Омедненная витая пара ITK

Качество кабеля витая пара, а именно об этом типе кабельной продукции пойдёт речь сегодня, определяется многими параметрами, которые регламентируются соответствующими нормативными документами: частотные характеристики, материал внешней оболочки и изоляции проводников, конструкция и тип токопроводящей жилы. Согласно требованиям ГОСТ 54429-2011 симметричные витопарные кабели для СКС и ШПД должны состоять из однопроволочных или многопроволочных токопроводящих жил, изготовленных из меди. Учитывая тот факт, что цена на медь как сырье для производства кабельной продукции (электротехническая медь) за последние два года выросла практически на 20%, законченные изделия из этого материала подорожали, а значит увеличилась и стоимость порта СКС.

Бытует мнение, что способами снижения расходов на организацию кабельной инфраструктуры здания являются уменьшение диаметра токопроводящей жилы, а также применение омеднённых витопарных кабелей, которые широко представлены на рынке. Действительно, на первый взгляд, использование омеднённых кабелей в качестве линейных сегментов несет определенную выгоду, так как стоимость стандартной упаковки 305 м кабеля с медными жилами примерно в 3,5 раза выше. Да и с точки зрения физических процессов всё на первый взгляд хорошо, в первую очередь из-за поверхностного эффекта, когда с увеличением частоты происходит вытеснение тока из внутренних слоёв проводника на его поверхность (Рисунок 1), иными словами, высокочастотный ток будет протекать в периферийной области проводника. Следовательно, достаточно взять проволоку, изготовленную из более доступного металла, и нанести на неё медный слой достаточной толщины методом плакирования или химического напыления (гальванизации). В итоге мы получаем кабель, на котором даже будет написано «категория 5е», но такая продукция не годится, когда речь заходит о структурированной кабельной системе, и вот почему.

Как известно, заключительным этапом построения СКС является проведение полевых испытаний специализированным прибором-тестером. Необходима данная процедура для того, чтобы определить соответствие параметров линии требованиям пределов, определяемых соответствующими кабельными стандартами, например, ISO 11801 или ГОСТ 53245-2008. В результате тестирования пользователь получает сформированный в автоматическом режиме отчёт, в который прибор включает важные параметры для витопарной линии. Проведённые в лаборатории ITK испытания кабельной продукции с медными и омеднёнными жилами показали, что омеднённые витопарные кабели могут соответствовать стандарту по ряду ключевых параметров, но если подойти к изучению вопроса более детально, то вырисовывается неудовлетворительная картина в области низких частот (примерно до 80 МГц из-за недостаточно выраженного поверхностного эффекта), параметрах сигнал/шум (ACR) и вносимых потерях (IL). Кроме того, электрическое сопротивление медных и алюминиевых проводников сечением 0,2 мм² (d=0,51 мм) и длиной 90 м отличается более чем в 1,5 раза, что особенно критично для такой технологии, как PoE (согласно стандартам 802.3af, 802.3at и 802.3bt для PoE допускается применение только медных витопарных кабелей).

Не стоит забывать и то, что существующие IDC-контакты адаптированы для подключения проводников с медными жилами, а это значит, что в процессе терминирования ножи контактов могут взаимодействовать как с медным слоем, так и с алюминиевым (а при недостаточной толщине медного напыления нож фактически будет иметь гальваническую связь только с алюминиевым проводником), что сводит на нет такие преимущества IDC-контакта, как герметичность, согласование импеданса и проявляемые диффузионные свойства. Иными словами, омеднённый кабель в проектах по СКС ITK^®применяться не может, так как данный элемент кабельной инфраструктуры не позволит предоставлять Заказчику гарантию на систему, которая рассчитана на длительный срок эксплуатации — 25 лет, даже если мы получим 100% PASS результатов при проведении сертификации СКС.

Но где же тогда можно использовать омеднённый кабель? Давайте разберёмся. Для начала следует напомнить, что на рынке представлено несколько типов омеднённых витопарных кабелей:

• CCA — Cooper Clad (Coated) Aluminum, алюминий покрытый медным слоем;
• CCS — Cooper Clad (Coated) Steel, сталь покрытая медным слоем.

В первом случае в качестве основного проводника, на который наносится медный слой, применяется алюминий, во втором случае — сталь. Следует заметить, что омеднённые кабели с проводниками, изготовленными по первому типу, являются наиболее распространёнными в силу несколько лучших механических характеристик (например, гибкость). Теперь разберёмся с терминологией «Clad» и «Coated». «Clad» означает плакирование — процесс совместного протягивания алюминиевой и медной заготовки, при которой в медную трубку закладывается алюминиевый пруток, после чего полученную биметаллическую заготовку нагревают и подвергают процессу волочения. При этом оба металлических слоя как бы спекаются. Полученная в результате плакирования проволока чаще всего содержит около 30% меди и 70% алюминия. «Coated» — покрытие проводника (алюминиевого) медью, при этом медный слой составляет порядка 8%, что существенно влияет на стоимость готового изделия, но ухудшает передаточные характеристики линий, смонтированных на данном типе кабеля. Как мы видим, не все омеднённые кабели одинаковые, но все представляют собой биметальную связку, которая отрицательно влияет на предсказуемость сети и её долговременную эксплуатацию.

Иными словами, при выполнении проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ по реализации проектов СКС, систем охранного телевидения и контроля доступа следует использовать только кабели с медными токопроводящими жилами. Применение омеднённых кабелей будет оправдано только в случае инсталляции временных, коротких линий связи, при ограниченном бюджете, но даже в этом случае никто не сможет гарантировать правильную работу вашей сетевой инфраструктуры.

Подведём итог вышесказанному:

1. Кабельные системы здания, использующие витую пару для передачи информационных сообщений, должны строиться на кабелях с медными токопроводящими жилами.
2. Омеднённая витая пара не гарантирует исправную работу системы на протяжении всего срока эксплуатации.
3. Технология удалённого электропитания — PoE — не совместима с омеднёнными кабельными системами.
4. Применение омеднённой витой пары оправдано только в бюджетных низкоскоростных решениях без системного подхода.