Useita erilaisia datakaapeleita leijuu digitaalisen grafiikan edessä

Kuparipohjainen datakaapelointi Luotettava tiedonsiirto tunnetun tekniikan avulla

Prosessiautomaatio on keskipisteessä monilla käyttöalueilla: infrastruktuurissa, rakennuksissa ja teollisuudessa. Verkkoihin liitetään jatkuvasti lisää laitteita. Lisääntyvät tietomäärät ja kasvavat tiedonsiirtonopeudet tekevät kaapeloinnista yhä monimutkaisempaa. Kuparipohjainen datakaapelointi on osoittautunut luotettavaksi ratkaisuksi jo vuosikymmenten ajan.

Kotisivu
Teknologiat
Kuparipohjainen datakaapelointi

Kasvavat datamäärät ja tiedonsiirtonopeudet asettavat yhä suurempia vaatimuksia siirtotekniikalle ja siten myös siirtokaapeleille ja niihin liitetyille pistoliittimille. Tulevaisuudessakin luotettavat ratkaisut ja tuotteet ovat välttämättömiä. Muutoin turvallinen tiedonsiirto ei ole mahdollista. Kotitalouden sovelluksissa ilmenevät ongelmat ovat useimmiten siedettäviä. Teollisuuden käyttökohteissa virheellinen tiedonsiirto voi kuitenkin aiheuttaa suuria kustannuksia. Hyvien fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa perusteella kuparikaapelit takaavat luotettavat yhteydet tiedonsiirtoa varten.

Edut

Monivuotinen kokemus takaa kustannuksiltaan optimoidun tiedonsiirron
Luotettava suojaus tietovarkauksilta: tietojen salakopiointi kaapelin kautta ei ole mahdollista
Standardoidut liitännät, kuten RJ45-, USB-, HDMI-, koaksiaali- ja D-SUB-pistoliittimet sekä M8- ja M12-koon pyöröpistoliittimet
Optimaaliset sähköiset ominaisuudet täyskuparijohtimien ansiosta
Kehitys ja yrityksen oma valmistus takaavat erinomaisen osaamisen

Kuparipohjaiset dataliittimet kaapeleineen vierekkäin levitettyinä

Kuparijohtimet käytössä

Miksi kuparijohdin? – Kuparikaapelit siirtävät eri tekniikoilla virtaa ja jännitettä laitteen tehon- ja datansyöttöä varten. Kuparilla on optimaalisia ominaisuuksia sähköenergian siirtämiseen. Edullisissa johtimissa käytetään osittain myös vaihtoehtoisia materiaaleja, kuten alumiinia, joiden teho on kuitenkin paljon pienempi – alumiinilla n. kaksi kolmasosaa sähkönjohtokyvystä.

Kuparijohtimia on markkinoilla laaja valikoima, joten lähes jokaiseen käyttötarkoitukseen ja määrättyyn protokollaan on saatavana optimaalinen johdin pistoliittimineen. Esimerkkinä tästä ovat D-SUB-pistoliittimet näyttöruutujen ja PC:n välistä VGA-liitäntää varten. PROFINET on sen sijaan yleisesti teollisuudessa käytettävä protokolla. Sitä siirretään usein RJ45-pistoliittimien kautta kaksiparisissa tai neliparisissa parikaapeleissa.

Tekniikka on kehittynyt jo erittäin pitkälle, ja markkinoilla on saatavilla muita innovaatioita. Hyvänä esimerkkinä on Single Pair Ethernet, Ethernet-protokollien siirto vain yhden johdinparin kautta. Tätä uutta tekniikkaa varten suunnitellaan kokonaan uusia johtimia ja pistoliittimiä, jotka puolestaan määritetään normien mukaisesti. Tämä edistää liitäntöjen standardointia.

Kuparipohjaiset datakaapelit – RJ45 ja Single Pair Ethernet sekä M8

Minkälainen on kuparipohjaisten datakaapeleiden rakenne?

Yleisesti erotetaan kaksi eri kuparipohjaisten datakaapeleiden tyyppiä:

Koaksiaalikaapelit, joissa kaapelin sisällä kulkee yksi johdin keskellä.
Kierretyt kaapelit, joissa samassa kaapelissa kulkee useita johtimia, jotka kierretään keskenään yhteen. Ne on joko kierretty keskellä kulkevan täyte-elementin ympäri – kuten monissa nelinapaisissa kaapeleissa. Tai parin johtimet on kierretty keskenään sekä johdinparit vielä keskenään – kuten monissa kahdeksannapaisissa kaapeleissa. Viimeksi mainittu kierretty kaapeli on nimeltään Twisted Pair (TP).

Näistä perusrakenteista on lisäksi muita yhdistelmiä, esim. kaapeleissa, jotka pystyvät siirtämään sekä dataa että tehoa.

Koaksiaalisen kuparikaapelin rakenne

Koaksiaalisen L-kaapelin sisäpuolinen rakenne

Kaapelin rakenne

Koaksiaalikaapeleissa kaapelivaippa suojaa kaapelin sisäpuolisia osia ulkopuolisilta vaikutuksilta. Mekaanisten tai termisten ominaisuuksien ja resistenssien parantamiseksi tämä vaippa on valmistettu tavallisesti muovimateriaaleista, joihin on sekoitettu lisäaineita. Näin on mahdollista esimerkiksi vahvistaa kaapelit ulkokäyttöä varten ja tehdä niistä kosteutta ja auringonvaloa kestäviä.

Sisäjohdin voi olla toteutettu säikeettömänä tai ohuilla johtimilla. Molemmissa tapauksissa puhutaan taipuisasta kaapelista.

Monissa taipuisissa koaksiaalikaapeleissa suojaus on pienisilmäistä, metallisäikeistä punosta. Jotta saavutetaan paremmat suojausominaisuudet, voidaan käyttää lisäksi myös metallista tai metallipinnoitetusta muovista valmistettua foliota. Toisaalta on kaapeleita, joissa on säikeetön ulkojohdin. Nämä ovat jäykkiä kaapeleita.

Sisä- ja ulkojohtimen välinen materiaali on eriste. Se voi olla muovia, muovilevyjä tai useimmissa tapauksissa muovivaahtoa, esimerkiksi polyeteeniä.

Siirto-ominaisuudet

Siirron yhteydessä tärkeä parametri on signaalin vaimennus siirtovälineen läpi. Koska tämä vaimennus riippuu siirtotaajuudesta, se ilmoitetaan eri taajuuksina – tavallisia ovat taajuudet esim. WLAN-yhteydellä 2,4 GHz tai 5,8 GHz. Yleisiä ovat kaapelit, joiden impedanssi on 50 Ω tai 75 Ω. Vain kaapeleita ja muita komponentteja, joilla on sama impedanssi, saa käyttää yhdessä. Eri impedanssien sekoittaminen keskenään voi aiheuttaa virheellisiä mitoituksia. Ne taas aiheuttavat ei-toivottuja heijastuksia.

Tyypillisiä käyttötapauksia

Tyypillinen käyttötapaus koaksiaalikaapeleille on lähettimen tai vastaanottimen yhdistäminen antennilla esimerkiksi LTE-, WLAN-, 5G- ja kampusverkoissa.

Kuparisen parikaapelin rakenne

Kahdeksannapainen SF/FPT-parikaapeli, jossa neljä johdinparia

Kaapelivaippa

Kuparipohjaisissa datakaapeleissa on tavallisesti ulkovaippa, joka suojaa kaapelin sisäpuolisia osia ulkopuolisilta vaikutuksilta. Tämä vaippa on tavallisesti muovimateriaalia, kuten esim. polyuretaania (PUR), polyvinyylikloridia (PVC) tai polyeteeniä (PE). Mekaanisten tai termisten ominaisuuksien ja resistenssien parantamiseksi näihin materiaaleihin on useimmiten sekoitettu lisäaineita.

Häiriösuojaus

Kuparipohjaisissa datakaapeleissa on kaapelivaipan alla tavallisesti sähköinen suojaus ulkopuolisilta vaikutuksilta. Yleisiä suojauskonsepteja on kaksi erilaista: suojapunos, joka on pienisilmäinen, metallisäikeinen punos (Screened = S), sekä suojafolio, joka on metallia tai metallipinnoitettua muovia oleva folio (Foiled = F). Kaapelin kokonaissuojausta merkitään siis kirjaimilla S, F tai SF.

Parisuojaus

Koko kaapelin lisäksi myös yksittäiset johdinparit voidaan suojata omalla suojauksella suojafolion avulla toisten johdinparien suhteen (Foiled Twisted Pair = FTP).

Johdinpari

Parikaapeleissa on kierretty kaksi johdinta keskenään yhteen ja johdinparit taas keskenään.

Johtimet

Kuparipohjaisen datakaapelin yksittäiset johtimet muodostuvat muovieristeestä ja kupariytimestä. Se on erilainen käyttötarkoituksesta riippuen. Asennuskaapeleissa on säikeetön kupariydin. Taipuisissa kaapeleissa tämä ydin on toteutettu 7:llä tai erittäin taipuisissa kaapeleissa 19 säikeellä. Johtimien poikkipinta ilmoitetaan mittayksikössä American Wire Gauge (AWG). Erittäin tavallisia mittoja ovat nelinapaisille kaapeleille AWG 22 sekä kahdeksannapaisille AWG 26.

Kuparikaapeleita ja eri mittauslaitteita suurjännitetestissä

Millainen on kuparikaapeleiden suorituskyky?

Kuparipohjaisen datakaapelin suorituskyky raakakaapelina ilmoitetaan tiedonsiirtokategorian avulla. Kategorioiden ja testimenetelmien erot kannattaa selvittää Ethernet-protokollan avulla.

Raakakaapelit määritetään omien standardien avulla. Näissä standardeissa määritetään myös testimenetelmät sekä sähköiset raja-arvot testattaville parametreille. Esimerkki tällaisesta testattavasta parametrista on paluuvirtavaimennus. Tämä arvo mittaa johdon kautta heijastuvaa signaalia lähettimen puolella. Noudatettavat raja-arvot eroavat kuitenkin hyvin voimakkaasti sen mukaan, mitataanko raakakaapelia, pistoliittimellä kalustettua kaapelia (patch-kaapelin mittaus – Permanent Link -testi – ISO 11801) vai koko siirtoreittiä (Channel-testi – ISO 11801).

Testausinsinööri ja kuparipohjainen kaapeli sekä mittauslaitteisto

Tiukat arvot on tässä kohdassa täytettävä valmiskaapelilla, sillä se kattaa vain osan siirtoreitistä. Siirtoreittien raja-arvot ovat vastaavasti heikompia, jolloin vanheneminen tai muut ilmiöt voivat tasata heikompia osia. Mittauslaitteen vaikutusten minimoimiseksi Channel-mittauksessa piilotetaan ensimmäinen ja viimeinen pistoliitin. Jos patch-kaapeli mitataan Channel-testillä siirtoreittiä varten, tällä mittauksella ei ole siten painoarvoa, sillä molemmat kaapelin pistoliittimet piilotetaan.

Käytettävä mittausmenetelmä voidaan määrittää datalehden ja patch-kaapelin siirto-ominaisuuksien perusteella. Channel-testattavista kaapeleista on ilmoitettava siirtoluokka, Permanent Link -testattavista kaapeleista sen sijaan siirtokategoria. Tätä ei valitettavasti voida aina päätellä kaapeleiden testauksista, joten oikean kaapelin valinta on tehtävä huolellisesti.

Lopuksi tarkastellaan RJ45-patch-kaapelin hyväksyntää siten kuin se tehdään myös Phoenix Contactilla:

Raakakaapelitesti 100 m
2 metristen patch-kaapeleiden* muodostaminen RJ45-pistoliittimillä
Patch-kaapelitesti Permanent Link (ei Channel Link)
Pistoliittimen ja kaapelin yhdistelmän hyväksyntä vasta, kun kaikki testit on suoritettu onnistuneesti

*Phoenix Contactin kokemuksen mukaan kaksi metriä on kriittisin pituus patch-kaapeleille nykyisten standardien mukaan.

Tuotteemme kuparipohjaiseen kaapelointiin

Single Pair Ethernet

Phoenix Contactin ONEPAIR-sarjaan kuuluu kompakteja laite- ja kaapeliliittimiä yksipariselle Ethernetille.

SPE-tuoteluettelo

RJ45

Phoenix Contactin tuotesarjat RJ45 BUILDING ja RJ45 INDUSTRIAL tarjoavat tulevaisuuden vaatimusten mukaisia kaapelointiratkaisuja sekä rakennusautomaatioon että haastaviin teollisuus-Ethernet-sovelluksiin.

RJ45-tuoteluettelo

USB

USB Type A- ja Type C -pistukat ja -patch-kaapelit soveltuvat optimaalisesti huoltoliitännöiksi tai jatkuvaan tiedonsiirtoon suojatuissa sovelluksissa.

USB-tuoteluettelo

RJ45-patch-kaapelit

Suuri valikoima erilaisia versioita käytettäviksi rakennuksissa, kytkentäkaapissa tai lähellä tuotantoprosessia.

Tuoteluettelo RJ45-patch-kaapelit

HDMI-pistoliittimet

Audio- ja videodatan sekä Ethernetin (HEC) luotettava siirto suojatuissa sovelluksissa.

Tuoteluettelo - HDMI

Koaksiaaliset pistoliittimet

WLAN-, Bluetooth-, LTE- tai 5G-signaalien siirtoon.

Tuoteluettelo - Koaksiaaliset pistoliittimet

D-SUB

Phoenix Contactin kattava valikoima lujatekoisia D-SUB- kotelon yläosia ja D-SUB-kosketinrunkoja tarjoaa optimaalisia ratkaisuja väyläjärjestelmien luotettavaan kaapelointiin.

D-SUB-tuoteluettelo

Kuparipohjainen dataliitin, joka valmistellaan molemmin käsin RJ45-liitäntää varten

Kuparipohjaiset ratkaisut kenttäkaapelointiin

Suoraan koneessa, rakennuksissa tai ulkokäytössä: liitäntäratkaisut ovat täydellinen valinta kaikissa ympäristöissä. Hyödynnä sovelluksessasi näitä tuoteominaisuuksia:

• Siirtonopeudet jopa 10 Gbps
• Innovatiiviset hybridikaapelit
• Ratkaisut kotelointiluokille IP20–IP69K
• Jousi-, pierce- ja IDC-liitäntä
• 360°-suojauskonseptit

Kuparipohjaiset datakaapelit kenttäkäyttöön

Kuparipohjaiset dataliittimet kenttäkäyttöön

Kuparipohjaiset dataliittimet verkkojen ja kenttäväylien liitäntään

Kuparipohjaiset ratkaisut laiteliitäntään

Käytä laitteessasi tehokkaita ja paikan päällä kalustettavia pistokkeita ja johtoja. Tulevaisuuden vaatimuksiin vastaava huippunopea, jopa 10 Gbps kaapelointi, tai innovatiivinen hybridikaapelointi: Phoenix Contact tarjoaa kattavan tuotevalikoiman erilaisia pistokkeita erilaisille siirto-ominaisuuksille – SPE, RJ45, HDMI, USB, koaksiaalipistoliittimet piirikortille, M12-seinämäläpiviennit, D-SUB-pistoliittimet.

• Siirtonopeudet jopa 10 Gbps
• Innovatiiviset hybridikaapelit
• Ratkaisut kotelointiluokille IP20–IP69K
• Jousi-, pierce- ja IDC-liitäntä
• 360°-suojauskonseptit

Kuparipohjaiset datakaapelit verkkoja ja kenttäväyliä varten

Kuparipohjaiset dataliittimet verkkoja ja kenttäväyliä varten

Sopii erinomaisesti näille aloille

Kuparijohtimia käytetään myös mittaus-, viesti- ja automaatiotekniikassa, tiedonkäsittelyssä sekä koneen- ja järjestelmärakennuksen ohjauksissa. Niitä käytetään myös palvelin-kytkin- ja työpöytä-kytkin-yhteyksissä.

Laitevalmistaja asentamassa sovelluksen liitäntätekniikkaa

Kiinteistöautomaation laiteliitännät

Luota älykkäisiin ratkaisuihin älykkäissä laiteliitännöissä: ne ovat kompakteja, standardien mukaisia ja helppoja huoltaa.

Kiinteistöautomaation ratkaisut

Työntekijä ja asiakas tarkastelevat piirikorttiliittimen 3D-mallia

Laitevalmistajat

Liitäntäratkaisuista tulee entistä pienikokoisempia ja kestävämpiä. Niiden täytyy olla luotettavia ja helposti käsiteltäviä sekä mahdollistaa joustava laitesuunnittelu.

Lisätietoa liitäntäratkaisuista laitevalmistajille

Kuva ylimitoitetusta akusta energiavaraston edessä

Energiavarastojärjestelmät

Sähköenergiavarastoilla on ratkaiseva merkitys sektorikytkentöjen toteuttamisessa. Valitse energiavarastoratkaisuusi Phoenix Contactin innovatiivinen liitäntätekniikka.

Energiavarastojärjestelmäratkaisut

Laitteisto- ja ohjelmistokomponentit yhtenäiseen prosessin optimointiin kytkentäkaappien valmistuksessa

Kytkentäkaappien valmistus

Laitteisto- ja ohjelmistokomponenttien kokonaisratkaisu yhtenäiseen prosessin optimointiin kytkentäkaappien valmistuksessa.

Ratkaisut kytkentäkaappien valmistukseen

Tuulienergia

Valitse tuotteemme ja ratkaisumme tuulivoimalan tehon parantamiseen.

Tuulienergian ratkaisut

Autoteollisuus

Tutustu älykkäisiin ratkaisuihimme yksittäisille tuotannonaloille.

Ratkaisut autoteollisuudelle

CRIMPFOX DUO käytössä kytkentäkaapin luona

Sähköasennus

Tutustu kaikkiin sähköasennukseen liittyviin tuotteisiin.

Ratkaisut sähköasennukseen

Avoin kytkentäkaappi koneenrakennuksessa

Koneenrakennus

Koneenrakennusalan kumppanina pystymme parantamaan kilpailukykyäsi merkittävästi.

Ratkaisut koneenrakennukseen

Soveltuvat erinomaisesti näille käyttöalueille

Yhteistyörobotti tuotteen valmistuksessa, nainen taustalla

Taajuusmuuttaja board-to-board-pistoliittimineen sisänäkymässä

Phoenix Contactin työntekijä, iPad ja robotti teollisuuden tuotantolinjalla

Insinööri tabletin kanssa nykyaikaisessa rakennuksessa

Teollisuuden laiteliitännät

Robottien ja kuljetinlaitteistojen luotettava toiminta edellyttää erityisiä häiriösuojauskonsepteja ja vääntymistä kestäviä, täydellisesti toisiinsa sopivia komponentteja. Monimutkaiset automaatioprosessit edellyttävät tiedonvaihtoa useilla alueilla. Toteuta virheetön tiedonsiirto käyttämällä kuparipohjaista tuotevalikoimaa, joka täyttää eri siirtostandardien vaatimukset. Niitä ovat mm. Ethernet-APL, PROFINET, Ethernet CAT5 ja EtherCAT P.

Lisätietoa laiteliitännästä

Laitteen sisäiset piirikorttiliitännät

Kuparikaapeleita käytetään myös yhdessä board-to-board-pistoliittimien kanssa. Nämä pistoliittimet tarjoavat häiriösuojattuja ja häiriösuojaamattomia ratkaisuja signaalien ja tiedon siirtämiseen laitteessa ahtaassa tilassa. Yksilöllisiä piirikorttiliitäntöjä voidaan toteuttaa erilaisten sovelluskohtaisten rakenteiden, pinokorkeuksien ja napalukujen avulla.

Lisätietoa board-to-board-pistoliittimistä

Kytkentäkaapin kaapelointi

Kytkentäkaapissa kuparikomponentit tarjoavat tiedonsiirtojärjestelmääsi soveltuvia kaapelointiratkaisuja Ethernet- ja PROFINET-sovelluksia varten.

Lisätietoa dataliittimistä

Teollisuuden IP20- ja IP6X-luokan kaapelointi

Luotettavat liitäntäratkaisut ja yhtenäinen tiedonsiirto 10 Gbps saakka (CAT6A): RJ45-, USB- ja HDMI-patch-kaapelit sekä ilman erikoistyökalua kalustettavat RJ45-pistoliittimet soveltuvat erinomaisesti teollisuuden kaapeloinnin erityisvaatimuksiin. Robottien ja kuljetinlaitteistojen luotettava toiminta edellyttää erityisiä suojauskonsepteja ja vääntöä kestäviä kuparikomponentteja.

Lisätietoa teollisuuden IP20- ja IP6X-kaapeloinnista

Rakennuskaapelointi

Älykkäissä rakennuksissa erilaiset sovellukset on verkotettu hajautetusti. Älykäs rakennus edellyttää standardoituja laiteliitäntöjä, jotta yksittäiset rakennusjärjestelmät ja niiden sovellukset voivat kommunikoida keskenään sujuvasti. Tämän perustana ovat pistoliittimet ja patch-kaapelit.

Lisätietoa rakennusautomaation laiteliitännöistä

Ulkokäyttö

Ulkona tapahtuvassa tiedonsiirrossa, esim. televiestinnässä tai uusiutuvien energioiden kohdalla, käytettäviin komponentteihin kohdistuu suuria vaatimuksia. Erityiset ulkokäyttöön tarkoitetut pistoliittimet kestävät vaativia ympäristöolosuhteita, joissa esiintyy suuria lämpötilaeroja, kosteutta, UV-säteilyä ja tärinää.

E-julkaisu Dataliittimet

Kuparipohjaiset dataliittimet yhdellä silmäyksellä

Haluatko selailla kuparipohjaisten tuotteidemme valikoimaa? – Dataliittimiä koskevasta e-julkaisustamme saat myös yleiskatsauksen vastaavista liitännöistä.

Avaa e-julkaisu