AWG, диаметр и сечение витой пары: как разобраться в толщине жилы

Толщину проводника в витой паре записывают тремя разными способами. На одном кабеле написано 24AWG, на другом 4х2х0,52, в третьем описании стоит 0,205 мм². Кажется, что это разные характеристики, а на самом деле все три говорят примерно об одной и той же толщине: в нашем примере это четыре пары по два проводника диаметром 0,52 мм.

• Диаметр — толщина жилы поперёк, в миллиметрах. Самая понятная величина.
• Сечение — площадь поперечного сечения меди, в квадратных миллиметрах. У однопроволочной жилы это площадь круга, у многопроволочной — сумма сечений всех проволочек.
• AWG — американский калибр проводов, порядковый номер по своей шкале.

Дальше разберём, как они связаны, какая толщина нужна для разных задач и чем оборачивается заниженная жила. А в конце поговорим про наружный диаметр всего кабеля — он нужен, когда прикидываешь гофру и отверстие в стене.

Таблица пересчёта

Пересчитать диаметр в сечение можно самому. Площадь круга равна диаметру в квадрате, умноженному на 0,785. Для 0,51 мм получается 0,51 × 0,51 × 0,785 ≈ 0,204 мм².

AWG: американский калибр

AWG расшифровывается как American Wire Gauge, американский калибр проводов. Система появилась в XIX веке и с тех пор используется по всему миру, в том числе на кабелях, которые продают у нас.

Главная её особенность в том, что чем больше номер, тем тоньше жила. Двадцать второй калибр толще двадцать четвёртого, а двадцать восьмой совсем тонкий.

Объясняется это способом производства. Проволоку получают волочением, протягивая заготовку через отверстия всё меньшего размера, и номер калибра примерно соответствует числу таких протяжек. Чем больше проходов, тем тоньше получается проволока.

Шкала не линейная. Каждый шаг уменьшает диаметр примерно на десятую часть, поэтому разница между 24 и 23 AWG кажется мелкой (0,51 против 0,57 мм), а по площади сечения это уже заметные двадцать с лишним процентов.

Диаметр жилы: какой нужен для разных задач

Для домашней и офисной проводки типичный вариант — 24 AWG, то есть примерно 0,51 мм. Именно такая жила у большинства кабелей категории 5e.

У кабелей категорий 6 и 6A часто встречается жила потолще, 23 AWG, около 0,57 мм. Категория этого не предписывает, просто с толстой жилой производителю проще уложиться в строгие нормы по потерям сигнала. Cat6 с жилой 24 AWG тоже существует и стандарту соответствует.

22 AWG встречается там, где важно минимальное сопротивление: мощное питание по кабелю, ответственные линии. Дома он не нужен и в рознице попадается редко.

26 и особенно 28 AWG чаще всего встречаются в патч-кордах, коротких гибких шнурах. Тонкая жила там уместна, потому что на коротком шнуре сопротивление сказывается слабо, зато сам он получается мягким и тонким. Стационарные кабели с 26 AWG существуют, но у них сокращается допустимая длина линии. Российский ГОСТ такую жилу для СКС и вовсе не допускает, там нижняя граница 0,5 мм.

Толщина жилы влияет и на выбор коннекторов. У вилок RJ-45 и у модулей розеток указан допустимый диапазон калибров, и толстая жила 22 AWG может просто не войти в разъём, рассчитанный на 24–26 AWG. У разъёма смотрят ещё допустимый диаметр жилы вместе с изоляцией и совместимость с однопроволочным или многопроволочным проводником. Так что толще не всегда лучше, сначала посмотрите, что написано у коннектора.

Сечение витой пары: почему его почти не указывают

У силовых кабелей толщину традиционно указывают сечением: 1,5 мм², 2,5 мм², 4 мм². У слаботочных (к ним относится и витая пара) принято иначе, там пишут диаметр или калибр AWG.

Витую пару иногда ищут «сечением 1 мм²», по привычке от силового кабеля. Но у обычного сетевого кабеля таких жил не бывает. Один квадратный миллиметр — это диаметр около 1,13 мм, вдвое толще стандартной жилы, а у витой пары для локальных сетей сечение в районе 0,2 мм², то есть впятеро меньше.

Если вам действительно нужен кабель с жилой 0,75 или 1 мм², скорее всего речь про комбинированный кабель для видеонаблюдения. В нём рядом с парами проложены отдельные силовые жилы для питания камеры, и вот у них сечение как раз такого порядка. Сигнальные пары при этом остаются обычного сетевого сечения.

Особенности тонкой жилы

Тонкая жила бывает намеренной. У патч-кордов она даёт гибкость, а в телекоммуникационных шкафах, где к панели приходят десятки шнуров, тонкий кабель ещё и занимает меньше места. Это нормальное инженерное решение. А бывает заниженной, когда кабель продают как Cat5e для стационарной прокладки, а жилу ставят тоньше положенного, чтобы сэкономить медь. Речь дальше про второй случай.

Тонкая жила означает большее сопротивление, а из него следует и остальное.

• Сильнее затухание. Чем тоньше жила, тем меньше запас по потерям в линии. На коротком отрезке разницы можно и не заметить разницу, а на длинной трассе кабель быстрее выходит за допустимые параметры.
• Больше нагрев под питанием. Лишнее сопротивление превращается в тепло, а в пучке кабелей нагрев складывается.
• Выход за рамки стандарта. Для однопроволочных кабелей структурированных кабельных систем ГОСТ Р 54429-2011 задаёт номинальный диаметр жилы от 0,5 до 0,65 мм. Ходовые у подделок 0,48 и 0,46 мм в этот диапазон уже не попадают, так что заниженный диаметр — серьёзный повод насторожиться.

При этом категорию по линейке не определяют. Кабель должен выдерживать нормированные сопротивление, затухание, наводки между парами и другие электрические параметры, и толщина жилы тут только одна из составляющих. Утверждение «чем толще жила, тем выше скорость» кочует по статьям, но это не так: скорость задаёт категория, а диаметр влияет на запас по длине и на поведение под нагрузкой.

Читать подробнее о категориях витой пары

Толщина жилы и питание по кабелю

Если по линии пойдёт питание для камеры, точки доступа или уличного роутера, толщина жилы становится важнее обычного. Питание передаётся по тем же медным жилам, и чем выше их сопротивление, тем больше падает напряжение и тем сильнее греется кабель.

Для обычной стационарной линии с питанием чаще всего берут 23 или 24 AWG, и чем длиннее трасса и мощнее нагрузка, тем предпочтительнее толстая жила. В кабелях с повышенными требованиями к сопротивлению встречается и 22 AWG.

Тонкие патч-корды 26 и 28 AWG стандарт не запрещает. Стандарты семейства ANSI/TIA-568 допускают шнуры от 22 до 28 AWG, но учитывают повышенное затухание тонких понижающим коэффициентом по длине. Для 24 AWG он равен 1,2, для 26 AWG — 1,5, для 28 AWG — 1,95. У самых тонких есть и отдельное ограничение: суммарная длина шнуров 28 AWG в линии не должна превышать пятнадцати метров. И чем длиннее тонкие шнуры, тем сильнее приходится сокращать стационарную часть. Под питанием они ещё и сильнее греются, так что в плотных пучках их лучше избегать.

Смотреть стоит не только на калибр. В спецификации нормального кабеля указано сопротивление жилы и его разбаланс между проводниками, а у кабелей под питание бывает прямая отметка производителя о поддержке PoE. Толстая жила помогает, но сама по себе ничего не гарантирует.

И само собой, жила должна быть медной. Омеднённый алюминий при той же толщине имеет заметно большее сопротивление, так что все проблемы с нагревом и падением напряжения у него начинаются раньше.

Наружный диаметр кабеля

Диаметр жилы, о котором шла речь выше, нужен, чтобы понять характеристики, а наружный диаметр — чтобы прикинуть, поместится ли кабель в гофру, короб или просверленное отверстие.

Единой нормы здесь нет, каждый производитель делает по-своему, поэтому ниже типовые значения, а точное смотрите в спецификации.

Экранирование обычно прибавляет к диаметру, но фиксированной надбавки нет: у некоторых производителей экранированный кабель выходит даже тоньше неэкранированного той же категории.

У Cat6 и особенно Cat6A производителю нужно сильнее подавить взаимные наводки между парами. Способы разные — жила потолще, разделитель внутри, изменённая геометрия скрутки, — и каждый по-своему влияет на толщину. Поэтому кабели одной категории заметно отличаются по диаметру.

Гофра, короб и отверстие в стене

Гофра. Внутренний просвет у гофры заметно меньше её наружного размера. У ходовой гофры 16 мм внутри остаётся около 11 мм, у 20 мм — около 14 мм. Забивать трубу под завязку нельзя, кабель должен свободно протягиваться, а в плотной укладке он ещё и хуже отводит тепло. Монтажники обычно ориентируются на то, чтобы кабели занимали не больше 40% площади внутреннего сечения.

Прикидка для кабеля диаметром около 5 мм: в гофру 16 мм свободно ложится один, два уже впритык. Для двух берут 20 мм, для трёх-четырёх — 25 мм.

Отверстие в стене. Его сверлят с запасом на гофру, а не по диаметру кабеля. Под гофру 16 мм нужно отверстие от 18–20 мм, под 20 мм — от 22–25. Если кабель идёт без гофры, всё равно оставляют пару миллиметров запаса, иначе протягивать неудобно, а острая кромка отверстия может повредить оболочку.

Кабель-канал. Тут смотрят внутренние размеры и прикидывают, сколько места займёт весь пучок. Складывать диаметры в одну строчку не нужно, кабели ложатся в несколько рядов. Главное оставить запас, чтобы крышка закрывалась, а кабели не были пережаты.

Чем измерить

Если кабель уже в руках и хочется проверить толщину, понадобится инструмент.

• Микрометр — самый подходящий вариант для жилы. Он даёт сотые доли миллиметра, а разница между 0,51 и 0,48 как раз в этом диапазоне.
• Штангенциркуль годится для наружного диаметра кабеля. Для жилы он грубоват, погрешность сопоставима с тем, что вы пытаетесь измерить.
• Линейка не подойдёт ни для того, ни для другого, кроме прикидки на глаз.

Жилу перед измерением зачищают от изоляции. И помните, что измерять надо саму медь, а не проводник вместе с цветной изоляцией — иначе получите миллиметр с лишним и решите, что вам продали что-то необыкновенное.

Вопрос-ответ

Что означает 24 AWG на кабеле?

Это калибр жилы по американской системе, он соответствует диаметру примерно 0,51 мм и сечению около 0,21 мм². Самый распространённый вариант для витой пары категории 5e. Чем больше число AWG, тем тоньше жила: 23 AWG уже толще, а 26 AWG заметно тоньше.

Чем сечение отличается от диаметра?

Это две записи толщины. Диаметр измеряют поперёк жилы в миллиметрах, сечение — это площадь её круга в квадратных миллиметрах. Для круглой однопроволочной жилы они пересчитываются друг в друга: диаметр в квадрате умножить на 0,785.

Бывает ли витая пара сечением 1 мм²?

У стандартной четырёхпарной витой пары для локальных сетей таких жил не используют, там сечение около 0,2 мм², то есть впятеро тоньше. Сечение около 1 мм² бывает у силовых жил в комбинированных кабелях для видеонаблюдения, где рядом с парами идут отдельные проводники питания.

Что лучше, 23 или 24 AWG?

Зависит от задачи. Для домашней сети хватает 24 AWG. Более толстый 23 AWG имеет меньшее сопротивление, поэтому он полезен на длинных трассах в пределах нормированной длины и там, где по кабелю идёт мощное питание. Скорость от толщины жилы при этом не зависит, её определяет категория кабеля.

Какой наружный диаметр у витой пары?

У обычной неэкранированной Cat5e примерно 4,7–5,5 мм, у Cat6 разброс шире, от 5,3 до 7,3 мм, у Cat6A от 5,8 мм и больше. Экранирование обычно прибавляет к диаметру, но фиксированной надбавки нет. Единой нормы на наружный диаметр не существует, так что смотрите спецификацию конкретной модели.

Какая гофра нужна для витой пары?

Для одного кабеля Cat5e достаточно гофры 16 мм, для двух берут 20 мм, для трёх-четырёх — 25 мм. Ориентироваться нужно на внутренний просвет, а не на наружный размер гофры, и занимать не больше 40% площади внутреннего сечения, чтобы кабель свободно протягивался.