悬浮在数字图形前的几根不同数据电缆

铜缆布线 成熟技术确保可靠数据传输

在基础设施、楼宇和工业等诸多应用领域,过程自动化都十分重要。越来越多的设备正不断集成至网络中。数据量日益增加,传输速度亦持续提高,进而导致布线日趋复杂。数十年来,铜缆数据布线一直是该领域的理想之选。

不断提高的数据传输速率和速度对传输技术提出了更严峻的挑战,对传输电缆和相连连接器也是如此。因此需要面向未来需求的研发和产品。否则无法实现可靠的数据传输。家居应用中出现问题尚可容忍。然而,工业应用的传输故障将会导致高昂成本。铜缆凭借其优异的物理和机械性能,确保数据传输的连接可靠。

优势

  • 依托丰富经验实现经济高效的数据传输
  • 可靠的数据放到保护:杜绝通过电缆窃听数据
  • RJ45、USB、HDMI、同轴等标准接口和D-SUB连接器,以及M8和M12圆形连接器
  • 刚性铜缆提供理想电气特性
  • 通过开发及内部生产积累高水平专业知识
接有电缆的铜缆数据连接器,紧挨彼此呈扇形排列

应用中的铜缆

为何选用铜缆?—— 铜缆采用各类电流和电压传输技术,为设备提供电力和数据。铜是传输电能的理想选择。诸如铝等替代材料有时也用于廉价导体中,但性能相差甚远,铝的导电性仅为铜的三分之二左右。

市售铜缆型号多样,这意味着通过特定协议即可为各个应用选用接有连接器的适配电缆。例证之一便是D-SUB连接器,其用于显示器连接PC机的VGA接口。另一方面,PROFINET协议广泛用于工业。传输介质通常为接有两对或四对双绞线的RJ45连接器。

技术研发早已相当先进,但市场上依旧不断出现创新产品。单对以太网便是范例之一,即仅通过一对导线传输以太网协议。针对这项新技术,厂商正着手设计新型电缆和连接器并推动标准化。该举措有助于接口的标准化。

RJ45、单对以太网和M8铜缆数据电缆

铜缆数据电缆是如何构造的?

铜缆数据电缆通常分为两类:

  • 同轴电缆,其内部的单根导线居中布线。

  • 多股电缆,其中多根导线穿行在一根电缆中并相互绞合。导线要么缠绕在中心填充物上(如四芯电缆),要么绞合一对导线然后再缠绕线对(如诸多八芯电缆)。后者称为__双绞线__ (TP)。

此类基础结构还有其他组合形式,如 支持数据和电力混合传输的电缆。

同轴铜缆结构

同轴L电缆内部结构
同轴L电缆内部结构
同轴L电缆内部结构
同轴L电缆内部结构

同轴电缆的__电缆护套__可保护内部元件免受外部影响。为改善机械或热性能并提高耐受水平,护套通常由掺入添加剂的塑料材质制成。 由此即可制造适于户外应用的电缆,实现防潮耐晒。

__内部导线__即可采用刚性型号,亦可由细导线构成。上述两种情况下,电缆均称为柔性电缆。

诸多柔性同轴电缆__屏蔽层__均配有紧密编织的金属李兹线。此外,还可使用金属箔或金属涂覆塑料箔来提升屏蔽性能。相反,也有采用外导体的电缆。此类刚性电缆称为半刚性电缆。

__绝缘体__则是内外导体间的绝缘材料。它可由硬塑料构成,也可以是塑料片,大多数情况下为聚乙烯等塑料泡沫。 

同轴L电缆内部结构

__传输__过程中,一大重要参数是传输介质对信号的衰减。由于此衰减取决于传输频率,因此使用不同频率规定衰减,例如 WLAN的典型频率为2.4 GHz或5.8 GHz。应用大多采用阻抗50 Ω或75 Ω的电缆。只有具备相同阻抗的电缆和其他组件方可一同使用。混搭可能会导致不匹配, 进而引起不必要的反射。

同轴L电缆内部结构

同轴电缆的典型__应用__是将发送器或接收器连接到天线,如 LTE、WLAN、5G和校园网络。

双绞线铜缆结构

四对八芯SF/FPT双绞线
四对八芯SF/FPT双绞线
四对八芯SF/FPT双绞线
四对八芯SF/FPT双绞线
四对八芯SF/FPT双绞线
四对八芯SF/FPT双绞线

铜缆数据电缆通常配有__外护套__,用于保护电缆内部元件免受外部影响。该护套一般由塑料制成,如 聚氨酯 (PUR)、聚氯乙烯 (PVC) 或聚乙烯 (PE)。为改善机械或热性能并提高耐受水平,材料中通常会掺入添加剂。

四对八芯SF/FPT双绞线

在电缆护套下,铜缆数据电缆通常配有电气屏蔽层以抵御外部影响。常用__屏蔽方案有两种__:由紧密网状金属李兹线构成的编织屏蔽层(编织屏蔽 = S)和由金属或金属涂覆塑料制成的屏蔽箔(箔层屏蔽 = F)。因此,电缆的整体屏蔽方案用S、F 或SF表示。

四对八芯SF/FPT双绞线

屏蔽不但可用于整体电缆,单个线对亦可通过其自身__屏蔽箔__层(箔层屏蔽双绞线 = FTP)屏蔽其他线对。

四对八芯SF/FPT双绞线

在双绞线中,两根导线绞合后再缠绕线对。

四对八芯SF/FPT双绞线

铜缆数据电缆的各个导线由塑料绝缘层和铜芯组成。具体结构因预期用途而异。__安装电缆__采用的是刚性铜芯。而__柔性电缆__的铜芯则由7股李兹线组成,若是高柔性电缆,则由19股李兹线构成。美国线规 (AWG) 是规定单芯线横截面积的测量单位。四芯电缆常采用AWG 22规格,八芯电缆则采用AWG 26规格。

高压测试中接有多种测量设备的铜缆

铜缆性能如何?

铜缆数据电缆作为原始电缆的性能由传输类别表示。为解释类别和测试方法之间的差异,亦需了解以太网协议。

原始电缆由其自有标准定义。这些标准还规定了测试方法以及待测参数的电气限值。例如,回波损耗即是待测参数之一。该值衡量了电缆在发送器端反射的信号。然而需遵照的限值要求相差甚远,具体取决于测量的是原始电缆、装配有连接器的电缆(尾缆测量 – 永久链路测试 – ISO 11801),还是整个传输路径(信道测试 – ISO 11801)。

站在铜缆和测量装置旁的测试工程师

在此方面,预制电缆必须满足严苛的数值要求,因为其仅代表传输路径的一部分。而传输路径的限值则相应较为宽松,进而可补偿因老化或其他影响而性能下降的部件。为尽可能减少测量设备的影响,信道测量期间将隐藏首个和末尾连接。若使用传输路径的信道测试来测量尾缆,则该测量并无信息价值,原因在于电缆两端的连接器均已隐藏。

用户可查看数据表和尾缆特性以确定采用何种测量方式。进行信道测试的电缆必须指定传输等级,而进行永久链路测试的电缆则须指定传输类别。遗憾的是无法总是通过测试电缆来验证,因此建议谨慎选用合适电缆。

最后将着重介绍RJ45尾缆认证,其认证方式与菲尼克斯电气相同:

  1. 100 m原始电缆测试,随后
  2. 使用两个RJ45连接器装配2米尾缆*
  3. 永久链路(非信道链路)尾缆测试,随后
  4. 只有成功完成所有测试后,方可认证连接器和电缆组合
  • 基于菲尼克斯电气经验和现行标准,两米是尾缆的临界长度。
双手组装用于RJ45的铜缆数据连接器

适用于现场布线的铜缆解决方案

无论是直接用于设备、楼宇内部应用,还是户外安装,菲尼克斯电气的连接解决方案均可完美应对各类环境。应用将受益于以下产品特性:

• 传输速率高达10 Gbps
• 创新型混合布线
• 满足IP20至IP69K防护等级的解决方案
• 弹簧、穿刺和IDC快速免剥线连接
• 360° 屏蔽设计

适用于网络和现场总线连接的铜缆数据连接器

铜缆设备连接解决方案

为设备选用高性能连接器和现场组装用电缆。从用于印刷电路板的单对以太网 (SPE)、RJ45、HDMI、USB、同轴连接器,到M12穿板式连接器,再到D-SUB连接器,菲尼克斯 电气提供种类多样的针式连接器产品系列,满足速率高达10 Gbps的未来高速布线和创新型混合布线等各种传输特性需要。

• 传输速率高达10 Gbps
• 创新型混合布线
• 满足IP20至IP69K防护等级的解决方案
• 弹簧、穿刺和IDC快速免剥线连接
• 360° 屏蔽设计

非常适合这些行业

铜缆亦可用于测量、通信、自动化技术、数据处理以及机械和系统制造应用控制器。线缆在服务器到交换机和桌面到交换机的连接中也能发挥作用。

十分适合此类应用领域

产品制造中的协作机器人,背景为一位女士
接有板对板连接器的变频器内部视图
控制柜中的数据连接器
工业生产线上手持iPad站在机械手旁的菲尼克斯电气员工
现代化楼宇内手持平板电脑的工程师
杆上的监控摄像头装置
产品制造中的协作机器人,背景为一位女士

采用特殊屏蔽方案和协调一致的抗扭力组件,确保机械手和输送带可靠运行。复杂的自动化流程需要可横跨诸多区域的通信技术。铜缆产品通过多种传输标准认证,确保数据传输无误。认证标准 包括Ethernet APL、PROFINET、Ethernet CAT5和EtherCAT P。

有关设备连接的更多信息
接有板对板连接器的变频器内部视图

铜缆也可搭配板对板连接器使用。此类连接器为有限空间内信号和数据传输提供了屏蔽和非屏蔽两套解决方案。产品支持多种应用导向型设计、堆叠高度、位数和针距,可满足个性PCB板布局的需要。

有关板对板连接器的更多信息
控制柜中的数据连接器

在控制柜中,铜缆部件为以太网和PROFINET应用提供布线解决方案,适配数据传输系统。

有关数据连接器的更多信息
工业生产线上手持iPad站在机械手旁的菲尼克斯电气员工

菲尼克斯电气提供RJ45、USB和HDMI尾缆及组装用RJ45连接器,无需特殊工具即可实现可靠连接,数据传输稳定,速率高达10 Gbps (CAT6A),旨在满足工业布线应用中的特殊需要。产品采用特殊屏蔽方案和抗扭力铜缆组件,确保机械手和输送带可靠运行。

有关IP20和IP6X工业布线的更多信息
现代化楼宇内手持平板电脑的工程师

智能楼宇中的各种应用均需进行分布式联网。为此,需要标准化设备连接,以便各个楼宇系统及其应用间实现顺畅通信。连接器和尾缆则是实现上述需求的基础。

有关楼宇自动化设备连接的更多信息
杆上的监控摄像头装置

通信和可再生能源领域对户外数据传输用组件的要求较高。 菲尼克斯电气提供适用于户外应用的特殊连接器,可抵御严苛的环境条件,如剧烈温度变化、潮湿、紫外线和振动等。

数据连接器电子文档
铜缆数据连接器一览
您想要浏览铜缆产品系列吗?—— 数据连接器电子文档亦将简要介绍相应连接产品。
打开电子文档
各类数据连接器一览