數條不同的資料電纜漂浮在數位圖表前面

銅纜資料接線 藉助成熟的技術實現可靠的資料傳輸

無論是基礎設施、建築行業,還是工業領域,過程自動化是目前很多應用領域的核心議題。越來越多的設備被接入網路中。由於資料量的增加和傳輸速率的增長,接線變得越來越複雜。數十年來,銅纜資料接線已成為成熟應用。

隨著資料傳輸速率的不斷提高,傳輸技術以及傳輸電纜和所連接的連接器面臨著越來越高的要求。因此,需要開發滿足未來需求的產品。否則就無法保證安全地傳輸資料。家用領域所出現的問題通常尚在接受範圍內, 但如果在工業應用中出現傳輸問題,就會帶來高昂的成本。銅電纜具有良好的物理和機械特性,能夠可靠地進行連接並傳輸資料。

優勢

  • 菲尼克斯電氣具備多年經驗,可打造經濟高效的資料傳輸解決方案
  • 可靠的資料防盜保護:無法透過電纜存取資料
  • 適合 RJ45、USB、HDMI 等標準化介面,以及同軸連接器、D-SUB 連接器、M8 和 M12 圓形連接器
  • 採用全銅導線,具備出色的電氣特性
  • 菲尼克斯電氣自主研發與生產,具備全面的專業知識
帶電纜的銅資料連接器彼此相鄰呈扇形佈置

應用中的銅導線

為何選用銅導線?– 銅電纜可藉助不同的技術來傳輸電流和電壓,為設備提供電力功率和資料。銅具有電能傳輸所需的理想特性。低成本導線有時也會使用鋁等替代材料,但它們的性能要差得多:鋁的電導率約為銅的三分之二。

市面上有各種各樣的銅導線,因此,幾乎所有採用特定協定的應用都能找到理想電纜及連接器。其中一個範例是透過 VGA 介面將顯示螢幕連接到 PC 的 D-SUB 連接器。而在工業領域,PROFINET 協定的應用非常廣泛。該協定通常透過 RJ45 連接器在兩對或四對雙絞線中進行傳輸。

這項技術已經非常成熟,但市面上還有其他創新方案。其中一個範例是單對乙太網路,該技術只需一對芯線便可傳輸乙太網路協定。針對這種新技術,行業正在設計全新的電纜和連接器,並使之標準化。由此促進了介面的標準化。

RJ45、單對乙太網路以及 M8 中的銅資料電纜

銅資料電纜的構造形式是怎樣的?

一般而言,有兩種銅資料電纜:

  • 同軸電纜,即在電纜內部中央有一根導線。

  • 絞合式電纜,即一根電纜中有多根相互絞合的導線。芯線圍繞著中央的填充元件絞合在一起,例如大多數四芯電纜。或者兩根芯線相互絞合,每對芯線再相互絞合,例如大多數八芯電纜。後一種絞合形式被稱為__雙絞線__ (TP)。

另外,這些基本結構,例如可以混合傳輸資料和電力功率的電纜,還可採用其他組合形式。

同軸銅電纜的構造

同軸 L 形電纜的內部構造
同軸 L 形電纜的內部構造
同軸 L 形電纜的內部構造
同軸 L 形電纜的內部構造

同軸電纜的__電纜護套__可使電纜內部免受外界影響。爲了改善機械或熱效能和耐受力,這種護套通常由混有添加劑的塑膠製成。透過這種方式,電纜可用於戶外應用,並不受潮溼環境和陽光照射的影響。

__內部導線__可以構造成實心的,也可採用細導線。這兩種均稱為柔性電纜。

許多柔性同軸電纜都帶有由金屬絞線緊密編織而成的__遮罩層__。爲了實現更好的遮罩特性,還可加上由金屬或金屬塗層塑膠製成的箔。與此相對地,也有採用實心外部導線的電纜。這種實心電纜被稱為半剛性電纜。

__電介質__是內部和外部導線之間的絕緣材料。它可由實心塑膠、塑膠墊圈製成,或者通常還可由塑膠泡沫,例如聚乙烯製成。

同軸 L 形電纜的內部構造

__傳輸__過程中,傳輸介質對訊號的衰減作用是一個重要的參數。由於這種衰減取決於傳輸頻率,要根據不同的頻率進行說明:常見的頻率例如有針對 WLAN 的 2.4 GHz 或 5.8 GHz。廣泛應用的是阻抗為 50 Ω 或 75 Ω 的電纜。只有具有相同阻抗的電纜和其他元件才能搭配使用。如果混用,會導致彼此不適配。由此產生意外的反射。

同軸 L 形電纜的內部構造

同軸電纜的其中一個典型__應用範例__是連接發射器或接收器與天線,例如在 LTE、WLAN、5G 和校園網路中。

雙絞線銅電纜的構造

八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線
八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線
八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線
八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線
八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線
八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線

銅資料電纜通常帶有__外護套__,用以保護電纜的內部區域免受外界影響。這種護套通常由塑膠製成,如聚氨酯 (PUR)、聚氯乙烯 (PVC) 或聚乙烯 (PE)。爲了改善機械或熱效能和耐受力,這些材料中通常會混有添加劑。

八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線

銅資料電纜的護套下方通常配有電氣遮罩,可避免受到外部環境影響。有__兩種不同的遮罩方案__比較常見:編織遮罩層,即金屬絞線製成的細網眼編織層(Screened = S,網罩型),以及遮罩箔,即由金屬或金屬塗層塑膠製成的箔(Foiled = F,箔型)。因此,電纜的所有遮罩類型表示為 S、F 或 SF。

八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線

整條電纜以及單對芯線均可透過其自身的__遮罩箔__作為遮罩層,與其他芯線對隔離開來(Foiled Twisted Pair = FTP,箔式雙絞線)。

八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線

雙絞線是指兩根芯線相互絞合,每對芯線再相互絞合。

八芯 SF/FPT 雙絞線,帶四對導線

銅資料電纜的單根導線由塑膠遮罩層和銅芯組成。銅芯根據不同用途而變化。__敷設電纜__中是實心銅芯。__柔性電纜__中的銅芯則為 7 根絞合線,超柔性電纜則為 19 根絞合線。單根導線的橫截面用美國線規 (AWG) 的度量單位來給定。尤為常見的有 AWG 22(四芯電纜)和 AWG 26(八芯電纜)。

高壓測試中帶不同量測設備的銅電纜

銅電纜的性能如何?

作為原始電纜時,銅基電纜的性能透過傳輸類別來說明。爲了解釋類別與測試方法的差異,有必要查閱乙太網路協定。

原始電纜由自身標準進行定義。這些標準還規定了待測參數的測試方法和電氣極限值。這種待測參數的其中一個例子是返回損耗。該值量測的是發射端電線反射的訊號。然而,需要遵守的極限值彼此間差異很大,具體取決於是量測原始電纜、帶連接器的電纜(跳接線量測 – 永久鏈路測試 – ISO 11801),還是整個傳輸路徑(通道測試 – ISO 11801)。

測試工程師拿著銅電纜和量測元件

預製型電纜必須符合嚴格的值規定,因為它只是傳輸路徑的一部分。傳輸路徑的極限值的嚴格程度相應較弱,因此較弱的部分可以透過老化或其他影響來補償。為盡可能減少對量測設備的影響,在進行通道量測時,會隱去第一個和最後一個插頭連接。如果用傳輸路徑的通道測試來量測跳接線,那麼這種量測是沒有意義的,因為電纜的兩個插頭會被隱去。

具體採用哪種量測方法,可以查閱資料表和跳接線的傳輸特性確定。進行通道測試的電纜必須標明傳輸等級,而進行永久鏈路測試的電纜則標明傳輸類別。然而,有時無法透過測試電纜來驗證這一點,因此在選擇正確的電纜時應多加注意。

最後,我們還要來看看 RJ45 跳接線的啟用,該過程同樣是由菲尼克斯電氣進行:

  1. 原始電纜測試 100 m,在此之前應
  2. 構造帶兩個 RJ45 連接器的兩公尺長跳接線*
  3. 跳接線永久鏈路測試(非通道鏈路),在此之前應
  4. 在順利完成所有測試之後,再啟用插頭與電纜的組合

*按照菲尼克斯電氣的經驗,兩公尺是根據當前標準的跳接線的臨界長度。

用雙手為 RJ45 組裝銅資料連接器

適合現場接線的銅基解決方案

無論是直接在您的機器上、在樓宇中,還是在室外:這些連接解決方​​案都是各種環境下的理想之選。其產品屬性將為您帶來諸多便利:

• 傳輸速率高達 10 Gbps
• 創新的混合式接線
• 適合防護程度 IP20 至 IP69K 的解決方案
• 彈簧連接、穿刺連接和 IDC 連接方式
• 360° 的遮罩方案

銅資料連接器,用於連接網路和現場匯流排

用於設備連接的銅基解決方案

菲尼克斯電氣提供可現場裝配的高性能連接器與電纜,助您輕鬆完成設備接線。無論是滿足未來需求且速率高達 10 Gbps 的高速接線,還是創新的混合式接線:菲尼克斯電氣都能為您提供全面的產品系列,採用不同的針腳連結器方式,適合不同的傳輸特性 - 從 SPE、RJ45、HDMI、USB、PCB 同軸連接器到 M12 面板貫通進線,再到 D-SUB 連接器。

• 傳輸速率高達 10 Gbps
• 創新的混合式接線
• 適合防護程度 IP20 至 IP69K 的解決方案
• 彈簧連接、穿刺連接和 IDC 連接方式
• 360° 的遮罩方案

行業最佳之選

此外,銅導線還應用於量測、通訊和自動化技術、資料處理以及機械製造和系統製造的控制器中。同時,它們還在伺服器-交換器連接和桌面-交換器連接中發揮著作用。

這些應用領域的理想之選

產品製造過程中的協作機器人,背景中有一位女士
帶板對板連接器的變頻器內部視圖
控制櫃應用中的資料連接器
菲尼克斯電氣員工拿著 iPad 在配有機器人的工業生產線上
工程師手拿平板電腦站在一棟現代化的樓宇中
在電線桿上安裝監控攝影機
產品製造過程中的協作機器人,背景中有一位女士

要確保機器人和輸送系統可靠運作,必須採用專門的遮罩方案以及彼此配合的抗扭轉元件。複雜的自動化過程要求在許多領域進行通訊。菲尼克斯電氣提供種類齊全的銅基產品系列,且已獲得各類傳輸標準的核准,可實現無差錯資料傳輸。其中主要包括 Ethernet-APL、PROFINET、Ethernet CAT5 和 EtherCAT P。

更多關於設備連接的資訊
帶板對板連接器的變頻器內部視圖

銅電纜也可與板對板連接器搭配使用。此類連接器有遮罩型和無遮罩型可選,用於在設備內部傳輸訊號和資料,結構緊湊,佔用空間小。菲尼克斯電氣提供具有不同型號結構、堆疊高度和位數的連接器,協助您實現符合個別應用需求的 PCB 設計。

更多關於板對板連接器的資訊
控制櫃應用中的資料連接器

在控制櫃中,可將銅元件用於乙太網路和 PROFINET 應用的接線解決方案,並且與您的資料傳輸系統相適配。

更多關於資料連接器的資訊
菲尼克斯電氣員工拿著 iPad 在配有機器人的工業生產線上

可靠的連接解決方案和速率高達 10 Gbps 的連續資料傳輸 (CAT6A):RJ45、USB 和 HDMI 跳接線以及無需特殊工具即可裝配的 RJ45 連接器完全滿足工業接線的特殊要求。要確保機器人和輸送系統可靠運作,必須採用專門的遮罩方案和抗扭銅元件。

更多關於工業 IP20 和 IP6X 接線的資訊
工程師手拿平板電腦站在一棟現代化的樓宇中

在智慧型樓宇中,各種應用分散式聯網。打造智慧型樓宇,需要採用標準化設備連接,以便各個樓宇系統和其應用之間能流暢地進行通訊。連接器和跳接線為此奠定了基礎。

更多關於樓宇自動化領域設備連接的資訊
在電線桿上安裝監控攝影機

在戶外進行資料傳輸,例如電信或可再生能源領域,所使用的元件需滿足諸多高要求。用於戶外應用的特殊連接器需要能承受高溫差、潮溼、紫外線和振動方面的極端環境條件。

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