосигнала или служебной информации – в таких сетях тоже может быть использован 4-х парный кабель категории 5е.
Для частных ЛВС в квартире или частном доме можно порекомендовать скрытую прокладку провести 4-х парным кабелем категории 6, даже если предполагается устройство сети со скоростью 100 Мбит/с (вполне достаточной сегодня для большинства личных нужд). Это даст резерв для перехода на более быстрые сети без перепрокладки кабеля. А открытые участки и патч-корды можно сделать из кабеля, который наиболее оптимальным образом подходит для текущей сети. Для сетей со скоростью до 100 Мбит/с это будет 2-х парный кабель категории 5е, для скорости 1 Гбит/с – 4-парный 5е.
Тип витой пары чаще всего говорит о наличии/отсутствии экранирования и виде экрана.
Самым распространенным типом является UTP(Unshielded Twisted Pair – «неэкранированная витая пара»). Как следует из маркировки, экранирование на этом кабеле отсутствует. Часто можно услышать мнение, что кабель UTP не защищен от помех. Это не так. В кабелях UTP используется балансная защита от помех, достаточно эффективная в большинстве случаев.
FTP(Foiled Twisted Pair – «фольгированная витая пара») имеет общий экран из фольги, защищающий провода от мощных электромагнитных помех.
SFTP(Screened Foiled Twisted Pair – «экранированная фольгированная витая пара») поверх экрана из фольги имеет также сетчатый проволочный экран. Сетчатый экран усиливает экранирование кабеля и защищает тонкую фольгу внутреннего экрана от повреждений.
В то же время, простая прокладка кабеля FTP или SFTР вместо неэкранированного не решит проблемы с действительно серьезными помехами – для эффективной работы кабеля, оба его конца должны быть заземлены, как и использующееся сетевое оборудование. Кроме того, заземление должно быть качественным, что, например, в условиях многоквартирного дома может быть неосуществимо. Длинный тонкий провод заземления может сам работать как антенна, ловя дополнительные помехи. А если заземляющая шина (или провод PE в розетках) к земле фактически не подсоединен (что порой встречается), то заземленный на эту шину экран образует вместе с ней замкнутый контур, обеспечивающий прекрасный прием всех помех в округе.
Во-вторых, экран образует приличного номинала емкость, приложенную к рабочим проводам и глушащую (демпфирующую) сигнал – затухание амплитуды сигнала на экранированных проводах выражено сильнее.
В-третьих, разделка и обжимка экранированных проводов сложнее, чем для обычного неэкранированного кабеля. Нарушение же контакта между экраном и щечками разъема для экранированного кабеля нарушит заземление экрана и превратит его в антенну для ловли помех.
В-четвертых, повреждение экрана, приводящее к разрыву контакта (особенно легко возникающее на фольгированном кабеле при чрезмерном изгибе) также сведет на ноль защиту кабеля.
С учетом вышеизложенного, в условиях жилого помещения использование экранированных кабелей представляется неоправданным.
В качестве материала проводника используется либо медь, либо омедненный алюминий, изредка омедненная сталь. Омедненный алюминий обеспечивает худшие условия передачи сигнала, чем чистая медь, зато он намного дешевле. В то же время при выборе кабеля следует рассматривать информацию о материале жил, как дополнительную к его категории. Материал жил может иметь решающее значение, например, при длине линии, немного превышающей стандарт. В этом случае использование кабелей с медными жилами с большей вероятностью позволит установить связь. В нормальных же условиях эксплуатации все кабеля одной категории должны обеспечивать одинаковые условия связи независимо от материала жил.
Проводники в кабеле могут быть многожильные и одножильные. На качество связи это особого влияния не оказывает, выбирать жильность проводников следует из условий прокладки кабеля и его эксплуатации. Многожильные проводники более устойчивы к частыми изгибам, поэтому из таких кабелей можно делать патч-корды для ноутбуков или использовать их в линиях, которые периодически приходится перемещать с места на место.
Обычный кабель витой пары имеет ПВХ-оболочку (обычно серого, иногда синего или белого цвета), разрушающуюся под действием УФ-излучения и «дубеющую» на морозе. Поэтому для прокладки вне помещения следует использовать кабель со специальной полиэтиленовой оболочкой. Чаще всего она имеет черный цвет. Если предполагается часть линии прокладывать по воздуху, в кабеле должен быть несущий трос.
Варианты выбора.
Для прокладки домовой или квартирной сети скоростью до 100 Мбит/с по минимальной цене можно использовать 2-х парный неэкранированный кабель категории 5е. Он стоит от 500 до 1200 рублей за 100м.
Для прокладки домовой или квартирной высокоскоростной сети (или сети с запасом для развития) следует использовать кабель категории 6. Такой стоит от 1300 до 3300 рублей за 100 м.
Если требуется кабель для прокладки линии связи в условиях сильных помех от производственного оборудования, обратите внимание на экранированные кабеля и озаботьтесь наличием качественного заземления в местах прокладки кабеля и установки сетевого оборудования. Экранированный кабель будет стоить от 1300 до 3500 рублей за 100 м.
Для прокладки линии связи ЛВС на открытом воздухе потребуется соответствующий кабель по цене 1500-3500 рублей за 100 м.
Если же кабель еще предполагается натягивать между опорами, то следует обратить внимание на наличие несущего троса. Стоит такой будет 2800-3500 рублей за 100 м.
