Kilka różnych kabli do transmisji danych na tle cyfrowej grafiki

Okablowanie miedziane do transmisji danych Niezawodna transmisja danych dzięki sprawdzonej technologii

Automatyka procesowa znajduje się w centrum uwagi we wszystkich obszarach zastosowań: w infrastrukturze, w budynkach lub w przemyśle. Do sieci stale podłącza się coraz więcej urządzeń. Okablowanie staje się coraz bardziej złożone ze względu na rosnące ilości danych i coraz większe prędkości transmisji. Okablowanie miedziane do transmisji danych sprawdza się tutaj od wielu lat.

Rosnące szybkości transmisji danych i prędkości przesyłu stawiają coraz większe wyzwania przed technologią transmisji, a co za tym idzie również przed kablami transmisyjnymi i podłączonymi do nich złączami. Potrzebne są przyszłościowe rozwiązania i produkty. W przeciwnym razie bezpieczna transmisja danych nie będzie możliwa. W zastosowaniach domowych występujące problemy są zazwyczaj tolerowane. Jednak wadliwe transmisje w zastosowaniach przemysłowych mogą prowadzić do wysokich kosztów. Dzięki dobrym właściwościom fizycznym i mechanicznym, kable miedziane zapewniają niezawodne połączenia do transmisji danych.

Zalety

  • Optymalizacja kosztów transmisji danych dzięki wieloletniemu doświadczeniu
  • Niezawodna ochrona przed kradzieżą danych: brak możliwości podsłuchiwania danych przez kabel
  • Znormalizowane interfejsy, takie jak złącza RJ45, USB, HDMI, koncentryczne i D-SUB, a także złącza okrągłe M8 i M12
  • Optymalne parametry elektryczne dzięki przewodom z litej miedzi
  • Wysoki poziom know-how dzięki rozwojowi i produkcji własnej
Złącza miedziane do transmisji danych z kablami leżące obok siebie

Przewody miedziane w aplikacji

Dlaczego przewody miedziane? – Kable miedziane przesyłają prąd i napięcie przy użyciu różnych technologii, aby zasilać urządzenia w energię i dane. Miedź ma optymalne właściwości do przesyłania energii elektrycznej. Niekiedy w tanich przewodach stosuje się również materiały alternatywne, takie jak aluminium, ale oferują one znacznie niższą wydajność – w przypadku aluminium około dwie trzecie przewodności elektrycznej.

Na rynku istnieje szeroka gama przewodów miedzianych, dzięki czemu dla niemal każdej aplikacji z określonym protokołem dostępny jest optymalny kabel ze złączami. Przykładem są złącza D-SUB służące do podłączania ekranów do komputera w standardzie VGA. W przemyśle natomiast powszechnie stosowany jest protokół PROFINET. Często jest on przesyłany przez złącza RJ45 w dwuparowych lub czteroparowych skrętkach.

Rozwój technologii jest już bardzo zaawansowany, jednak na rynku dostępne są kolejne innowacje. Dobrym przykładem jest Ethernet jednoparowy, w którym protokoły ethernetowe są przesyłane za pomocą tylko jednej pary przewodów. Dla tej nowej technologii projektowane są zupełnie nowe kable i złącza, które z kolei są standaryzowane. Sprzyja to standaryzacji interfejsów.

Kable miedziane do transmisji danych w wersji RJ45 i do Ethernetu jednoparowego oraz w wersji M8

Jak zbudowane są miedziane kable do transmisji danych?

Generalnie rozróżnia się dwa rodzaje miedzianych kabli do transmisji danych:

  • Kable koncentryczne, w których jeden przewód jest poprowadzony centralnie w kablu.

  • Kable skręcane, w których kilka przewodów jest poprowadzonych w jednym kablu i skręconych ze sobą. Albo są skręcone wokół umieszczonego centralnie elementu wypełniającego – jak to jest w wielu kablach czterożyłowych. Albo żyły pary są skręcone ze sobą, a pary żył ze sobą – jak w wielu kablach ośmiożyłowych. Ten drugi rodzaj splotu nazywa się skrętką (Twisted Pair – TP).

Istnieją również inne kombinacje tych podstawowych struktur, np. kable hybrydowe do transmisji danych i zasilania.

Budowa miedzianego kabla koncentrycznego

Budowa wewnętrzna kabla koncentrycznego L
Budowa wewnętrzna kabla koncentrycznego L
Budowa wewnętrzna kabla koncentrycznego L
Budowa wewnętrzna kabla koncentrycznego L

Płaszcz w kablach koncentrycznych chroni wnętrze kabla przed wpływem czynników zewnętrznych. W celu poprawy właściwości mechanicznych lub termicznych oraz odporności, płaszcz jest wykonywany zazwyczaj z tworzyw sztucznych z dodatkami. Przykładowo możliwe jest wykonanie kabli przystosowanych do pracy na zewnątrz oraz uzyskanie odporności na wilgoć i promieniowanie słoneczne.

Przewód wewnętrzny może być pełny lub wykonany z cienkimi drucików. W obu przypadkach mówi się o kablu elastycznym.

Wiele elastycznych kabli koncentrycznych posiada ekran wykonany z gęstego metalowego oplotu. W celu uzyskania lepszych właściwości ekranujących można również zastosować folię wykonaną z metalu lub tworzywa sztucznego pokrytego metalem. Przeciwieństwem tego rodzaju kabli są kable z litym przewodem zewnętrznym. Kable te są nazywane kablami semi-rigid.

Dielektryk to materiał izolacyjny między przewodem wewnętrznym i zewnętrznym. Może składać się z litego tworzywa sztucznego, jak również z plastikowych krążków lub, jak w większości przypadków, z pianki z tworzywa sztucznego, np. polietylenowej.

Budowa wewnętrzna kabla koncentrycznego L

Do transmisji ważnym parametrem jest tłumienie sygnału przez medium transmisyjne.  Ponieważ tłumienie to zależy od częstotliwości transmisji, określa się je w różnych częstotliwościach – typowe częstotliwości to np. dla sieci WLAN 2,4 GHz lub 5,8 GHz. Powszechnie stosowane są kable o impedancji 50 Ω lub 75 Ω. Należy stosować razem tylko kable i inne komponenty o takiej samej impedancji. Mieszanie może powodować niedopasowanie. To z kolei powoduje niepożądane odbicia.

Budowa wewnętrzna kabla koncentrycznego L

Typowym zastosowaniem dla kabli koncentrycznych jest połączenie nadajników lub odbiorników z anteną, np. w sieciach LTE, WLAN, 5G i kampusowych.

Budowa kabla miedzianego typu skrętka

Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów
Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów
Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów
Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów
Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów
Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów

Miedziane kable do transmisji danych mają zwykle płaszcz zewnętrzny, który chroni wnętrze kabla przed wpływem czynników zewnętrznych. Płaszcz jest zwykle wykonany z tworzywa sztucznego, takiego jak poliuretan (PUR), polichlorek winylu (PCW) lub polietylen (PE). W celu poprawy właściwości mechanicznych lub termicznych oraz odporności, materiały te mają zazwyczaj różne dodatki.

Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów

Pod płaszczem miedziane kable do transmisji danych mają zazwyczaj ekran elektryczny chroniący przed czynnikami zewnętrznymi. Powszechnie stosowane są dwie różne koncepcje ekranu: ekran pleciony, czyli gęsta plecionka metalowa (screened = S) oraz ekran foliowy, czyli folia z metalu lub tworzywa sztucznego pokrytego metalem (foiled = F). Ekran kabla jest więc oznaczany jako S, F lub SF.

Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów

__ Nie tylko cały kabel, ale także poszczególne pary żył mogą być ekranowane od innych par żył własnym ekranem za pomocą folii ekranującej __(Foiled Twisted Pair = FTP).

Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów

W kablach typu skrętka dwie żyły są skręcone ze sobą, a pary żył są skręcone ze sobą.

Ośmiożyłowa skrętka SF/FPT z czterema parami przewodów

Poszczególne żyły miedzianego kabla do transmisji danych składają się z izolacji z tworzywa sztucznego i rdzenia miedzianego. Różni się on w zależności od przeznaczenia. Kable instalacyjne mają solidny rdzeń miedziany. W kablach giętkich rdzeń ten wykonany jest z 7 żył, a w kablach bardzo giętkich z 19 żył. Przekrój poszczególnych przewodów oznaczony jest jednostką miary American Wire Gauge (AWG). Bardzo często stosuje się AWG 22 dla kabli czterożyłowych oraz AWG 26 dla kabli ośmiożyłowych.

Kable miedziane z różnymi miernikami w próbie wysokiego napięcia

Jaka jest wydajność kabli miedzianych?

Wydajność miedzianego kabla do transmisji danych jest określana na podstawie kategorii transmisji. Aby wyjaśnić różnice w kategoriach i metodach testu, warto przyjrzeć się tutaj także protokołowi Ethernet.

Kable surowe są określone przez własne standardy. Normy te określają również metody testów, jak również elektryczne wartości graniczne testowanych parametrów. Przykładem testowanego parametru jest tłumienność odbiciowa. Wartość ta mierzy sygnał odbity przez przewód po stronie nadajnika. Obowiązujące wartości graniczne różnią się jednak znacznie w zależności od tego, czy mierzony jest surowy kabel, kabel wyposażony w złącza (pomiar kabla krosowego – test stałego łącza – ISO 11801) czy całe łącze transmisyjne (test kanału – ISO 11801).

Inżynier z kablem miedzianym i zestawem pomiarowym

Rygorystyczne wartości ma spełniać w tym miejscu konfekcjonowany kabel, ponieważ stanowi on tylko część toru transmisyjnego. Wartości graniczne dla linii przesyłowych są odpowiednio słabsze, co umożliwia kompensację części słabszych w wyniku starzenia się lub innych zjawisk. W celu zminimalizowania wpływu miernika pierwsze i ostatnie złącze jest zaślepiane podczas pomiaru kanału. Jeśli kabel krosowy jest mierzony za pomocą testu kanałowego dla toru transmisji, pomiar ten nie ma wartości informacyjnej, ponieważ oba wtyki kabla są zaślepione.

Stosowaną metodę pomiarową można określić na podstawie karty katalogowej i charakterystyki transmisji kabla krosowego. Kable z testem kanału muszą być wskazane z klasą transmisji, natomiast kable z testem łącza stałego z kategorią transmisji. Niestety, nie zawsze można to zweryfikować poprzez testowanie kabli, dlatego przy wyborze odpowiedniego kabla zalecana jest ostrożność.

Na koniec przyjrzyjmy się dopuszczeniu kabla krosowego RJ45 w firmie Phoenix Contact:

  1. Test surowego kabla 100 m po
  2. zainstalowaniu 2-metrowych kabli krosowych* z dwoma złączami RJ45
  3. Test kabla krosowego stałego łącza (nie kanału) po
  4. dopuszczeniu kombinacji wtyku i kabla dopiero po pomyślnym zakończeniu wszystkich testów

*Z doświadczenia firmy Phoenix Contact wynika, że dwa metry stanowią najbardziej krytyczną długość dla kabli krosowych według aktualnych standardów.

Złącze miedziane do transmisji danych montowane obiema rękami dla RJ45

Rozwiązania miedziane do okablowania obiektowego

Czy to bezpośrednio w maszynie, w budynkach czy nawet na zewnątrz: rozwiązania przyłączeniowe są doskonałym wyborem w każdym środowisku. Wykorzystaj te właściwości produktu do swojej aplikacji:

• Szybkości transmisji do 10 Gb/s
• Innowacyjne okablowanie hybrydowe
• Rozwiązania od IP20 do IP69K
• Przyłącze sprężynowe, Pierce i IDC
• Ekranowanie 360°

Złącza miedziane do transmisji danych do podłączania sieci i magistrali obiektowych

Rozwiązania miedziane do przyłączania urządzeń

Zastosuj w swoim urządzeniu wysokiej klasy przewody i wtyki do samodzielnego montażu. Niezależnie od tego, czy chodzi o przyszłościowe okablowanie o dużej szybkości do 10 Gb/s, czy o innowacyjne okablowanie hybrydowe: Phoenix Contact oferuje szeroki asortyment różnych przodów wtyków dla różnych właściwości transmisyjnych – od złączy do Ethernetu jednoparowego, RJ45, HDMI, USB, złączy koncentrycznych do płytek drukowanych po przepusty kablowe M12 i złącza D-SUB.

• Szybkości transmisji do 10 Gb/s
• Innowacyjne okablowanie hybrydowe
• Rozwiązania od IP20 do IP69K
• Przyłącze sprężynowe, Pierce i IDC
• Ekranowanie 360°

Nadają się idealnie dla następujących branż

Przewody miedziane są stosowane również w technice pomiarowej, komunikacji i automatyzacji, przetwarzaniu danych oraz w sterownikach w budowie maszyn i urządzeń. Pojawiają się one również w przypadku połączeń serwer-switch i desktop-switch.

Idealnie nadaje się do tych zastosowań

Robot współpracujący w produkcji z kobietą w tle
Widok wewnętrzny falownika ze złączami typu płytka-płytka
Złącza do transmisji danych w szafie sterowniczej
Pracownik Phoenix Contact z iPadem i robotem na przemysłowej linii produkcyjnej
Inżynier z tabletem w nowoczesnym budynku
Montaż kamery monitoringu na maszcie
Robot współpracujący w produkcji z kobietą w tle

Specjalne koncepcje ekranowania i odporne na skręcanie, dostosowane do siebie idealnie komponenty są niezbędne do niezawodnej pracy robotów i przenośników. Złożone procesy automatyzacji wymagają komunikacji w wielu obszarach. Do bezbłędnej transmisji danych warto sięgnąć po nasze produkty na bazie miedzi, które przeszły kwalifikację zgodnie z różnymi standardami transmisji. Należą do nich między innymi Ethernet APL, PROFINET, Ethernet CAT5 i EtherCAT P.

Więcej na temat przyłączy urządzeń
Widok wewnętrzny falownika ze złączami typu płytka-płytka

Kable miedziane są również stosowane w połączeniu ze złączami typu płytka-płytka. Są to ekranowane i nieekranowane złącza do przesyłania sygnałów i danych w urządzeniu na minimalnej przestrzeni. Pozwalają na indywidualne orientacje płytki PCB o różnych konstrukcjach, wysokościach piętrowania i liczbach pinów.

Więcej na temat złączy typu płytka-płytka
Złącza do transmisji danych w szafie sterowniczej

W szafie sterowniczej komponenty miedziane zapewniają rozwiązania okablowania dla aplikacji Ethernet i PROFINET – dopasowane do systemu transmisji danych.

Więcej na temat złączy do transmisji danych
Pracownik Phoenix Contact z iPadem i robotem na przemysłowej linii produkcyjnej

Niezawodne rozwiązania przyłączeniowe i ciągła transmisja danych do 10 Gb/s (CAT6A): kable krosowe RJ45, USB i HDMI oraz złącza RJ45, które można montować bez użycia specjalnych narzędzi, idealnie nadają się do spełnienia specjalnych wymagań w okablowaniu przemysłowym. Specjalne koncepcje ekranowania i odporne na skręcanie elementy miedziane są niezbędne do niezawodnej pracy robotów i przenośników.

Więcej o okablowaniu przemysłowym IP20 i IP6X
Inżynier z tabletem w nowoczesnym budynku

W inteligentnych budynkach różne urządzenia i systemy są połączone w sieć w sposób rozproszony. Inteligentny budynek jest możliwy tylko dzięki ustandaryzowanym przyłączom urządzeń, dzięki czemu poszczególne systemy budynkowe i ich aplikacje komunikują się płynnie ze sobą. Podstawę stanowią złącza i kable krosowe.

Więcej o przyłączach urządzeń w automatyce budynkowej
Montaż kamery monitoringu na maszcie

W przypadku transmisji danych na zewnątrz, np. w telekomunikacji czy branży energii odnawialnych, wszystkie zastosowane komponenty muszą spełniać wysokie wymagania. Specjalne złącza do użytku na zewnątrz są odporne na trudne warunki środowiskowe z dużymi różnicami temperatur, wilgotnością, promieniowaniem UV i wibracjami.

E-paper: Złącza do transmisji danych
Złącza do transmisji danych do instalacji miedzianych
Chcesy przejrzeć naszą ofertę produktów miedzianych? - W broszurze na temat złączy do transmisji danych można znaleźć również przegląd odpowiednich przyłączy.
Otwórz e-paper
Różne złącza do transmisji danych