Blog HELUKABEL Polska

Wiarygodne źródło informacji o kablach i branży elektrycznej

Kategorie przewodów do przesyłu danych

06.02.2018 |

Klienci często pytają o kategorie przewodów do przesyłu danych i ich znaczenie. Dla wielu użytkowników końcowych, inżynierów i specjalistów ds. zakupów, którzy codziennie nie stosują tego typu przewodów, poszczególne kategorie mogą wydawać się skomplikowane i przytłaczające. Jednakże, to co wydaje się być skomplikowane na pierwszy rzut oka, można łatwo zrozumieć za pomocą kilku wskazówek. Kategoria zależy od prędkości transmisji danych, mianowicie im wyższa kategoria, tym wyższa możliwa częstotliwość, a im wyższa częstotliwość, tym wyższa możliwa szybkość przesyłania danych.

Kategoria Standard Szybkość przesyłania danych Częstotliwość Liczba żył
Kat. 5 100BASE-TX 100 Mbit 100 MHz 4 lub 8
Kat. 5e 1000BASE-TX 1 Gbit 100 MHz Duplex 8
Kat. 6 EIA/TIA 568B2.1 1-10 Gbit* 250 MHz 8
Kat. 6A 10GBASE-T 10 Gbit 500 MHz 8
Kat. 7 10GBASE-T 10 Gbit* 600 MHz 8
Kat. 7A 10GBASE-T 10 Gbit* 1000 MHz 8
Kat. 8 10GBASE-T 40 Gbit* 1600 - 2000 MHz 8

* - Zależy od długości i rodzaju przewodu.

Powyższa tabela przedstawia różnicę między Kat. 5 a Kat. 8, lecz przy wybieraniu odpowiedniego przewodu do danego zastosowania należy wziąć pod uwagę materiały płaszcza, jakość przewodu i inne parametry.

Podstawowe informacje o przewodach do przesyłu danych

Przewody poszczególnych kategorii można porównać z drogą wielopasmową; im więcej pasów droga posiada, tym więcej pojazdów może jednocześnie korzystać z drogi. Normy zasadniczo oparto na maksymalnej długości przewodu wynoszącej 328 stóp (100m). Ta długość przewodu składa się z przewodu instalacyjnego o długości 295 stóp (90m) i przewodu łączącego o długości 33 stóp (10m). Po pierwszych 328 stopach (100m), do systemu kablowego dodaje się wzmacniacz/przedłużacz, który wzmacnia sygnał i przygotowuje go do przesłania na dodatkowe 328 stóp (100m), stosownie do potrzeby, aby podłączyć maszynę lub urządzenie, a także jednostkę sterującą. Dodatkowo, przewody danych oznaczone kategorią muszą spełniać wartości odsprzęgania pary, takie jak współczynnik NEXT.

Dla przewodów Kat. 5, odsprzęganie par jest realizowane w ramach konstrukcji przewodu za pomocą różnych długości skręceń każdej pary. Oznacza to, że dla czterech par, dysponujemy czterema indywidualnymi długościami skręceń żył w trakcie produkcji.

Skuteczność skręceń nie jest w stanie osiągnąć wartości docelowych, tak więc podczas konstrukcji przewodu dla wyższych kategorii należy dodać dodatkowe kroki.

Przewody Kat. 6 umożliwiają wybór pomiędzy dwoma konstrukcjami technicznymi. Odpowiednie wartości odsprzęgania dla Kat. 6 można osiągnąć za pomocą krzyża z tworzywa, który zapewnia odpowiednią odległość między parami. Innym sposobem jest użycie pary w konstrukcji ekranowania przy użyciu metalowej folii (PIMF). Grubość folii aluminiowej wpływa na skuteczność ekranowania. Wiele osób uważa, że ekran w konstrukcji chroni przewód przed wpływem otoczenia. Ma on jednak również odwrotny skutek – ekran zatrzymuje sygnał elektryczny w przewodzie i eliminuje negatywny wpływ na inne urządzenia znajdujące się w pobliżu.

W przypadku jeszcze wyższych kategorii, takich jak Kat. 7, 7e i 7A, oplot miedziany jest wymagany ze względu na spełnienie standardowych wartości elektrycznych, ponieważ sama folia aluminiowa nie wystarczy w tym celu. Ponadto, każdy materiał ekranu ma zalety i wady. Folia aluminiowa jest niedroga, lecz sama w sobie nie sprawdza się dobrze w zastosowaniach wymagających przewodów elastycznych, łańcuchowych lub przewodów odpornych na skręcanie. W razie ciągłego przesuwania folii metalowej, pojawiają się jej pęknięcia, pogarszające skuteczność ekranu przewodu. Dlatego też niektórzy producenci konstruują przewody, które często się przemieszczają lub znajdują się w obszarach wrażliwych na działanie fal elektromagnetycznych (EMV), używając zarówno ekranu z folii aluminiowej, jak i oplotu miedzianego. Dotyczy to nawet przewodów, które posiadają „jedynie” klasyfikację Kat. 5.

W przypadku przewodów narażonych na wiele cykli zginania przy małych promieniach gięcia, niektórzy producenci używają dodatkowej taśmy metalizowanej, aby zapewnić skuteczne ekranowanie. Jest to rozwiązanie podobne do taśmy tkanej ze zintegrowanymi częściami metalizowanymi, co zapewnia dłuższą żywotność bez pęknięć w porównaniu do standardowej folii aluminiowej.

Oznaczenia przewodów

Producenci przewodów często otrzymują pytania dotyczące oznaczeń na przewodach do przesyłu danych, takich jak U/UTP lub SF/UTP. Oznaczenia identyfikacyjne przed symbolem ukośnika (/) odnoszą się do ekranu zasadniczego przewodu; oznaczenia identyfikacyjne podane po ukośniku odnoszą się do ekranu par. Oto kilka typowych oznaczeń przewodów do przesyłu danych:

Oznaczenie Ekran zasadniczy / ekran pary Kategorie
U/UTP Nieekranowane / Skrętka nieekranowana Kat. 5 Kat. 6 z separatorem w postaci krzyża
F/UTP Ekranowane folią / Skrętka nieekranowana
S/UTP Ekranowane siatką / Skrętka nieekranowana
SF/UTP Ekranowane folią i siatką / Skrętka nieekranowana
U/FTP Nieekranowane / Skrętka ekranowana folią Kat. 6
F/FTP Ekranowane folią / Skrętka ekranowana folią Kat. 6 / 6A
S/FTP Ekranowane siatką / Skrętka ekranowana folią Kat. 7 / 7e / 7A / 8
SF/FTP Ekranowane folią i siatką / Skrętka ekranowana folią

Opcje materiału żył

HELUKAT CONNECTING SYSTEMS®

Poza przewodami stosowanymi w sieciach BUS służącymi do łączenia poszczególnych urządzeń, wymagane jest zastosowanie odpowiedniego standardu złączy. HELUKABEL® posiada szeroką ofertę złączy PROFIBUS SUB-D dedykowaną do sieci PROFIBUS. Złącza te służą do łączenia urządzeń bazujących na standardzie RS 485 SUB-D i umożliwiają transmisję sygnału w standardzie PROFIBUS DP z prędkością 12Mbit/s. Stosowanie złączy PROFIBUS SUB-D z portem serwisowym (PG) zapewnia nieprzerwaną pracę sieci PROFIBUS w przypadku konieczności modyfikacji.

system

Przejdźmy do różnych możliwych opcji żył, zarówno z perspektywy materiału, jak i wykonania żył. W większości zastosowań, preferowanym materiałem przewodzącym jest nieizolowana miedź. Jednak w szczególnych zastosowaniach, takich jak kolejnictwo, preferuje się ocynowane żyły miedziane, ze względu na wyższą odporność na korozję.

Jeśli chodzi o wykonanie żył, w instalacjach stacjonarnych zwykle stosuje się żyły typu drut, natomiast zastosowania elastyczne wymagają delikatniejszych żył, zwykle składających się z siedmiu drutów. Żyły elastyczne są używane w łańcuchach kablowych i robotyce, przy krótkiej długości kładzionych przewodów, celem uzyskania bardziej elastycznego przewodu i mniejszego promienia gięcia. Celem uzyskania najmniejszego promienia gięcia oraz maksymalnej liczby cykli / żywotności, klienci mogą zażądać przewodów do przesyłu danych zbudowanych z przewodów 19-żyłowych. Większa liczba żył w przewodzie zwiększa jego elastyczność; jednak najlepsze rozwiązanie dla konkretnego zastosowania u klienta i stosowne specyfikacje techniczne należy omówić w porozumieniu z producentem przewodów.

Po określeniu konstrukcji żył, nadchodzi czas na kolejne etapy produkcyjne: wytłaczanie izolacji, skręcanie pojedynczych żył w pary (lub cztery żyły znane jako czwórka gwiazdkowa), ekranowanie, a na końcu nałożenie zewnętrznego płaszcza. Każdy etap produkcji jest dostosowany do konkretnego zastosowania i wymagań technicznych klienta, aby osiągnąć konstrukcję zapewniającą najwyższe bezpieczeństwo i niezawodność pracy. Przykłady konstrukcji obejmują:

  • Przewody o długich odcinkach układania dla instalacji przewodów nieruchomych i krótkich odcinkach układania dla zastosowań elastycznych i zastosowań o wysokiej elastyczności.
  • Ekran z folii aluminiowej przy instalacji nieruchomej, ponieważ aluminium pęka po kilku cyklach, co zmniejsza jakość ekranu. Gdy folia aluminiowa jest stosowana jako ekran w zastosowaniach elastycznych, zawsze łączy się ją z oplotem miedzianym, a folia aluminiowa jest włączana do procesu ekranowania.
  • Ekrany z oplotu (siatka) dla długich odcinków układania dla instalacji przewodów nieruchomych, lecz krótkich odcinków układania dla zastosowań elastycznych i zastosowań wymagających ciągłej elastyczności

Opcje materiału płaszcza

Istnieje wiele rodzajów płaszczy przewodów, które można zawęzić do wymaganego zastosowania przewodu. Przy instalacji przewodów w budynkach, jako materiał płaszcza zwykle wybiera się polichlorek winylu (PCW) lub trudnopalne związki odporne na korozję (FRNC). PCW nie jest materiałem bezhalogenowym, lecz jest to materiał elastyczny i niedrogi. Związki FRNC spełniają wymagania dla materiałów bezhalogenowych i trudnopalnych, a także wydzielają mniej gęsty dym, co ułatwia opuszczanie budynku i umożliwia lepsze prowadzenie akcji gaśniczych w przypadku zagrożenia pożarowego. Płaszcze z polietylenu (PE) są zwykle stosowane przy przewodach instalowanych na zewnątrz i/lub w przypadkach, gdy przewód należy umieścić pod ziemią. Płaszcze te cechują się dobrą odpornością na wilgoć i promienie słoneczne.

Ze względu na coraz powszechniejsze stosowanie przewodów do przesyłu danych w automatyce przemysłowej, często stosuje się odporne na oleje mieszanki z PCW, poliuretanowe (PUR) lub z termoplastycznych elastomerów (TPE). Te rodzaje płaszczy przewodów preferuje się ze względu na zwiększoną odporność na olej i zdolność do wytrzymywania naprężeń mechanicznych często związanych z korzystaniem z łańcuchów kablowych oraz zastosowań w robotyce. Dobór konkretnego związku lub mieszanki zależy od zastosowania i warunków pracy.

Jakość przewodu

Zdecydowanie zaleca się stosowanie przewodów do przesyłu danych, których właściwości mechaniczne zostały kompleksowo sprawdzone pod kątem odporności na ciężkie warunki pracy w zastosowaniach wymagających ciągłej elastyczności (łańcuchy kablowe) i skręcania (robotyka). Przy zastosowaniu przewodów, które nie są w stanie wytrzymać trudnych warunków pracy, możliwe jest wystąpienie pogorszenia szybkości transmisji danych lub jakości sygnału. Producenci powinni stosować urządzenia do testów, takie jak łańcuchy kablowe, urządzenia skręcające, piece i zamrażalnie, a w niektórych przypadkach specjalistyczne platformy do testowania zastosowań, takie jak wieże, które naśladują obciążenie i odkształcenie przewodów znajdujących się wewnątrz turbin wiatrowych. Przewody HELUKAT® do przesyłu danych są wykorzystywane w sieciach dużej szybkości, z szybkością transmisji danych od 100 Mbit/s i są zaprojektowane tak, aby spełniały wymagania Kat. 5, Kat. 6, Kat. 7 i Kat. 8.

system

« Wróć do listy artykułów