Несколько различных кабелей передачи данных висят перед цифровым графиком

Медные кабели для передачи данных Надежная передача данных с проверенными технологиями

Автоматизация процессов находится в центре внимания во многих областях применения: в инфраструктуре, в зданиях или в промышленности. Постоянно в сети включаются все новые единицы. Кабельная разводка становится все более сложной из-за растущих объемов и скоростей передачи данных. Кабели передачи данных на основе меди хорошо зарекомендовали себя на протяжении десятилетий.

Увеличение количества передаваемых данных и скорости передачи ставит все более сложные задачи перед технологией передачи данных, а значит, и перед кабелями передачи данных и подключенными к ним штекерными соединителями. Необходимы перспективные разработки и изделия. В противном случае безопасная передача данных невозможна. При домашнем применении возникающие проблемы обычно терпимы. Однако содержащие ошибки передачи в промышленных установках могут привести к большим затратам. Благодаря своим хорошим физико-механическим свойствам медные кабели обеспечивают надежные соединения для передачи данных.

Преимущества

  • Оптимизированная по стоимости передача данных благодаря многолетнему опыту
  • Надежная защита от воровства данных: сбор данных через кабель невозможен
  • Стандартизированные интерфейсы штекерных соединителей RJ45, USB, HDMI, коаксиальные и D-SUB, а также круглых штекерных соединителей M8 и M12
  • Оптимальные электрические характеристики благодаря сплошным медным проводникам
  • Высокий уровень ноу-хау благодаря собственным разработке и изготовлению
Штекерные соединители для передачи данных на медной основе с кабелями лежат веером рядом друг с другом

Медный провод в применении

Почему медные провода? – Медные кабели передают энергию и напряжение с помощью различных технологий для обеспечения устройств энергией и данными. Медь обладает оптимальными характеристиками для передачи электрической энергии. В некоторых случаях в недорогих проводниках используются и альтернативные материалы, такие как алюминий, но они обладают гораздо меньшими характеристиками – в случае алюминия около двух третей электропроводности.

На рынке представлен широкий ассортимент медных проводов с большой пропускной способностью, поэтому практически для каждого приложения с определенным протоколом можно подобрать оптимальный кабель со штекерными соединителями. Одним примером этому являются штекерные соединители D-SUB для VGA-соединения мониторов к PC. А в промышленности, напротив, очень распространен протокол PROFINET. Он часто передается через штекерные соединители RJ45 в двух- или четырехпарных кабелях на основе витой пары.

Развитие технологии уже очень продвинуто, однако на рынке доступны дальнейшие инновации. Хорошим примером этому является однопарный Ethernet, передача протоколов Ethernet по всего лишь одной паре жил. Для этой новой технологии разрабатываются совершенно новые кабели и штекерные соединители, которые, в свою очередь, стандартизируются. Это способствует стандартизации интерфейсов.

Медные кабели для передачи данных в RJ45 и однопарном Ethernet, а также в M8

Какую структуру имеют медные кабели для передачи данных?

В общем различают два типа кабелей передачи данных на основе меди:

  • Коаксиальные кабели, в которых один проводник располагается в центре кабеля.

  • Многожильные кабели, в которых несколько проводников проложены в одном кабеле и скручены вместе. Либо они скручены вокруг центрально расположенного заполняющего элемента - как во многих четырехконтактных кабелях. Или жилы каждой пары скручены друг с другом, и пары жил скручены друг с другом - как во многих восьмиполюсных кабелях. Последний тип скрутки называется витой парой - Twisted Pair (TP).

Существуют и другие комбинации этих базовых структур, к примеру, для кабелей, которые могут передавать данные и питание гибридным способом.

Структура коаксиального медного кабеля

Внутренняя структура коаксиального L-кабеля
Внутренняя структура коаксиального L-кабеля
Внутренняя структура коаксиального L-кабеля
Внутренняя структура коаксиального L-кабеля

Оболочка кабеля в коаксиальных кабелях защищает расположенные внутри нее компоненты кабеля от внешних воздействий. Для улучшения механических или термических свойств и сопротивления данная оболочка, как правило, состоит из пластиковых материалов, которые обычно смешивают с добавками. К примеру, можно сделать кабели пригодными для использования на открытом воздухе и добиться устойчивости к воздействию влаги и солнечной радиации.

Внутренний проводник может быть сплошным или состоять из тонких проводов. В обоих случаях речь идет о гибком кабеле.

Многие гибкие коаксиальные кабели обладают экранированием, состоящим из сплетенной в мелкую сетку металлической проволоки. Для получения улучшенных экранирующих характеристик дополнительно может быть использована металлическая фольга или пластик с металлическим покрытием. Их противоположностью являются кабели с массивным внешним проводом. Такие жесткие кабели называются полужесткими.

Диэлектриком является изоляционный материал между внутренним и внешним проводом. Он может состоять из жесткой пластмассы, а также из пластиковых шайб или в большинстве случаев из пластиковой пены, к примеру, полиэтилена.

Внутренняя структура коаксиального L-кабеля

При передаче одним из важных параметров является коэффициент затухания сигнала в среде передачи. Поскольку значение коэффициента затухания зависит от частоты передачи, он задается для различных частот – типичными частотами являются, к примеру, для WLAN 2,4 ГГц или 5,8 ГГц. Широко распространены кабели с импедансом 50 Ом или 75 Ом. Вместе следует использовать только кабели и другие компоненты с одинаковым импедансом. Смешивание может привести к несоответствиям. Они являются причиной нежелательных отражений.

Внутренняя структура коаксиального L-кабеля

Типичным вариантом использования коаксиальных кабелей является соединение передатчика или приемника с антенной, к примеру, в сетях LTE, WLAN, 5G и кампусных сетях.

Структура медного кабеля с витой парой

Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил
Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил
Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил
Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил
Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил
Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил

Как правило, кабели передачи данных имеют внешнюю оболочку, которая защищает расположенные внутри части кабеля от внешних воздействий. Данная оболочка, как правило, состоит из пластикового материала, к примеру, полиуретан (PUR), поливинилхлорид (PVC) или полиэтилен (PE). Для улучшения механических или термических свойств и сопротивления эти материалы обычно смешивают с добавками.

Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил

Под оболочкой кабели передачи данных на основе меди обычно имеют электрический экран от внешних воздействий. Распространены две различные концепции экранов: экранная оплетка, представляющая собой плотно прилегающую сетку из металлических нитей (Screened = S), и экранная фольга, представляющая собой фольгу из металла или пластика с металлическим покрытием (Foiled = F). Поэтому экран кабеля обозначается буквами S, F или SF.

Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил

Не только весь кабель, но и отдельные пары проводов могут быть экранированы от других пар проводов собственным экранированием с помощью экранирующей фольги (Foiled Twisted Pair = FTP).

Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил

В кабелях с витой парой две жилы скручены вместе, а пары жил скручены между собой.

Восьмиконтактный кабель с витой парой SF/FPT с четырьмя парами жил

Отдельные жилы медного кабеля для передачи данных состоят из пластиковой изоляции и медного ядра. Он различается в зависимости от целевого назначения. Монтажные кабели имеют твердую медную жилу. У гибких кабелей эта жила состоит из 7 литц, а у высокогибких – из 19 литц. Сечение одножильных кабелей обозначается единицей измерения AWG (American Wire Gauge – американский калибр проводов). Наиболее часто используют AWG 22 для четырехконтактных кабелей, а также AWG 26 для восьмиконтактных кабелей.

Медный кабель с различными измерительными приборами в процессе испытания высоким напряжением

Какова производительность медных кабелей?

Производительность кабеля для передачи данных на основе меди как необработанного кабеля обозначается категорией передачи. Для объяснения разницы в категориях и методах испытания в данном случае также поможет взгляд на протокол Ethernet.

Необработанные кабели определяются собственным стандартом. Эти стандарты также определяют методы испытаний, а также электрические пределы для проверяемых параметров. Одним из примеров для таких тестируемых параметров является затухание вследствие рассогласования. Это значение измеряет отраженный проводником сигнал на передающей стороне. Но предельные значения, которые необходимо соблюдать, очень сильно зависят от того, измеряется ли необработанный кабель, укомплектованный штекерным соединителем кабель (измерение патч-кабеля – Permanent-Link-Test – ISO 11801) или весь участок передачи (Channel Test – ISO 11801).

Инженер-испытатель с кабелем на медной основе и измерительной установкой

Строгие значения должны быть выполнены в этом месте при помощи подготовленного кабеля, так как он представляет собой только часть пути передачи. Предельные значения для линий передачи соответственно слабее, так что можно компенсировать слабые участки, обусловленные снижением эффективности от времени или другими эффектами. Чтобы минимизировать влияние измерительного прибора, устанавливаются заглушки на первое и последнее штекерное соединение. Если патч-кабель замеряется с помощью теста канала передачи, то такое измерение не имеет значимости, поскольку оба штекера кабеля закрыты заглушками.

Какой метод измерения используется, можно определить, изучив техническое описание и передающие характеристики патч-кабеля. Кабели с тестом канала должны быть обозначены с указанием класса передачи, кабели с испытанием постоянного канала - с указанием категории передачи. К сожалению, это не всегда можно проверить путем тестирования кабелей, поэтому при выборе подходящего кабеля следует проявлять внимание и осторожность.

Наконец, будет уделено внимание выпуску патч-кабеля RJ45, как он осуществляется в компании Phoenix Contact:

  1. Испытание необработанного кабеля, 100 м, затем
  2. Сборка 2-метровых патч-кабелей* с двумя штекерными соединителями RJ45
  3. Испытание патч-кабеля постоянным соединением (Permanent-Link, не Channel-Link) затем
  4. Подтверждение комбинации штекера и кабеля только после успешного завершения всех испытаний

*По опыту Phoenix Contact, два метра представляют собой наиболее критическую длину для патч-кабелей в соответствии с действующими стандартами.

Медный штекерный соединитель для передачи данных, который собирается двумя руками для подготовки к RJ45

Решения для полевой кабельной разводки на основе меди

На машинах, в зданиях или вне помещений: соединительные устройства являются оптимальным выбором в любых условиях. Используйте эти свойства продукта для своего применения:

• Скорость передачи до 10 Гбит/с
• Инновационная гибридная кабельная разводка
• Решения от IP20 до IP69K
• Пружинные, прокалывающие и ножевые (IDC) зажимы
• Экранирование на 360°

Медные штекерные соединители для передачи данных для подключения к сетям и полевым шинам

Решения в области подключения устройств на основе меди

Используйте для Вашего устройства производительные и сборные на месте штекеры и проводники. Будь то перспективная высокоскоростная кабельная разводка со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с или инновационные гибридные кабели: Phoenix Contact предлагает Вам широкий ассортимент продукции с различными стыковочными частями для различных свойств передачи данных – от SPE, RJ45, HDMI, USB, коаксиальных кабельных соединителей для печатной платы до проходных деталей M12 и штекерных соединителей D-SUB.

• Скорость передачи до 10 Гбит/с
• Инновационная гибридная кабельная разводка
• Решения от IP20 до IP69K
• Пружинные, прокалывающие и ножевые (IDC) зажимы
• Экранирование на 360°

Идеально подходят для следующих отраслей

Медные провода также используются в измерительной технике, технике связи и автоматизации, обработке данных и в системах управления в машиностроении и производстве оборудования. Они также используются для соединений между сервером и коммутатором и между настольным компьютером и коммутатором.

Идеально подходят для данных сфер применения

Коллаборативный робот на производстве продукции с женщиной на заднем плане
Частотный преобразователь со штекерными соединителями плата-плата, вид изнутри
Штекерные соединители для передачи данных в шкафу управления
Сотрудник Phoenix Contact с iPad и роботом на промышленной производственной линии
Инженер с планшетом в современном здании
Установка камеры видеонаблюдения на мачте
Коллаборативный робот на производстве продукции с женщиной на заднем плане

Важным условием надежной работы роботов и конвейерных линий являются специальные концепции экранирования и устойчивые к скручиванию, оптимально работающие друг с другом компоненты. Сложные процессы автоматизации требуют слаженной связи множества систем. Положитесь на ассортимент продукции на основе меди для безошибочной передачи данных, отвечающей различным стандартам передачи данных. К ним относятся, кроме прочего: Ethernet-APL, PROFINET, Ethernet CAT5 и EtherCAT P.

Подробнее о подключении устройств
Частотный преобразователь со штекерными соединителями плата-плата, вид изнутри

Медные кабели применяются также в сочетании со штекерными соединителями плата-плата. Данные штекерные соединители предлагают экранированные и неэкранированные решения для передачи сигналов и данных в устройстве на узком пространстве. Возможно реализовать индивидуальное расположение печатных плат различной конструкции с учетом особенностей используемых приложений, высоты и числа контактов.

Подробнее о штекерных соединителях плата-плата
Штекерные соединители для передачи данных в шкафу управления

В шкафу управления медные компоненты предлагают решения кабельной разводки для приложений Ethernet и PROFINET – подходящие к Вашей системе передачи данных.

Подробнее о штекерных соединителях для передачи данных
Сотрудник Phoenix Contact с iPad и роботом на промышленной производственной линии

Надежные решения для подключения и сплошная передача данных до 10 Гбит/с (CAT6A): патч-кабели RJ45, USB и HDMI, а также сборные без специального инструмента штекерные соединители RJ45 наилучшим образом подходят для специальных требований к промышленной кабельной разводке. Для надежной эксплуатации роботов и конвейерных линий важным условием являются специальные концепции экранирования и устойчивые к скручиванию медные компоненты.

Подробнее о промышленной кабельной разводке IP20 и IP6X
Инженер с планшетом в современном здании

В умных зданиях объединение в сеть различных приложений производится децентрализовано. Умное здание требует наличия стандартизированных технологий подключения устройств, которые обеспечат постоянную коммуникацию между отдельными системами здания и их приложениями. Их основой являются штекерные соединители и патч-кабели.

Подробнее о подключении устройств при автоматизации зданий
Установка камеры видеонаблюдения на мачте

К компонентам для передачи данных вне помещений, к примеру, в сфере телекоммуникаций или возобновляемых источников энергии, традиционно предъявляются высокие требования. Специальные штекерные соединители для наружного применения устойчивы к сложным внешним условиям с резким перепадом температуры, влажностью, УФ-излучением и вибрациями.

Электронный журнал: штекерные соединители для передачи данных
Краткий обзор медных штекерных соединителей для передачи данных
Хотите полистать в нашем ассортименте медных изделий? – В электронном документе, посвященном штекерным соединителям для передачи данных, Вы также найдете обзор соответствующих соединений.
Открыть электронный журнал
Краткий обзор различных штекерных соединителей для передачи данных