Problém použití stíněných kabelů stále nemá jasné řešení. Odpověď na otázku položenou v nadpisu se zdá být jasná: na ochranu před rušením. Ale pečlivá analýza ukazuje, že tato odpověď je nejednoznačná. Z vnějšího rušení nebo z přechodného rušení uvnitř kabelu? Jak chrání obrazovku před rušením vyzařovaným samotným kabelem? Existují jiné účinné a levné techniky proti rušení? Jak souvisí parametry kabelu s přítomností stínění? Budeme se zabývat některými vznesenými otázkami. Některé standardy kabeláže podporují stíněné kabely, zatímco jiné je poskytují jako alternativu k nestíněným kabelům. Nejobecnější doporučení je toto: nejprve vytěžte maximum z nestíněných kabelů, a pokud se to ukáže jako nedostatečné, pak použijte dražší a složitější stíněné systémy.

Existují dva známé stupně ochrany kabelu proti rušení:

A. symetrie a výběr kroků kroucení; b. stínění, vnější i vnitřní.

Symetrie

U krouceného (krouceného) páru jsou vodiče prohozeny – tím jsou dosaženy symetrické podmínky pro buzení rušení ve vodičích páru, tedy rovnováha. V dokonale symetrickém páru se rušení indukované ve vodičích páru ruší. V praxi samozřejmě neexistuje úplná rovnováha a určité výsledné rušení zůstává. Totéž lze říci o vyzařované interferenci: čím lepší je rovnováha páru, tím méně kroucený pár vyzařuje ven do okolí. U vícepárového kabelu se kroucené páry vzájemně ovlivňují. Jsou-li páry zkroucené se stejnou výškou tónu, pak jejich vzájemný vliv bude téměř stejný, jako kdyby nebyly zkrouceny vůbec. Snaží se proto páry kroutit různými kroky, jejichž výpočet vzájemného vztahu je poměrně obtížný úkol. Konečný výběr kroků kroucení se provádí experimentálně.

K dosažení maximální symetrie (vyváženosti) páru potřebujete:

  1. precizní výroba drátů obsažených v páru, dosažení jejich identity;
  2. kroucení drátů do párů s přesnými a rovnoměrnými roztečemi;
  3. matematicky vypočítaný a maximálně pozorovaný poměr kroků kroucení všech čtyř párů.

Podívejme se na tyto podmínky podrobněji.

Precizní výroba párů vodičů. Stabilita základní buňky (rozteč zkroucení) páru je ovlivněna přesností, s jakou jsou dráty obsažené v páru vyrobeny. Vzhledem k tomu, že se rozměry drátu po jeho délce (hlavně průměr izolace) mění, mění se o stejnou nepatrnou hodnotu i rozměry základní buňky. Vzhledem k tomu, že takových buněk je hodně, celkové rušení se ukazuje jako velmi významné. V důsledku toho je nutné během výroby přesně dodržet průměr a excentricitu izolace vodiče a její dielektrické vlastnosti.

ČTĚTE VÍCE
Jaká barva vlasů je nejlepší pro bledou pleť?

Přesně udržovaná rozteč twistu. Zde je to stejné: nestabilní krok vede k rozptylu velikosti jednotkové buňky podél její délky. Tento faktor je také extrémně slabý, ale integrální efekt obrovského počtu kroků je významný. Proto je důležité používat metodu kroucení drátu, která poskytuje největší přesnost stoupání kroucení, a to i za cenu snížení produktivity zpracovatelského zařízení.

Optimální poměr kroků kroucení. U vícepárového kabelu závisí stupeň ovlivnění mezi páry také na volbě poměru kroků kroucení sousedních párů. Nejbystřejší mozky v kabelové technologii se tímto problémem zabývaly; Využíváme výsledky jejich práce. Zde není na místě diskutovat o příslušných pracích, ale podotýkám, že existuje matematicky vypočítaný poměr kroků kroucení sousedních párů vícepárového kabelu. Výzkum tohoto problému stále probíhá, takže proces ještě není dokončen. V praxi za prvé není možné tento poměr přesně dodržet – takové technologické zařízení neexistuje; za druhé, skutečné velikosti vodičů a párů přesně neodpovídají těm, které jsou součástí výpočtu. Kroky pro kroucení párů je nutné vybrat experimentálně, experimentovat s velkým počtem vzorků kabelů. Výsledkem je, že různí výrobci mají různé kroky kroucení pro páry.

Stínění

Pokud vyvážení párů nestačí, musíte také použít stínění. V případech, kdy je nutná ochrana před vnějším rušením, obklopí celé jádro kabelu stíněním. Pokud potřebujete zablokovat cestu rušení uvnitř kabelu, mezi jeho páry, pak by měl být každý pár stíněný. Pro vyřešení obou problémů je každý pár promítán samostatně a poté je také aplikováno společné clonění. V souvislosti s těmito vlastnostmi jsou zavedena speciální označení kabelů. Už jsem o tom psal vícekrát, ale stále není jednoznačnost v definicích a označení provedení kabelů.

Výrobní společnosti vytvářejí značný zmatek používáním různých zkratek pro stejné návrhy. Proto se vyplatí vrátit se k zápisu a zavést důslednou klasifikaci čtyřpárových (nejen) kabelů v závislosti na počtu a složení stínění. Víceméně harmonický systém je nastíněn v tabulce 1.

Je třeba poznamenat, že uvažovaná klasifikace nepředstavuje pro kabelový průmysl nic nového. Trvalo však několik let, než se stal majetkem příbuzného odvětví – strukturovaných kabelážních systémů. Při objednávání kabelu byste měli v textu použít termín „stíněný“, abyste se vyhnuli chybám, protože dochází k záměně s termíny stíněný a stíněný. Pojem stíněný se navrhuje používat pouze pro případy, kdy má zástěna složitou strukturu (fólie + oplet).

ČTĚTE VÍCE
Proč nemůžete aplikovat gel lak pod kůžičku?

Vnější stínění kabelu se dodává ve dvou typech: jednoduché – vyrobené z hliníkové polymerové fólie a dvojité – vyrobené z fólie a opletené pocínovaným měděným drátem. V prvním případě je obrazovce často přiřazeno písmeno F (Foiled), ve druhém – S (Shielded). Páry v kabelu jsou obvykle obklopeny jednoduchými stíněními z fólie nebo hliníkového polymerního filmu. V kabelové technice existují i ​​dvojitá stínění kroucených párů, ale v počítačových sítích se téměř nepoužívají.

Konstrukce běžných kabelových stínění mají značné rozdíly. Pokud je stínění vyrobeno z podélně nanesené fólie, pak obvykle leží hliníkovou stranou dovnitř, směrem k jádru kabelu, a na stejné straně je položen svodový vodič. Pokud je na fólii umístěn oplet, pak je v tomto případě hliníková vrstva často otočena směrem ven a oplet s ní přichází do kontaktu.

Clona vyrobená z fóliového polymerového filmu může být vyrobena s přesahem nebo s podélným švem, jako je střešní. Někdy je takový šev utěsněn lepením polymerového filmu. Součástí konstrukce zástěny je zpravidla drenážní drát uložený k překlenutí prasklin fólie, ke kterým může při práci dojít.

Opletení drátu má také své vlastní vlastnosti: jeho hustota a další parametry určují jeho stínící vlastnosti, které se liší frekvenčními charakteristikami od fóliového síta. Z tohoto důvodu je efektivní kombinované použití fólie a copu. Nejlepší moderní stínění kabelu lze považovat za kombinaci fólie aplikované podél kabelu a drátěného opletu na jeho vrcholu.

Důležitou roli hraje tloušťka fólie použité pro stínění kroucených párů. Pokud je fólie příliš silná, kabel bude příliš tlustý, hrubý a neohebný. Pokud je fólie tenká, snižuje se účinnost a pevnost obrazovky. Různé výrobní společnosti při optimalizaci obrazovky používají fólii o tloušťce 20 až 100 mikronů.

Stínění umístěné na krouceném páru snižuje jeho impedanci. Z tohoto důvodu je izolace (dielektrický povlak) kroucených párů vodičů buď silnější, nebo porézní. To je nezbytné, aby se impedance dostala na 100 ohmů – standardní hodnota pro počítačové zapojení. Oba faktory (jak stínění, tak zesílení izolace) zvětšují průměr kabelu, což je nežádoucí: snižuje se počet kabelů, které lze položit do montážní krabice nebo výkopu. Nežádoucí je také použití porézní izolace: pro výrobu takových kabelů je zapotřebí specializované zařízení, což prodražuje jejich výrobu. Porézní izolace je navíc nestabilní, snadno se mačká a špatně drží tvar. Kvůli těmto nevýhodám se porézní izolace používá mnohem méně často než pevná izolace.

ČTĚTE VÍCE
Jak voní Nový rok?

Průmyslové vzory

V tabulkách 2 a 3 jsou uvedeny výsledky demontáže vzorků stíněných kabelů, které má autor k dispozici, určených pro místní počítačové sítě (kabely LAN). Vzorky jsou rozděleny do dvou skupin: kabely s nestíněnými kroucenými páry a společným stíněním (viz tabulka 2) a kabely s dvojitým stíněním – se společným stíněním a kroucenými páry stíněnými fólií (viz tabulka 3).

Údaje uvedené v tabulkách 2 a 3 jsou zkopírovány z kabelových plášťů. Je pozoruhodné (viz tabulka 2), že technické vlastnosti kabelů byly kontrolovány různými zkušebními laboratořemi, jak americkými (UL, ETL), tak evropskými (EC DELTA). Některé produkty nenesou kontrolní značky, ale odkazují na shodu s normami (EIA/TIA 568A; ISO/IEC 11801; CSA PCC FT1). Obrazovka je nejčastěji označena slovem SHIELDED, ale někdy je uveden typ obrazovky (FTP).

V tabulce 3 byste si měli dát pozor na rozdíl v provedení obrazovek jednotlivých párů: navíjení fóliovou fólií používají evropské pobočky Siemens a AMP a podélně nanášenou fóliovou fólií (s přesahem) používají izraelské společnost Teldor.

Jaký kabel vybrat?

V literatuře je velmi málo srovnání mezi stíněnými a nestíněnými kabely. Publikované materiály pojednávají o obou typech samostatně a zpravidla neobsahují srovnání obou typů kabelů. Zdálo se, že se autoři článků dohodli, že nebudou zveřejňovat výsledky o stíněných a nestíněných kabelech ve stejné publikaci. Praktická doporučení v podstatě není možné najít, ačkoli jsou tak potřebná. Vše výše uvedené je velmi zvláštní: diskuse o tom, jaké kabely by se měly používat, probíhají v Rusku ve velkém a nepřetržitě.

Kromě toho je také záhadná prevalence obou typů kabelů v různých evropských zemích (viz tabulka 4). Například v Německu a Francii je většina položených kabelů stíněná (v Německu je více STP, ve Francii – FTP). Ve Spojeném království je položeno mnohem více nestíněných kabelů (86 %!). Jak vyplývá ze zveřejněných údajů, podobný obrázek je v USA. Vzniká myšlenka, že použití určitých kabelů nezávisí na jejich technických vlastnostech, ale na rozhodnutích vládních orgánů. Pro Rusko, pokud víme, se taková rozhodnutí teprve připravují.

V souvislosti s poslední poznámkou je třeba říci následující. K dnešnímu dni je podle mého názoru absolutně nedostatečné nashromážděné vědecké a technické znalosti k provedení vhodného výběru. Přes sedm let jsem musel odpovídat na otázky týkající se kabelů počítačových sítí. Mnohokrát jsem dostal otázku: jaký kabel vybrat – stíněný nebo ne? Ale ani jednou nebyl stanoven úkol o kritériích pro takový výběr, o vědeckém přístupu. Současně je možné tento problém objasnit s relativně malým úsilím provedením vhodného výzkumu, například v kabelovém průmyslu design bureau nebo MTUSI. Předpokládané sdružení poskytovatelů strukturované kabeláže by mohlo vzít věc pod svá křídla. Chtěl bych doufat, že nikdo nepochybuje o důležitosti tohoto problému.

ČTĚTE VÍCE
Jak udělat rovné kudrnaté vlasy?

Nestíněný kabel s nestíněnými kroucenými páry.

Při navrhování kabelů pro silové rozvodné sítě se používají různé druhy stínění. Stínění se používají k ochraně obvodů před vlivem elektromagnetických polí proudů, které procházejí kabelem. Kromě toho se používají k zajištění symetrie elektrického pole uvnitř žil samotného kabelu. Standardní použitý stínící materiál je měděná fólie. Aby však produkty měly lepší stínící vlastnosti, používají se jiné materiály, které jsou pro účely stínění vhodnější.

Elektromagnetické rušení a způsoby, jak s ním bojovat.

Kabely mohou fungovat jako zdroj i přijímač elektromagnetického záření. Elektroinstalace jako zdroj přenáší elektromagnetický šum na různá zařízení přímo k nim připojená nebo v těsné blízkosti. Kromě toho mohou kabely fungovat jako druh antény, vyzařující rušení do okolního prostoru. Jako přijímač EMI může kabel zachytit záření vyzařované jinými kabely nebo zařízeními v okolí.

Veškerý elektromagnetický šum je obvykle klasifikován takto:

  • vysoký. Běžné ve velkých průmyslových odvětvích a velkých dílnách. Zdrojem jsou generátory, výkonné motory, transformátory, indukční ohřívače, reléové jednotky, elektrické vedení, vodiče řídicích obvodů;
  • průměrný. Zdrojem jsou dráty, které jsou umístěny vedle středně velkých motorů;
  • nízký. Z vodičů umístěných relativně daleko od elektrického vedení, v nepřítomnosti indukčních motorů, relé nebo elektrických výbojů v okolí.

Účel stínění kabelů je chránit kabeláž a zařízení před těmito zvuky. V závislosti na síle elektromagnetického záření se používají určité typy stínění kabelů.

Použitý materiály stínění kabelů.

Pro potlačení elektromagnetického šumu různé intenzity se používají různé druhy materiálů. Také výběr stínícího materiálu závisí na typu izolace použité v kabelu. Pro stínění se používají: materiály stínění kabelů:

  • polovodičový papír;
  • metalizovaný papír;
  • polovodivé plasty;
  • kovová páska;
  • grafitová vrstva;
  • měděné popř hliníková fólie;
  • polovodičový polyethylen;
  • hliníkflex (kompozitní materiál, který se skládá z polymerního filmu pokrytého hliníkovou fólií);
  • polovodivá pryž;
  • hliníkové popř měděný drát.

V závislosti na typu izolace a typu použitého materiálu lze clonu instalovat na různá místa. Může být aplikován přes izolaci pásu nebo přes izolaci jádra. Důvodem, proč jsou materiály stínění a izolace na sobě závislé, je to, že musí mít podobné teplotní koeficienty, aby se minimalizovala pravděpodobnost vzniku dutin mezi izolací a stíněním, když se kabel zahřeje.

ČTĚTE VÍCE
Mohu používat primer každý den?

Možnosti aplikace stínícího materiálu.

Kromě samotného druhu materiálu je důležitý i způsob, jakým byl položen. Nejběžnější typy stínění jsou:

1. Opletení poskytuje vysokou flexibilitu kabelu a vynikající odolnost proti nízkofrekvenčnímu rušení.

2. Film. Obvykle jsou filmová plátna vyrobena z měděné nebo hliníkové fólie. Tento typ povlaku se vyznačuje nízkou cenou a nízkou hmotností. Filmové stínění si dobře poradí s vysokofrekvenčním rušením.

3. Zástěna French Braid. Skládá se ze 2 protipramenných spirál skládajících se z měděných jader.