Когда речь идет о витой паре, мы часто говорим о категориях кабеля, скорости и пропускной способности. Однако есть и другие более важные физические параметры, которые напрямую влияют на эти характеристики. Диаметр и сечение жилы являются одними из таких «невидимых» основ, которые определяют, насколько далеко и стабильно будет ходить сигнал.
Представьте себе медную жилу внутри кабеля, которая служит дорожкой для электрического сигнала. Ее диаметр — это просто толщина жилы, а сечение — это площадь поперечного среза жилы, которая определяется через ее диаметр. Хотя эти два параметра тесно связаны, чаще всего в технических спецификациях указывается именно сечение, потому что оно имеет решающее значение для электрического сопротивления.
Для магистральных линий или протяжённых сегментов сети всегда используется кабель с увеличенным сечением, потому что более толстая жила легче проходит сигнал, что означает меньше потерь на длинных участках, более высокую устойчивость к помехам и более стабильное соединение на больших расстояниях.
На практике в большинстве офисных и домашних сетей используется кабель с жилами сечением 0.5–0.52 мм2, который является стандартом для высококачественных витых пар категорий 5e и 6. Также доступны более тонкие кабели сечением 0.4–0.45 мм2, но они больше подходят для коротких патч-кордов. Если вам нужно проложить линию длиной 80–100 метров, рекомендуется использовать кабель с сечением 0.56–0.58 мм2, поскольку он обеспечит
Сечение и диаметр витой пары — это не то же, что и диаметр, хотя их часто путают. Диаметр — это толщина провода вместе с изоляцией, а сечение — это площадь медной жилы внутри, которая определяет качество передачи сигнала и расстояние, на которое можно передавать данные без потерь. Когда вы покупаете витую пару, лучше смотреть на сечение, потому что оно лучше показывает качество провода.
Диаметр или площадь сечения
Некоторые люди не знают одного важного момента. На упаковке кабеля «витая пара», также известного как UTP, FTP или F/UTP, обычно написано 4х2х0.51 (иногда 4х2х0.52). Это означает, что в кабеле четыре перевитых пары и две жилы в каждой паре, диаметр которых составляет 0.51 миллиметра. Не сечение, а диаметр!
На силовых кабелях (ВВГ, NYM, КГВВ или МКШ) всегда написано сечение в квадратных миллиметрах, например, 3х1.5, 5х4 или 2х0.75. Мы уже знаем типичные максимальные токи, которые могут идти по таким кабелям, например, 1,5-10 ампер или 2,5-16 ампер, и кажется, что витая пара может выдержать пару ампер.
Но нет! Исторически сложилось так, что у витой пары указывается не диаметр, а площадь сечения, что приводит к дикой путанице.
На многих сайтах мы ошибочно указали, что значение y витой пары 0,5–0,6 относится к сечению, а не к диаметру.
Что такое AWG
На витой паре есть буквы AWG. Это американский стандарт, который определяет диаметр кабеля. Кроме того, более тонкий кабель, когда есть больше цифр после букв AWG. Простая табличка ниже:
Соотношение между диаметром жилы кабеля и площадью его сечения показано в этой же табличке. По формуле S = pi * R^2 (сечение = 3,14 * радиус в квадрате) можно получить те же цифры, если это необходимо. Не забывайте, что радиус равен половине диаметра.
Стандартный кабель AWG 24 имеет диаметр каждой витой пары 0.51 мм и площадь сечения 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 RS485 обычно имеют маленький диаметр (обычно от 0,6 до 0,8 мм) и не предназначены для питания большого количества потребителей на шине.
В большинстве случаев специальные кабели для шин KNX имеют диаметp 0,8 мм.
Надо отметить, что устройства KNX потребляют очень мало тока в единицах микроампер. Большие сенсорные панели, например, требуют отдельного питания 24 вольта, но к ним можно подключить отдельный кабель типа 2×0.75.
220 вольт по витой паре
Затрону этот вопрос, который очень часто задают. Даже если принять во внимание, что площадь сечения витой пары составляет всего 0,2 мм2, кажется, что она способна передать 220 вольт на 100 ватт. Однако вы забываете о том, что витая пара не рассчитана на передачу такого напряжения; это функция сопротивления изоляции кабеля, а не жил.
Эту характеристику надо смотреть в описании каждого конкретного кабеля. Вот витая пара 5-й категории от завода Паритет.
Максимальная нагрузка составляет 145 вольт.
Кабель Lapp ETHERLINE® Cat.5e представлена ниже:
У него может быть максимальное напряжение 125 вольт.
Даже не думайте о том, чтобы подключать 220 к витой паре. В случае крайней необходимости можно использовать два разных кабеля, скрутив жилы между собой, и подавая фазу и ноль по каждому из них. Полагаю, внешняя изоляция точно выдержит напряжение.
Таким образом, выбор между различными диаметрами витой пары и сечениями — это не просто техническая проблема; это решение влияет на помехоустойчивость вашей сети и на расстояние, на которое вы можете передать сигнал без потерь.
Более тонкий и гибкий кабель лучше подходит для домашней или офисной сети на небольшие расстояния, потому что он дешевле и проще укладывать. Однако если вам нужно создать мощную точку доступа или проложить линию на большие расстояния, лучше использовать кабель с большим сечением жилы.
Наконец, учитывая свои цели и условия, не стоит переплачивать за толстый кабель, если в нем нет реальной необходимости. Также не разумно экономить, покупая самый тонкий кабель для ответственного участка сети. Правильный баланс этих параметров гарантирует стабильное и быстрое соединение.
