Flere forskjellige datakabler svever foran digital grafikk

Kobberbasert datakabling Pålitelig dataoverføring med velkjent teknikk

Prosessautomatisering står i fokus ved mange bruksområder: i infrastrukturen, i bygninger, i industrien. Stadig flere enheter implementeres i nettverk. Kablingen blir mer kompleks, gitt økte datamengder og høyere overføringshastigheter. Kobberbasert datakabling har vist sin berettigelse i mange tiår allerede.

Stadig høyere datamengder og overføringshastigheter betyr også stadig større utfordringer for overføringsteknikken og dermed også for overføringskablene og tilkoblede pluggforbindere. Det er behov for fremtidssikre utviklinger og produkter. Ellers er sikker dataoverføring ikke mulig. Ved bruk i hjemmet er problemer som oppstår, noe man vanligvis vil tolerere. Feilaktige overføringer i industrielle anvendelser, derimot, vil kunne føre til høye kostnader. Kobberkabler har gunstige fysiske og mekaniske egenskaper som gjør at de danner pålitelige forbindelser for dataoverføring.

Fordeler

  • Mange års erfaring resulterer i kostnadsoptimalisert dataoverføring
  • Pålitelig beskyttelse mot datatyveri: uthenting av data via kabelen er ikke mulig
  • Standardiserte grensesnitt som RJ45-, USB-, HDMI, koaksial- og D-SUB-pluggforbindere i M8 og M12
  • Optimale elektriske egenskaper grunnet helkobberledere
  • Dyptgående kunnskap grunnet utvikling og produksjon i egne lokaler
Kobberbaserte datapluggforbindere med kabler ligger lagvis ved siden av hverandre

Kobberleder i bruk

Hvorfor nettopp kobberledere? – Kobberkabler overfører strøm og spenning for forsyning av utstyr med effekt og data, ved hjelp av forskjellige teknologier. Kobber har optimale egenskaper for overføring av elektrisk energi. I gunstige ledere brukes det delvis også alternative materialer som aluminium, som likevel har en betydelig lavere effekt – for aluminium ca. 2/3 av den elektriske ledeevnen.

Kobberledninger finnes i mange varianter på markedet, noe som gjør at man for tilnærmet alle applikasjoner med en bestemt protokoll får en optimal ledning med pluggforbindere. Et eksempel på dette er D-SUB-pluggforbindere for VGA-tilkobling av skjermer til en PC. I industrien, derimot, er PROFINET-protokollen meget utbredt. Denne overføres ofte med RJ45-pluggforbindere i tvunnede ledningspar, og da med to eller fire par.

Teknologien er allerede meget avansert i sin utvikling, likevel finnes det også ytterligere innovasjoner på markedet. Et godt eksempel er Single Pair Ethernet, overføring av Ethernet-protokoller via bare ett lederpar. For denne nye teknologien konstrueres det komplett nye ledninger og pluggforbindere, som igjen spesifiseres i normer. Dette forutsetter at grensesnittene blir standardisert.

Kobberbaserte datakabler i RJ45 og Single Pair Ethernet samt i M8

Hvordan er kobberbaserte datakabler oppbygget?

Generelt skilles det mellom to typer kobberbaserte datakabler:

  • Koaksialkabler, der en leder føres sentralt inne i kabelen.

  • Tvunnede kabler, der flere ledere føres i én kabel og som er lagt mot hverandre. De kan være tvunnet rundt et sentralt lagt fyllelement – som er tilfellet ved mange firepolede kabler. Lederne til et par kan også være lagt mot hverandre og lederparene tvunnet med hverandre – som man ser ved mange åttepolede kabler. Den siste måten å tvinne på, kalles Twisted Pair (TP) (tvunnet ledningspar).

Det finnes også andre kombinasjoner av disse grunnleggende konstruktene, f. eks. ved ledninger som kan overføre data og effekt i hybrid form.

Oppbygging av en koaksial kobberkabel

Innvendig oppbygging av en koaksial L-kabel
Innvendig oppbygging av en koaksial L-kabel
Innvendig oppbygging av en koaksial L-kabel
Innvendig oppbygging av en koaksial L-kabel

Kabelmantelen ved koaksiale kabler beskytter kabelens innvendige område mot ytre påkjenninger. For å forbedre de mekaniske eller termiske egenskapene og resistansene består denne mantelen vanligvis av kunststoffmaterialer som er tilsatt andre stoffer. Slik er det f. eks. mulig å klargjøre kablene for utendørs bruk, og gjøre dem motstandsdyktige mot fuktighet og solstråling.

Senterlederen kan være i massiv utførelse, eller også ha tynne tråder. I begge tilfeller snakker man om flertrådede kabler.

Mange flertrådede koaksialkabler har en skjerming i finmasket flettverk av metalltråder. For å oppnå bedre skjermegenskaper kan det i tillegg også brukes en folie i metall eller kunststoff som er overtrukket med metall. I motsetning til disse finnes det kabler med massiv faseleder. Disse entrådede kablene betegnes som semirigid-kabler.

Dielektrikumet er isolasjonsmaterialet mellom senterleder og faseleder. Dette kan være laget av fast kunststoff, og også av kunststoffskiver eller, som i de fleste tilfeller, av kunststoffskum, f. eks. polyetylen.

Innvendig oppbygging av en koaksial L-kabel

Ved overføringen er demping av signalet gjennom overføringsmediet en absolutt viktig parameter. Fordi denne dempingen er avhengig av overføringsfrekvensen, angis den i forskjellige frekvenser – vanlig er typiske frekvenser som f. eks. ved WLAN 2,4 GHz eller 5,8 GHz. Kabler med impedans på 50 Ω eller 75 Ω er meget utbredt. Det bør bare velges kabler og andre komponenter som har samme impedans, når de skal benyttes sammen. Hvis de blandes, kan det føre til feiltilpasninger. Dette skaper uønskede refleksjoner.

Innvendig oppbygging av en koaksial L-kabel

Et typisk bruksområde for koaksiale kabler er forbindelse av sender eller mottaker med en antenne, f. eks. i LTE-, WLAN-, 5G- og Campus-nettverk.

Oppbygging av en tvunnet ledningspar-kobberkabel

Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar
Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar
Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar
Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar
Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar
Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar

Kobberbaserte datakabler har vanligvis en yttermantel som beskytter kabelens indre områder mot påvirkninger utenfra. Denne mantelen er vanligvis laget i kunststoffmaterial som f. eks. polyuretan (PUR), polyvinylklorid (PVC) eller polyetylen (PE). For å forbedre de mekaniske eller termiske egenskapene og resistansene er disse materialene vanligvis tilsatt andre stoffer.

Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar

Under kabelmantelen har kobberbaserte datakabler vanligvis en elektrisk skjerm mot ytre påvirkninger. To forskjellige skjermkonsepter er vanlig: skjermflettverket, et finmasket flettverk av metalltråder (Screened = S) samt skjermfolien, en folie i metall eller kunststoff som er overtrukket med metall (Foiled = F). Kabelens komplette skjerming angis dermed gjennom S, F eller SF.

Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar

Ikke bare den komplette kabelen, men også de enkelte lederparene kan skjermes mot de andre lederparene i form av en egen skjerming med en skjermfolie (Foiled Twisted Pair = FTP).

Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar

Ved tvunnet ledningspar-kabler er to ledere vanligvis tvunnet i hverandre, og lederparene tvunnet mot hverandre.

Åttepolet tvunnet ledningspar-kabel SF/FPT med fire lederpar

De enkelte lederne i en kobberbasert datakabel består av en isolering av kunststoff og kobberkjernen. Disse er forskjellige, alt etter bruksformål. Ved installasjonskabler er dette en massiv kobberkjerne. Ved flertrådede kabler er denne kjernen ført gjennom 7 tråder, ved kabler med et høyt antall tråder, gjennom 19 tråder. Enkeltledernes tverrsnitt angis gjennom måleenhet American Wire Gauge (AWG). AWG 22 er meget vanlig for firepolede kabler, og AWG 26 for åttepolede kabler.

Kobberkabel med forskjellige målere i høyspenningstest

Hvordan er ytelsen til kobberkabler?

Ytelsen til en kobberbasert datakabel som råkabel angis gjennom overføringskategorien. For å forklare forskjellene i kategoriene og testmetodene er det også her en fordel å kaste et blikk på Ethernet-protokollen.

Råkabler defineres gjennom egne standarder. I disse standardene defineres det også testmetoder samt elektriske grenseverdier for parameterene som skal testes. Et eksempel på en slik parameter som skal testes, er returdempingen. Denne verdien måler signalet på sendersiden som reflekteres av ledningen. Grenseverdiene som skal overholdes, er likevel i stor grad forskjellige, alt etter om det måles en råkabel, en kabel som er påmontert pluggforbinder (patchekabelmåling – Permanent-Link-Test – ISO 11801) eller en samlet overføringsstrekning (Channel-test – ISO 11801).

Testingeniør med kobberbasert kabel og måleoppsett

De strenge verdiene må her imøtekommes ved hjelp av den konfeksjonerte kabelen, da denne bare utgjør en del av en overføringsstrekning. Grenseverdier for overføringsstrekninger er tilsvarende svakere, slik at svakere deler som følge av aldring eller andre effekter, kan utjevnes. For å redusere påvirkninger fra måleren skjules første og siste pluggforbindelse ved Channel-måling. Hvis en patchekabel måles for overføringsstrekningen med en Channel-test, har denne målingen ingen informasjonsverdi, da begge kabelpluggene skjules.

Hvilken målemetode som benyttes, fastsettes ved at man kaster et blikk på databladet og overføringsegenskapene til en patchekabel. Kabler med Channel-test må angis med overføringsklassen, mens kabler med Permanent-Link-test angis med overføringskategori. Dessverre er ikke dette alltid mulig å se ved å teste kablene, man må derfor være ekstra nøye når man velger kabel.

Til slutt skal en RJ45-patchekabel godkjennes, slik det også gjøres hos Phoenix Contact:

  1. Råkabeltest 100 m etter
  2. Oppbygging av patchekabler på 2 meter med to RJ45-pluggforbindere
  3. Patchekabeltest Permanent-link (ikke Channel-link) etter
  4. Godkjennelse av kombinasjonen plugg og kabel bare når alle tester er fullført med godt resultat

*Etter Phoenix Contact sine erfaringer er to meter etter dagens standarder den mest kritiske lengden for patchekabler.

Kobberbasert datapluggforbinder som konfeksjoneres for RJ45 med begge hender

Kobberbaserte løsninger for feltkabling

Det være seg direkte på maskinen, i bygninger eller også på uteområder: Tilkoblingsløsningene er det perfekte valget i alle omgivelser. Bruk disse produktegenskapene for anvendelsen din:

• Overføringshastigheter opptil 10 Gbit/s
• Nyskapende hybridkabling
• Løsninger fra IP20 til IP69K
• Fjær-, Pierce- og IDC-tilkobling
• 360°-skjermkonsepter

Kobberbaserte datapluggforbindere for tilkobling av nettverk og feltbusser

Kobberbaserte løsninger for komponenttilkoblingen

Du kan bruke ytelsessterke plugger og ledninger som kan konfeksjoneres på stedet, i enheten din. Det være seg fremtidssikker høyhastighetskabling med opptil 10 Gbit/s eller den innovative hybridkablingen: Phoenix Contact tilbyr et stort produktsortiment med forskjellige plugghoder for ulike overføringsegenskaper – fra SPE, RJ45, HDMI, USB, koaksialplugger for kretskortet, M12-veggjennomføringer og helt til D-SUB-pluggforbindere.

• Overføringshastigheter opptil 10 Gbit/s
• Nyskapende hybridkabling
• Løsninger fra IP20 til IP69K
• Fjær-, Pierce- og IDC-tilkobling
• 360°-skjermkonsepter

Ideell for disse bransjene

Kobberledere brukes også innen måle-, signaliserings- og automatiseringsteknikk, databehandling samt i kontrollere innen maskin- og anleggsteknikk. De brukes også ved server-til-switch- og skrivebord-til-switch-forbindelser.

Perfekte for disse bruksområdene

Kollaborativ robot i produktproduksjonen med kvinne i bakgrunnen
Frekvensomformer med kort-til-kort-pluggforbindere sett innenfra
Datapluggforbindere i automasjonskapet
Medarbeider hos Phoenix Contact med iPad og robot i en industriell produksjonslinje
Ingeniør med nettbrett i en moderne bygning
Installering av et overvåkingskamera til en stolpe
Kollaborativ robot i produktproduksjonen med kvinne i bakgrunnen

For å oppnå pålitelig drift av roboter og transportanlegg er spesielle skjermkonsepter og torsjonsbestandige kobberkomponenter som er perfekt tilpasset hverandre, helt uunnværlige faktorer. Komplekse automatiseringsprosesser forutsetter kommunikasjon på flere områder. Velg det kobberbaserte produktsortimentet når du ønsker deg en komplett feilfri dataoverføring, og som også er godkjent med referanse til ulike overføringsstandarder. Dette omfatter bl. a. Ethernet-APL, PROFINET, Ethernet CAT5 og EtherCAT P.

Mer informasjon om komponenttilkobling
Frekvensomformer med kort-til-kort-pluggforbindere sett innenfra

Kobberkabler brukes også sammen med kort-til-kort-pluggforbindere. Disse pluggforbinderne tilbyr skjermede og uskjermede løsninger for signal- og dataoverføring i enheten, der plassen er begrenset. Tilpassede kretskort med ulike, bruksorienterte byggformer, stabelhøyder og poltall er mulig.

Mer informasjon om kort-til-kort-pluggforbinderne
Datapluggforbindere i automasjonskapet

I automasjonskap gir kobberkomponenter kablingsløsninger for Ethernet- og PROFINET-applikasjoner – som passer fullt og helt til dataoverføringssystemet ditt.

Mer informasjon om datapluggforbinderne
Medarbeider hos Phoenix Contact med iPad og robot i en industriell produksjonslinje

Pålitelige tilkoblingsløsninger og gjennomgående dataoverføring opptil 10 Gbit/s (CAT6A): RJ45-, USB- og HDMI-patchekabel samt RJ45-pluggforbindere som konfeksjoneres uten spesialverktøy er optimale for de spesielle kravene som stilles ved industriell kabling. For å oppnå pålitelig drift av roboter og transportanlegg er det avgjørende å bruke spesielle skjermkonsepter og torsjonsbestandige kobberkomponenter.

Mer informasjon om industriell IP20- og IP6X-kabling
Ingeniør med nettbrett i en moderne bygning

I smarte bygninger er forskjellige anvendelser desentralt nettorganisert. En smart bygning er bare mulig med standardiserte komponenttilkoblinger, slik at de enkelte bygningssystemene og deres tilhørende applikasjoner kan kommunisere med hverandre på en smidig måte. Pluggforbindere og patchekabler danner et grunnlag for dette.

Mer informasjon om komponenttilkoblinger og bygningsautomatisering
Installering av et overvåkingskamera til en stolpe

Ved dataoverføring utendørs, f. eks. ved telekommunikasjon eller de fornybare energiene, foreligger det strenge krav til komponentene som benyttes. Spesielle pluggforbindere for utendørs bruk takler krevende omgivelsesforhold med store temperaturforskjeller, fuktighet, UV og vibrasjoner.

E-Paper datapluggforbindere
Oversikt over kobberbaserte datapluggforbindere
Har du lyst til å bla i det kobberbaserte sortimentet vårt? – E-Paper til datapluggforbinderne har også en oversikt til deg over tilhørende tilkoblinger.
Åpne E-Paper
Oversikt over ulike datapluggforbindere