Flere forskellige datakabler svæver foran digital grafik

Kobberbaseret datakabling Pålidelig dataoverførsel med gennemprøvet teknik

Procesautomatisering er i fokus på mange anvendelsesområder: i infrastrukturen, i bygninger eller i industrien. Stadig flere deltagere bliver efterhånden integreret i netværk. Kabling bliver mere og mere kompleks på grund af voksende datamængder og stigende overførselshastigheder. Kobberbaseret datakabling har gjort sig gældende i årtier.

Stigende data- og overførselshastigheder udgør en stadig større udfordring for overførselsteknologien og dermed også for overførselskabler og de tilsluttede tilslutningsstik. Der er nødvendigt med en fremtidssikret udvikling og fremadrettede produkter. Ellers er sikker dataoverførsel ikke mulig. Problemer, der opstår i hjemmeapplikationer, kan normalt tolereres. I industrielle applikationer kan defekte overførsler imidlertid resultere i høje omkostninger. Kobberkablernes gode fysiske og mekaniske egenskaber sikrer pålidelige forbindelser ved dataoverførsler.

Fordele

  • Omkostningsoptimeret dataoverførsel takket være mange års erfaring
  • Pålidelig beskyttelse mod datatyveri: Data kan ikke tilgås via kablet
  • Standardiserede grænseflader som RJ45-, USB-, HDMI, koaksial- og D-SUB-stik samt rundstik i M8 og M12
  • Optimale elektriske egenskaber takket være ledning helt i kobber
  • Højt niveau af knowhow takket være udvikling og inhouse-produktion
Kobberbaserede datastik med kabler ligger bredt ud ved siden af ​​hinanden

Kobberledere i anvendelse

Hvorfor kobberledere? – Kobberkabler bruger forskellige teknologier til at overføre strøm og spænding til forsyning af enheder med effekt og data. Kobber har optimale egenskaber til overførsel af elektrisk energi. Alternative materialer såsom aluminium bruges også nogle gange i billigere ledninger, men de har en betydelig lavere ydeevne – med aluminium er det omkring to tredjedele af den elektriske ledeevne.

Der findes mange typer kobberkabler på markedet, så der fås et optimalt kabel med tilslutningsstik til næsten enhver applikation med en bestemt protokol. Et eksempel på dette er D-SUB-stik til VGA-tilslutning af skærme til en pc. I industriel sammenhæng er PROFINET-protokollen derimod meget udbredt. Denne overføres ofte via RJ45-stik i Twisted Pair-ledninger med to par eller fire par.

Udviklingen af ​​teknologien er allerede meget avanceret, men yderligere innovationer er tilgængelige på markedet. Et godt eksempel er Single Pair Ethernet, overførsel af Ethernet-protokoller over kun ét lederpar. Der konstrueres helt nye ledninger og tilslutningsstik til denne nye teknologi, som så specificeres i standarder. Det kræver standardisering af grænsefladerne.

Kobberbaserede datakabler i RJ45 og Single Pair Ethernet samt i M8

Hvordan er kobberbaserede datakabler opbygget?

Generelt sondres der mellem to typer kobberbaserede datakabler:

  • Koaksiale kabler, hvor en leder er ført centralt i kablet.

  • Snoede kabler, hvori flere ledere er snoet og ført i et kabel sammen. Enten er de snoet om en central kerne – som i mange 4-polede kabler. Eller trådene i et par snoes sammen, og disse par snoes så igen sammen – som i mange 8-polede kabler. Den sidstnævnte type snoning kaldes Twisted Pair (TP).

Der findes også andre kombinationer af disse grundlæggende strukturer, f. eks. i ledninger, der kan overføre data og effekt hybridt.

Opbygning af et koaksialt kobberkabel

Indvendig opbygning af et koaksialt L-kabel
Indvendig opbygning af et koaksialt L-kabel
Indvendig opbygning af et koaksialt L-kabel
Indvendig opbygning af et koaksialt L-kabel

Kabelkappenl på koaksialkabler beskytter det indre område af kablet mod ydre påvirkninger. For at forbedre mekaniske eller termiske egenskaber og modstande består denne kappe normalt af kunststofmateriale, der blandes med additiver. Således er det f. eks. muligt at opgradere kabler til udendørs brug og opnå modstand mod fugt og solstråling.

Den indre leder kan være massiv eller udført med tynde ledere. I begge tilfælde taler man om et fleksibelt kabel.

Mange fleksible koaksialkabler har en skærmning af et tætmasket flettet net af metalledere. For at opnå bedre afskærmningsegenskaber kan der også anvendes en folie af metal eller metalbelagt kunststof. I modsætning hertil findes kabler med en massiv fase. Disse kabler kaldes også semi-massive kabler.

Dielektrikumet er det isolerende materiale mellem den indre og den ydre fase. Dette kan bestå af massivt kunststof, plastskiver eller som i de fleste tilfælde plastskum, f. eks. polyætylen.

Indvendig opbygning af et koaksialt L-kabel

Under overførslen er en vigtig parameter dæmpningen af ​​signalet gennem overførselsmediet. Da denne dæmpning afhænger af overførselsfrekvensen, angives den i forskellige frekvenser – typiske frekvenser som f. eks. for WLAN 2,4 GHz eller 5,8 GHz er almindelige. Kabler med en impedans på 50 Ω eller 75 Ω er meget udbredt. Kun kabler og andre komponenter med samme impedans bør bruges sammen. Blanding kan føre til uoverensstemmelser. Disse forårsager uønskede refleksioner.

Indvendig opbygning af et koaksialt L-kabel

En typisk anvendelsessituation for koaksiale kabler er en forbindelse fra en afsender eller modtager med en antenne, f. eks. i LTE-, WLAN-, 5G- og Campus-netværk.

Opbygning af et Twisted Pair-kobberkabel

8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar
8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar
8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar
8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar
8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar
8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar

Kobberbaserede datakabler har normalt en yderkappe, der beskytter de indre områder af kablet mod ydre påvirkninger. Denne kappe er som regel lavet af et kunststofmateriale som f. eks. polyuretan (PUR), polyvinylklorid (PVC) eller polyætylen (PE). For at forbedre mekaniske eller termiske egenskaber og modstande blandes disse materialer normalt med additiver.

8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar

Under kabelkappen har kobberbaserede datakabler normalt en elektrisk afskærmning mod ydre påvirkninger. To forskellige afskærmningskoncepter er gængse: det flettede skærmmateriale, et tætmasket net af metaltråde (Screened = S) og afskærmningsfolien, en folie lavet af metal eller metalbelagt plast (Foiled = F). Den overordnede afskærmning af kablet angives således som S, F eller SF.

8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar

Ikke blot det samlede kabel, men også de enkelte ledningspar kan afskærmes fra de øvrige ledningspar med en afskærmningsfolie (Foiled Twisted Pair = FTP).

8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar

I Twisted Pair-kabler er to tråde snoet om hinanden, og derefter er disse lederpar også snoet sammen.

8-polet SF/FPT-Twisted Pair-kabel med fire lederpar

De enkelte ledere i et kobberbaseret datakabel består af en plastisolering og en kobberkerne. Denne varierer afhængig af anvendelsesformål. Installationskabler har en massiv kobberkerne. I fleksible kabler består denne kerne af 7 ledere eller, hvis der er tale om meget fleksible kabler, 19 ledere. Tværsnittet af enkeltlederne angives i enheden American Wire Gauge (AWG). AWG 22 til 4-polede kabler og AWG 26 til 8-polede kabler er almindeligt brugt.

Kobberkabler med forskellige måleapparater i højspændingstest

Hvordan er kobberkablers ydeevne?

Ydeevnen for ​​et kobberbaseret datakabel som råkabel er angivet ved overførselskategorien. For at forklare forskellene i kategorierne og testprocedurerne er det også værd at tage et kig på Ethernet-protokollen her.

Råkabler defineres gennem egne standarder. Disse standarder specificerer også testprocedurer og elektriske grænseværdier for parametre, der skal testes. Et eksempel på en sådan parameter, der skal testes, er returflowdæmpning. Denne værdi er en måling af det signal, der reflekteres gennem ledningen på sendersiden. De grænseværdier, der skal overholdes, er dog meget forskellige, afhængigt af om der måles et råkabel, et kabel udstyret med tilslutningsstik (patchkabelmåling – permanent-link-test – ISO 11801) eller en hel overførselsstrækning (kanaltest – ISO 11801).

Testingeniør med et kobberbaseret kabel og testopsætning

På dette sted skal de strenge værdier opfyldes af det konfektionerede kabel, da dette kun repræsenterer en del af en overførselsstrækning. Grænseværdierne for overførselsstrækninger er tilsvarende svagere, så der kan kompenseres for svagere dele på grund af ældning eller andre påvirkninger. For at minimere påvirkningen fra måleapparatet er det første og det sidste tilslutningsstik afblændet ved en kanalmåling. Hvis et patchkabel måles vha. en kanaltest af overførselsstrækningen, har denne måling begrænset værdi, da kablets to stik er blændet af.

Hvilken målemetode, der anvendes, kan afgøres ved at se på databladet og overførselsegenskaberne for et patchkabel. Kabler med kanaltest skal specificeres med overførselsklassen, mens kabler med permanent-link-test skal specificeres med overførselskategorien. Desværre kan dette ikke altid verificeres ved at teste kablerne, så der skal udvises forsigtighed ved valg af det rigtige kabel.

Endelig skal fokus rettes mod godkendelsen af ​​et RJ45-patchkabel, som det også udføres hos Phoenix Contact:

  1. Test af råkabel 100 m efter
  2. Opbygning af 2 m patchkabler* med to RJ45-tilslutningsstik
  3. Patchkabeltest Permanent Link (ikke Channel Link) efter
  4. Frigivelse af kombinationen stik og kabel, kun efter vellykket afslutning af alle tests

*Ifølge Phoenix Contacts erfaring er to meter den mest kritiske længde for patchkabler i henhold til de gældende standarder.

Kobberbaseret datastik, der konfektioneres til RJ45 med begge hænder

Kobberbaserede løsninger til fieldkabling

Uanset om det er direkte på din maskine, i bygninger eller udendørs: Tilslutningsløsningerne er det perfekte valg i ethvert miljø. Brug disse produktegenskaber til din applikation:

• Overførselshastigheder op til 10 Gbit/s
• Innovativ hybridkabling
• Løsninger fra IP20 til IP69K
• Fjeder-, pierce- og IDC-tilslutning
• 360°-skærmningskoncepter

Kobberbaserede datastik til tilslutning af netværk og fieldbusser

Kobberbaserede løsninger til enhedstilslutningen

Brug højtydende stik og ledninger til egen konfektionering på stedet i din enhed. Uanset om det er fremtidssikret High-Speed-kabling med op til 10 Gbit/s eller den innovative hybridkabling: Phoenix Contact tilbyder dig et omfattende produktsortiment af forskellige stikudformninger til forskellige overførselsegenskaber – fra SPE, RJ45, HDMI, USB, koaksiale tilslutningsstik til printkort og M12 væggennemføringer til D-SUB stik.

• Overførselshastigheder op til 10 Gbit/s
• Innovativ hybridkabling
• Løsninger fra IP20 til IP69K
• Fjeder-, pierce- og IDC-tilslutning
• 360°-skærmningskoncepter

Velegnet til disse brancher

Kobberledere bruges også til målings-, meddelelses- og automatiseringsteknik, databehandling samt i styringer inden for maskin- og anlægskonstruktion. Også i server-til-switch- og desktop-til-switch-forbindelser er de anvendelige.

Velegnet til disse anvendelsesområder

Samarbejdsrobot i produktfremstilling med kvinde i baggrunden
Frekvensomformer med Board-to-board-tilslutningsstik set indefra
Datastik i styretavleanvendelse
Phoenix Contact-medarbejder med iPad og robot i en industriel produktionslinje
Ingeniør med tablet i en moderne bygning
Installation af et overvågningskamera på en mast
Samarbejdsrobot i produktfremstilling med kvinde i baggrunden

For at opnå pålidelig drift af robotter og transportanlæg er specielle afskærmningskoncepter og vridningsbestandige, perfekt indbyrdes afstemte kobberkomponenter helt nødvendige. Komplekse automatiseringsprocesser kræver kommunikation på mange områder. Du kan stole på det kobberbaserede produktsortiment til fejlfri dataoverførsel, som er blevet kvalificeret baseret på forskellige standarder for overførsel. Herunder bl. a. Ethernet-APL, PROFINET, Ethernet CAT5 og EtherCAT P.

Mere om enhedstilslutning
Frekvensomformer med Board-to-board-tilslutningsstik set indefra

Kobberkabler anvendes også i forbindelse med Board-to-board-tilslutningsstik. Disse tilslutningsstik sikrer skærmede og uskærmede løsninger til signal- og dataoverførsel i enheden på begrænset plads. Der kan realiseres individuelle printkortudformninger med forskellige brugsorienterede konstruktioner, stablingshøjder og poltal.

Mere om Board-to-board-tilslutningsstik
Datastik i styretavleanvendelse

I styretavlen leverer kobberkomponenter kablingsløsninger til Ethernet- og PROFINET-applikationer – velegnet til dit dataoverførselssystem.

Mere om datastik
Phoenix Contact-medarbejder med iPad og robot i en industriel produktionslinje

Pålidelige tilslutningsløsninger og ensartet dataoverførsel op til 10 Gbit/s (CAT6A): RJ45-, USB- og HDMI-patchkabler samt RJ45-stik, der kan samles uden specialværktøj, er ideelle til de særlige krav, der stilles til industriel kabling. For at opnå pålidelig drift af robotter og transportanlæg er specielle afskærmningskoncepter og vridningsbestandige kobberkomponenter vigtige.

Mere om industriel IP20- og IP6X-kabling
Ingeniør med tablet i en moderne bygning

I smarte bygninger fortrådes forskellige anvendelser decentralt. En smart bygning er kun mulig med standardiserede enhedstilslutninger, så de enkelte bygningssystemer og deres applikationer kan kommunikere problemfrit med hinanden. Tilslutningsstik og patchkabler er her et godt grundlag.

Mere om enhedstilslutninger inden for bygningsautomatisering
Installation af et overvågningskamera på en mast

Ved dataoverførsel udendørs, f. eks. ved telekommunikation eller vedvarende energi, stilles der høje krav til de anvendte komponenter. Specielle tilslutningsstik til outdoor-anvendelse trodser krævende miljøforhold med høje temperaturforskelle, luftfugtighed, UV og vibrationer.

E-paper Datastik
Overblik over kobberbaserede datastik
Vil du gerne bladre igennem vores oversigt over kobberbaserede produkter? – Vores e-paper om datastikkene giver dig også et overblik over de tilhørende tilslutninger.
Åbn e-paper
Oversigt over forskellige datastik