Методы экранирования сигнальных проводов. Как экранировать кабель


Как экранировать кабель 🚩 для чего нужен экран в кабеле 🚩 Комплектующие и аксессуары

Инструкция

Прежде, чем экранировать кабель, подумайте, нельзя ли обойтись без этой процедуры. Рассмотрите, в частности, возможность перенесения одного из усилительных каскадов из входного устройства в выходное. В этом случае уровень сигнала, передаваемого по кабелю, увеличится, а чувствительность входного устройства - снизится. В результате отношение амплитуды сигнала к тому же показателю помехи изменится таким образом, что влияние помехи уменьшится.

Отключите питание устройств, которыми кабель соединен между собой. Отсоедините кабель от каждого из них.

В случае, если кабель не имеет общей оболочки, внутри которой протянуты все проводники, обмотайте его без просветов обычной изолентой, чтобы получить такую оболочку.

Возьмите обычную алюминиевую фольгу для хранения пищевых продуктов. Обмотайте внешнюю оболочку кабеля, оставив необмотанными участки длиной порядка 1,5 сантиметра от каждого из разъемов.

Рядом с каждым из разъемов намотайте на фольгу примерно двадцать витков оголенного луженого провода, растянув витки обмотки на несколько сантиметров. Выведите его наружу на небольшую длину.

Полностью обмотайте импровизированный экран еще одним слоем изоленты, не оставив просветов.

Соедините экран с корпусами обоих устройств, за исключением случаев, когда это недопустимо по правилам техники безопасности. Во втором случае соедините его с корпусом только одного из устройств. Какого именно, установите опытным путем по минимуму помех. При этом ни в коем случае не касайтесь одновременно вывода экрана и корпуса устройства, к которому он не подсоединен, а также корпусов обоих устройств.

Никогда не используйте любой экранированный кабель вместо коаксиального, а также для передачи значительных токов или напряжений. Особенно ни в коем случае не допускайте прохождение значительных токов через экран.

www.kakprosto.ru

Как экранировать кабель?

Экранировка является эффективным способом как снижения восприимчивости кабеля к помехам, так и уменьшения интенсивности излучения помех им самим. Если кабель экранированным не является, сделать его таковым можно подручными средствами.

Инструкция
  • Прежде, чем экранировать кабель, подумайте, нельзя ли обойтись без этой процедуры. Рассмотрите, в частности, возможность перенесения одного из усилительных каскадов из входного устройства в выходное. В этом случае уровень сигнала, передаваемого по кабелю, увеличится, а чувствительность входного устройства - снизится. В результате отношение амплитуды сигнала к тому же показателю помехи изменится таким образом, что влияние помехи уменьшится.
  • Отключите питание устройств, которыми кабель соединен между собой. Отсоедините кабель от каждого из них.
  • В случае, если кабель не имеет общей оболочки, внутри которой протянуты все проводники, обмотайте его без просветов обычной изолентой, чтобы получить такую оболочку.
  • Возьмите обычную алюминиевую фольгу для хранения пищевых продуктов. Обмотайте внешнюю оболочку кабеля, оставив необмотанными участки длиной порядка 1,5 сантиметра от каждого из разъемов.
  • Рядом с каждым из разъемов намотайте на фольгу примерно двадцать витков оголенного луженого провода, растянув витки обмотки на несколько сантиметров. Выведите его наружу на небольшую длину.
  • Полностью обмотайте импровизированный экран еще одним слоем изоленты, не оставив просветов.
  • Соедините экран с корпусами обоих устройств, за исключением случаев, когда это недопустимо по правилам техники безопасности. Во втором случае соедините его с корпусом только одного из устройств. Какого именно, установите опытным путем по минимуму помех. При этом ни в коем случае не касайтесь одновременно вывода экрана и корпуса устройства, к которому он не подсоединен, а также корпусов обоих устройств.
  • Никогда не используйте любой экранированный кабель вместо коаксиального, а также для передачи значительных токов или напряжений. Особенно ни в коем случае не допускайте прохождение значительных токов через экран.
  • Оцените статью!

    imguru.ru

    Методы экранирования сигнальных проводов | Gauss Instruments

    Сигнальный провод (кабель) используется для соединения различных элементов (составных частей) системы. Наиболее часто в составе сигнального провода присутствует несколько пар токопроводящих жил с изоляцией из полиэтилена, а также с ПВХ-оболочкой. Некоторые виды сигнальных проводов имеют специальный экран для защиты от электромагнитных помех и носят название «экранированные сигнальные кабели».

     

     

    Экранирование сигнальных проводов

     

    Экранирование – это защита сигнального провода от шума либо нежелательных сигналов.

     

    Сигнальные провода имеют высокое качество передачи сигналов благодаря их экранированию и выполнению в виде витой пары для обеспечения лучшей согласованности их продольных импедансов и импеданса «на землю». На высоких частотах из-за разницы между длиной проводов и частотными характеристиками их импедансов могут возникать синфазные помехи.

     

    Неправильное заземление электростатического экранаМетоды экранирования сигнальных проводов учитывают пути прохождения помех.

     

    Для полного устранения неблагоприятного воздействия паразитной емкостной связи применяют электростатический экран, выполненный в виде проводящей трубки. При этом правильно заземлять электростатический экран лишь со стороны источника сигнала. На рис. 1 показано, как неправильно заземлять электростатический экран.

     

    На рис. 2 показано гибридное заземление, являющееся наиболее популярным способом при передаче широкополосного сигнала от отдаленного источника с большим сопротивлением.

    Гибридное заземление

     

    Изготовление экрана, который будет надежно защищать от паразитных индуктивных связей, гораздо сложнее, нежели классического электростатического экрана. Для изготовления нужен материал, имеющий повышенную магнитную проницаемость. К тому же толщина такого экрана должна заметно превосходить толщину электростатических экранов.

     

    Для частот менее 100 кГц возможно применение стальных экранов или экранов из пермаллоя (сплав железа и никеля). Для более высоких частот подойдут экраны из меди или алюминия.

     

    Так как экранирование магнитной составляющей помехи является сложным, необходимо особо уделять внимание уменьшению индуктивности сигнального кабеля и выбору подходящей схемы приемника и передатчика. На рис. 3, 4, 5 и 6 показаны схемы подключения усилителя и экрана, обеспечивающие различные среднеквадратичные амплитуды помех.     

       

    Схема подключения усилителя и экрана          Схема подключения усилителя и экрана

     

    Схема подключения усилителя и экрана          Схема подключения усилителя и экрана

     

    Для большинства, например, температурных датчиков у источников сигнала нет защитного заземления, а потому электростатический экран используется наряду с усилителем дифференциального типа и резисторами на выходе. Схема заземления экрана в данном случае – см. рис. 3.

     

     

    Двойное экранирование длинного кабеля

     

    Двойной экран (рис. 7) используется для повышения качества экранирования в широком частотном спектре. Заземление внутреннего экрана производится с одной стороны (источника сигнала) для исключения прохождения емкостной помехи, второй же, внешний экран, используется для уменьшения высокочастотной наводки.

     

    Двойное экранирование длинного кабеля

     

    В любом случае для предотвращения случайных контактов экрана с металлическими предметами и землей он должен быть изолирован.

     

    В случае с длинным кабелем даже при правильном заземлении помеха через экран все равно проходит, а потому передавать сигнал на значительное расстояние либо при серьезных требованиях точности измерений лучше либо в цифровой форме, либо посредством волоконно-оптического кабеля. Для этого могут использоваться модули аналогового ввода с цифровым интерфейсом RS-485 либо оптоволоконные преобразователи интерфейса RS-485.

     

     

    Гальваническая изоляция

     

    Радикально решить вышеназванные проблемы можно с помощью гальванической изоляции (рис. 8) с раздельным заземлением цифровой, аналоговой и силовой частей системы. То есть сигнал между электрическими цепями передается без контакта между ними.

     

    Гальваническая изоляция

    gauss-instruments.ru

    Экранированный кабель: польза и виды защиты

    Во время работы вокруг проводника возникает электромагнитное поле, которое может повлиять на функционирование других кабелей. Особенно опасно такое явление для линий, передающих сигналы, — телефонных проводов, трасс соединения средств охранной и пожарной безопасности, видеонаблюдения. Обычная оболочка не защищает от помех. Для предупреждения проблем, которые они могут создать, используют экранированный кабель. Он обладает специальной оболочкой из металлической сетки или фольги, которая улавливает все помехи и передает их на заземляющий провод.

    Специальная оболочка выполняет 2 функции:

    • Защищает провод от внешних влияний, не дает внешним электромагнитным полям воздействовать на жилу.
    • Блокирует помехи, которые создает провод, не давая распространяться электромагнитному полю. Если планируется использовать большое количество проводов на одной линии, все кабели экранируют, чтобы они не мешали работе друг друга.

    Экранированный кабель можно купить в магазине. Заводская продукция отличается высоким качеством, надежностью оплетки. Самостоятельно экранировать провод достаточно сложно, так как защита помещается под основную оболочку. Она быстро повредится, если будет находиться с внешней стороны. Тем не менее иногда прибегают к подобным методам защиты проводов. В магазинах можно даже найти специальную оплетку и ленты фольги на клейкой основе. Использование самодельных экранов требует бережного отношения к проводнику.

    Для чего нужен экран в кабелях – хорошо известно музыкантам. При использовании большого количества оборудования могут возникнуть помехи. Иногда с помощью обычной электрогитары и колонки ловят радио — это пример электромагнитных помех, от которых не защищен инструмент.

    Чем экранируют провода?

    Экранирование кабеля можно выполнить двумя способами: создать оплетку или покрытие из специальной фольги. Оба типа защиты обладают своими преимуществами и недостатками.

    Фольга для экранирования кабеля представляет собой тонкий слой алюминия. Её преимущество заключается в полном покрытии всей площади изделия, минимальном количестве зазоров в защите. Но с материалом трудно работать, так как он тонкий. Возникают сложности при обмотке — нужно быть очень осторожным, чтобы не порвать полотно, особенно на местах соединения со штекерами. Экран заземляют, соединяя конец фольги и провод земли.

    Оплетка — это сетка из луженной проволоки. Она достаточно крепкая, не рвется во время работы. Обеспечивает заземление с низким сопротивлением. Экранирующую сетку крепят к разъему посредством пайки или обжатия. Недостаток изделия в том, что на поверхности остаются бреши, через которые может проникать определенное количество помех. В зависимости от толщины и шага проволоки количество пробелов может составлять 5—30% от общей площади. Подобной плотности достаточно для стандартного кабеля.

    Экранировка провода из медной проволоки — самая надежная, она защищает не только от внешних влияний, но и от наводок по цепям питания. Подобная защита повышает стоимость и массу продукции. Поэтому для изделий, которые будут использоваться в местах с нормальным количеством помех, целесообразно применять алюминиевые сетки.

    В местах с повышенным объемом помех нужно защищать трассы комплексно — экранами обоих типов. Например, весь проводник обматывают сеткой, а его отдельные жилы – фольгой. Так создается дополнительная защита от перекрестных наводок между парами. Также возможно использовать несколько слоев одного и того же материала. Тогда экраны поддерживают друг друга, повышается прочность защиты на изгиб.

    Это нужно учитывать при покупке

    Практические рекомендации, которые помогут обеспечить эффективность экранирования:

    1. В среде с умеренной электромагнитной зашумленностью целесообразно применение кабелей, экранированных фольгой.
    2. При высокой зашумленности используют проводники с оплеткой или комбинацией сетки с фольгой.
    3. Если в месте проложения есть опасность изгибающих нагрузок, необходим экранированный кабель, защита которого установлена в виде спирали. В противном случае оболочка быстро разорвется.
    4. Перед прокладкой проверьте заземление оборудования. Если оно неправильно подключено, защита кабеля не даст никаких результатов — помехам некуда будет уходить. Чем ниже сопротивление заземляющего провода — тем лучше.
    5. Провод заземляют только в одном конце, иначе можно получить помехи, создаваемые в самом заземляющем проводнике.

    Экранированные изделия качественны настолько, насколько качественна самая плохая деталь. Лучшая оболочка не будет работать в полную меру своих возможностей, если в кабеле некачественный разъем. Обратное тоже верно.

    normdom.ru

    Экранирование электрических проводов

    Экранированием проводов решаются 2 задачи:

    • уменьшение наводок на выходящие за пределы контролируемой зоны провода от электромагнитных излучений основных и вспомогательных технических средств и систем;

    • снижение уровня электромагнитных излучений проводов информационных линий основных и вспомогательных технических средств и систем.

    Экранирование провода несимметричного кабеля производится путем размещения его в экране— металлической (железной, медной, цинковой, свинцовой) трубе и металлической сетчатой оплетке (плетенке). Для экранирования электрической составляющей экран заземляется (рис. 3.38).

    Рис. 3.38. Электрическое экранирование несимметричного кабеля

    Заряды в проводе создают электрическое поле, силовые линии которого притягивают заряды к внутренней поверхности экрана. Возникающие в результате этого на внешней поверхности экраназаряды нейтрализуются зарядами земли. Электрическое поле вне экрана определяется малой величиной вторичного электрического поля, вызванного не полностью компенсированными зарядами навнешней поверхности экрана из-за конечного, не равного 0, сопротивления цепей заземления и экрана (от точки заземления до точки измерения). Чем больше точек заземления (многоточечное заземление), чем меньше электрическое сопротивление экрана и заземлителя, тем меньше величина напряженность вторичного электрического тока. Но, как правило, заземляются только концы экрана кабеля при подсоединении его к разъемам радиоэлектронных средств. Поэтому напряженность вторичного электрического поля повышается к середине такого кабеля и уменьшается к концам.

    Источниками побочных излучений магнитного поля являются две магнитные рамки. Первая образуется цепью — провод и экран, по которому в соответствии с рис. 12.3 протекает ток Iэ. Цепь второй рамки образуют тот же провод и токопроводящая поверхность земли, по которой в обратном направлении протекает токIз.Очевидно, что Iобр = Iэ + Iз = Iпр . Мощность излучения рамок зависит от их площади и протекающих токов. Влияние экрана на уменьшение обратного тока в земле учитывается с помощью коэффициента токового экранирования Κт, равного отношению величины обратного тока в земле Iз к суммарной величине обратного тока Iо6р. Для способа экранирования на рис. 12.3 в диапазоне звуковых частот Κт≈0,05. В большинстве случаях расстояние от провода до экрана а значительно меньше расстояния провода до землиh. Поэтомуплощадь второй рамки значительно больше площади первой. Хотя ток Iэ > Iз из-за более высокой проводимости экрана, чем земли, но при h >> а побочное излучение рамки «провод-земля» является недопустимо большим. Для его снижения необходимо уменьшать h и ток Iз. Ток Iз обеспечивается при отсутствии заземления экрана у нагрузки (рис. 3.39).

    Рис. 3.39. Экранирование несимметричного кабеля

    Но при этом из-за увеличения сопротивления заземления возрастает вторичное электрическое поле, создаваемое экраном. Поэтому на практике вариант заземления выбирают исходя из минимизации суммарного побочного излучения электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. Например, если ток Iпр содержит постоянную составляющую, то целесообразно заземление экрана у нагрузки производить через фильтр низкой частоты, например через индуктивность, имеющую малое сопротивление для постоянного тока и большое — для переменного тока (рис. 3.39). В этом случае обеспечивается эффективное электрическое экранирование на низких частотах и магнитное экранирование на высоких частотах, на которых вторая рамка может создавать существенное излучение.

    Экранирование проводов симметричных кабелей с целью снижения излучений, вызванных несимметричностью проводов относительно иной токопроводящей поверхности или земли, производится аналогично рассмотренным способам.

    Наибольший экранирующий эффект достигается при применении металлических водогазовых труб, достаточно большая толщина стенок которых обеспечивает большое ослабление магнитного поля на низких частотах. Более удобно прокладывать кабели в свинцовой оболочке, так как они обеспечивают возможность изгиба кабеля в любом месте трассы. Эти кабели обеспечивают высокую устойчивость против агрессивной среды и эффективное электрическое экранирование, Так как свинец относится к диамагнетикам (с μ < 1), то магнитное экранирование достигается на высоких частотах, на которых наибольший экранирующий эффект достигается за счет вихревых токов. Еще большей эластичностью обладают экраны в виде оплетки из сетки, допускающей многократные перегибы. Оплетка перекрывает 60-90% поверхности изолированного провода. Но наличие отверстий в оплетке ухудшает магнитное экранирование по сравнению со сплошным экраном на 5-30 дБ.

    Если экранирование проводов несимметричных кабелей представляет собой наиболее эффективный способ существенного снижения их побочных электромагнитных излучений, то для симметричных кабелей существуют иные и более дешевые способы. Онипредусматривают меры, обеспечивающие более полную компенсацию полей, создаваемых токами противоположного направления в проводах (жилах) симметричного кабеля.

    studfiles.net

    Что значит экранированный кабель и сфера его применения | Полезные статьи

    Довольно часто на промышленных объектах, в производственных цехах, офисных зданиях и т. д. возникает потребность совместной прокладки кабелей различного назначения в одной траншее, лотке, кабельном канале и пр. Изоляция токопроводящих жил и оболочка кабелей не обеспечивают действенной защиты от электрических шумов и паразитарных электромагнитных излучений, возникающих благодаря токам, протекающим по кабелю, и негативно влияющих на работу оборудования. Для таких условий прокладки потребуется кабель с экранированными жилами.

    Для чего нужен экранированный кабель

    В зависимости от условий эксплуатации, кабели могут являться не только источниками электромагнитных волн, но и выступать в роли антенны, улавливающей наведенные излучения. Экран, входящий в конструкцию кабеля, служит для его защиты от внешних помех, создаваемых другими источниками, а также не позволяет внутреннему магнитному полю оказывать воздействие на кабели, проложенные рядом. Кроме того, экран дает возможность выполнить заземление кабеля, а при соединении отрезков кабеля с помощью муфт – исключить возникновение разности потенциалов на его оболочке. Экранированный кабель выпускается с экранами, изготовленными из электропроводящей бумаги, специальных полимерных композиций, фольгированных лент, в виде повива или оплетки из медной проволоки, а также в комбинированном варианте. 

    Схема экранированного кабеля

    Свойства экранированного кабеля напрямую зависят от его целевого назначения, поэтому конструкция кабелей разного типа отличаются друг от друга. Для силовых кабелей с номинальным напряжением до 3 кВ экран на скрученные токопроводящие жилы обычно накладывается общий экран из фольгированного материала или оплетки из медной проволоки, а у кабелей для передачи данных, помимо общего экрана, защищенными от воздействия электромагнитных полей могут быть индивидуальные пары. Маркировка экранированных кабелей отличается от других типов кабеля наличием в буквенной аббревиатуре литеры «Э». Однако для силовых кабелей на напряжение выше 6 кВ наличие экрана в конструкции является обязательным, поэтому буква «Э» в обозначение экранированного кабеля может не вноситься.

    Типы экранированных кабелей

    По своему назначению, экранированный кабель с медными или алюминиевыми жилами может быть:

    •    силовой, рассчитанный на переменное напряжение до 220 кВ частотой до 50 Гц. В зависимости от величины напряжения, экран может накладываться непосредственно на токопроводящие жилы или после их изоляции.•    контрольный, используемый для передачи сигналов от различных датчиков к измерительным приборам. В этом случае применение экранированного кабеля требуется для защиты передаваемых сигналов от воздействия внешних электромагнитных помех.•    комбинированный, состоящий из силового и управляющего кабеля, заключенных в одну оболочку. Экранированный кабель такого типа выпускается обычно в резиновой изоляции и используется для управления и подключения к силовым сетям различных передвижных механизмов. Экран служит для защиты управляющих сигналов от помех, создаваемых питающими токопроводящими жилами, передающими переменное напряжение до 10 кВ.•    сигнально-блокировочный, предназначенный для прокладки в условиях, требующих повышенной защиты о воздействия внешних электромагнитных излучений. Широко используется в охранной и противопожарной сигнализации.•    передачи информации, применяемый в цифровой телефонной связи и компьютерных коммуникациях. Как и все другие виды кабельной продукции, кабель экранированный для структурированных систем связи, выпускается для внешней и внутренней прокладки.

    Компания «Кабель.РФ» является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку экранированного кабеля по выгодным ценам.

    cable.ru

    Для чего кабелю экран? | Журнал сетевых решений/LAN

    Проблема применения экранированных кабелей все еще не имеет однозначного решения.

    Но тщательный анализ показывает, что этот ответ — неоднозначный. От внешних помех или от переходных помех внутри кабеля? А как защищает экран от помех, излучаемых самим кабелем? Есть ли другие, эффективные и недорогие приемы защиты от помех? Как связаны параметры кабеля с присутствием экрана? Некоторые из поставленных вопросов мы и рассмотрим.

    В одних стандартах на кабельные системы экранированные кабели поддерживаются, в других они служат альтернативой неэкранированным. Самая общая рекомендация такая: сначала выжать максимум из неэкранированных кабелей, а уж если это окажется недостаточным, то тогда применять более дорогие и сложные экранированные системы.

    Известны две стадии защиты кабеля от помех:

    а. симметрирование и подбор шагов скрутки;б. экранирование, внешнее и внутреннее.

    Симметрирование

    В скрученной (витой) паре провода меняются местами — этим достигаются симметричные условия возбуждения помехи в проводах пары, т. е. баланс. В идеально симметричной паре помехи, наведенные в проводах пары, взаимоуничтожаются (см. Рисунок 1). На практике полного баланса, конечно, не бывает, и некая результирующая помеха остается. То же самое можно сказать и относительно излученной помехи: чем лучше баланс пары, тем меньше витая пара излучает наружу, в окружающую среду (см. Рисунок 1).

    Рисунок 1. Излучение наружу и помехозащищенность.

    В многопарном кабеле витые пары влияют друг на друга. Если пары скрутить с одинаковым шагом, то влияние их друг на друга будет почти таким, как если бы они не были скручены вовсе. Поэтому стараются скручивать пары с разными шагами, расчет взаимного соотношения которых представляет довольно сложную задачу. Окончательный подбор шагов скрутки делают экспериментальным путем.

    Для достижения максимальной симметрии (баланса) пары требуется следующее:

    1. прецизионное изготовление проводов, входящих в пару, достижение их идентичности;
    2. скрутка проводов в пару с точным и равномерным по длине шагом;
    3. математически вычисленное и максимально соблюденное соотношение шагов скрутки всех четырех пар.

    Рассмотрим эти условия более детально.

    Прецизионное изготовление проводов пары. На стабильность элементарной ячейки (шага скрутки) пары влияет точность, с которой выполнены провода, входящие в пару. Так как размеры провода по длине (в основном — диаметр изоляции) меняются, на такую же мизерную величину изменяются и размеры элементарной ячейки. Поскольку таких ячеек очень много, то суммарная помеха оказывается весьма существенной. Следовательно, нужно точно выдерживать диаметр и эксцентриситет изоляции провода, ее диэлектрические характеристики при изготовлении.

    Точно выдерживаемый шаг скрутки. Здесь — то же самое: нестабильный шаг приводит к разбросу размеров элементарной ячейки по длине. Данный фактор также крайне слабый, но интегральный эффект от огромного числа шагов существенен. Поэтому важно использовать такой метод скрутки проводов, который дает наибольшую точность шага скрутки, даже ценой уменьшения производительности технологического оборудования.

    Оптимальное соотношение шагов скрутки. В многопарном кабеле степень влияния между парами зависит еще и от выбора соотношения шагов скрутки соседних пар. Этой проблемой в кабельной технике занимались самые светлые головы; результатами их работы мы и пользуемся. Здесь не место обсуждать соответствующие труды, но замечу, что существует математически рассчитанное соотношение шагов скрутки соседних пар многопарного кабеля. Исследования этого вопроса ведутся до сих пор, так что процесс еще не завершен. На практике, во-первых, точно выдержать это соотношение невозможно — не бывает такого технологического оборудования; во-вторых, реальные размеры проводов и пар не точно соответствуют заложенным в расчет. Приходится шаги скрутки пар подбирать опытным путем, экспериментируя с большим количеством образцов кабеля. Результатом является то, что у различных изготовителей шаги скрутки пар разные.

    Экранирование

    Если симметрирования пар недостаточно, приходится применять еще и экранирование. В случае, когда необходима защита от внешних помех, окружают экраном весь сердечник кабеля. Ежели требуется перекрыть путь помехам внутри кабеля, между его парами, то следует заэкранировать каждую пару. Для решения обеих задач экранируют каждую пару в отдельности, а потом еще накладывают и общий экран. В связи с этими особенностями вводятся специальные обозначения кабеля. Об этом несколько раз приходилось уже писать (впервые — в LAN, сентябрь 1996 г., с. 46-49), но до сих пор нет однозначности в определениях и обозначениях конструкций кабелей.

    Компании-изготовители вносят немалую путаницу, используя для одних и тех же конструкций разные аббревиатуры. Поэтому стоит вернуться к обозначениям и ввести последовательную классификацию четырехпарных (и не только) кабелей, в зависимости от количества и состава экранов. Более или менее стройная система изложена в Таблице 1, а соответствующие конструкции показаны на Рисунке 2.

    Рисунок 2. Типы и обозначение четырехпарных кабелей.

    Надо заметить, что рассмотренная классификация не представляет ничего нового для кабельной промышленности. Тем не менее понадобилось несколько лет, чтобы она стала достоянием смежной отрасли — структурированных кабельных систем. При заказе кабеля следует в тексте применять термин «экранированный», чтобы избежать ошибки, так как существует путаница с терминами Screened и Shielded. Предлагается термин Shielded использовать только для тех случаев, когда экран имеет сложную конструкцию (фольга + оплетка).

    Внешний экран кабеля бывает двух видов: одинарный — из алюмополимерной пленки, и двойной — из фольги и оплетки медной луженой проволокой. В первом случае экрану часто присваивают букву F (Foiled), во втором — S (Shielded). Пары в кабеле обычно окружены одинарными экранами из фольги или алюмополимерной пленки. В кабельной технике встречаются и двойные экраны витых пар, но в компьютерных сетях они почти не используются.

    Конструкции общих кабельных экранов имеют существенные отличия. Если экран выполнен из продольно наложенной фольгированной пленки, то она лежит обычно алюминиевой стороной внутрь, к сердечнику кабеля, и по этой же стороне прокладывают дренажный проводник. Если же поверх фольгированной пленки наложена еще оплетка, то в этом случае слой алюминия часто повернут наружу, и оплетка соприкасается с ним.

    Экран из фольгированной полимерной пленки может выполняться с нахлестом или с продольным швом типа кровельного. Иногда такой шов герметизируют путем склейки полимерной пленки. Как правило, в конструкцию экрана входит дренажная проволока, проложенная для шунтирования порывов фольги, которые могут возникнуть при производстве работ.

    Оплетка проволоками также имеет свои особенности: от ее плотности и других параметров зависят экранирующие свойства, по частотным характеристикам отличающиеся от фольгового экрана. По этой причине эффективно именно совместное использование фольги и оплетки. Наилучшим современным кабельным экраном можно считать сочетание наложенной вдоль кабеля фольгированной пленки и оплетки проволоками поверх нее.

    Большую роль играет толщина фольги, используемой для экранирования витых пар. Если фольга толстовата, то и кабель станет слишком толстым, грубым, негибким. Если же фольга тонковата, то эффективность и прочность экрана снижаются. Различные компании-изготовители, оптимизируя экран, применяют фольгу толщиной от 20 до 100 мкм.

    Экран, наложенный на витую пару, уменьшает ее волновое сопротивление (impedance). По этой причине изоляция (диэлектрическое покрытие) проводов витой пары делается или более толстой, или пористой. Это нужно для того, чтобы довести импеданс до 100 Ом — стандартного значения для компьютерной проводки. Оба фактора (и экран, и утолщение изоляции) увеличивают диаметр кабеля, что нежелательно: число кабелей, которое можно проложить в монтажном коробе или желобе, уменьшается. Использование пористой изоляции также нежелательно: требуется специализированное оборудование для изготовления таких кабелей, из-за чего производство их удорожается. Кроме того, пористая изоляция неустойчива, легко сминается и плохо держит форму. Из-за указанных недостатков пористая изоляция применяется намного реже, чем сплошная.

    Промышленные образцы

    В Таблицах 2 и 3 приведены результаты разборки имеющихся у автора образцов экранированных кабелей, предназначенных для локальных компьютерных сетей (LAN-кабелей). Образцы делятся на две группы: кабели с некранированными витыми парами и общим экраном (см. Таблицу 2) и дважды экранированные кабели — с общим экраном и витыми парами, экранированными фольгой (см. Таблицу 3).

    Данные, приведенные в Таблицах 2 и 3, списаны с оболочек кабелей. Обращает на себя внимание (см. Таблицу 2), что проверка технических характеристик кабелей выполнялась различными испытательными лабораториями, как американскими (UL, ETL), так и европейскими (EC DELTA). Некоторые изделия не имеют отметок о проверке, но содержат ссылки на соответствие стандартам (EIA/TIA 568A; ISO/IEC 11801; CSA PCC FT1). Экран чаще всего обозначен словом SHIELDED, но иногда указывают и тип экрана (FTP).

    В Таблице 3 следует обратить внимание на разницу в конструкции экранов отдельных пар: обмотка фольгированной пленкой — у европейских отделений компаний Siemens и AMP, а продольно наложенная фольгированная пленка (с нахлестом) — у израильской компании Teldor.

    Какой кабель выбрать?

    В литературе очень мало сопоставлений экранированных и неэкранированных кабелей. Опубликованные материалы касаются по отдельности тех и других, а сравнения двух видов кабелей, как правило, не содержат. Авторы статей как будто сговорились не помещать в одной и той же публикации результаты по экранированным и неэкранированным кабелям. По существу, не удается найти и практических рекомендаций, хотя они так необходимы. Все сказанное очень странно: дискуссии о том, какие кабели следует применять, идут в России во множестве и непрерывно.

    Более того — и распространенность обоих типов кабеля в различных странах Европы также вызывает недоумение (см. Таблицу 4). Например, в Германии и Франции большинство проложенных кабелей — экранированные (в Германии больше STP, во Франции — FTP). В Великобритании же намного больше проложено неэкранированных кабелей (86%!). Как следует из опубликованных данных, подобная картина и в США. Возникает мысль, что использование тех или иных кабелей зависит не от их технических характеристик, а от решений государственных органов. Для России, насколько известно, такие решения только готовятся.

    В связи с последним замечанием надо сказать следующее. К настоящему времени, на мой взгляд, совершенно недостаточно накопленных научных и технических знаний, чтобы сделать соответствующий выбор. Более семи лет мне приходилось отвечать на вопросы о кабелях для компьютерных сетей. Много раз меня спрашивали: какой выбрать кабель — экранированный или нет? Но ни разу не была поставлена задача о критериях такого выбора, о научном подходе. Вместе с тем есть возможность относительно небольшими усилиями внести ясность в эту проблему, проведя соответствующие исследования, например, в ОКБ кабельной промышленности или МТУСИ. Задуманная ассоциация поставщиков структурированных кабельных систем могла бы взять это дело под свое покровительство. Хотелось бы надеяться, что важность поставленной проблемы ни у кого не вызывает сомнений.

    Давид Яковлевич Гальперович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник ОКБ КП, доцент МТУСИ. С ним можно связаться по тел.: (095) 583-5472.

    Таблица 1. Классификация кабелей для компьютерных сетей.
    ОбозначениеОпределение
    UTPНеэкранированный кабель с неэкранированными витыми парами.
    F/UTPЭкранированный фольгой кабель с неэкранированными витыми парами.
    S/UTPЗащищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с неэкранированными витыми парами.
    S/FTPЗащищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с экранированными фольгой витыми парами.
    S/STPЗащищенный (дважды экранированный, фольгой и оплеткой) кабель с защищенными (дважды экранированными, фольгой и оплеткой) витыми парами.
    Таблица 4. Использование различных типов кабеля в некоторых странах Европы.
    СтранаUTPSTPFTP
    Франция17%4%79%
    Германия10%64%26%
    Италия80%13%7%
    Голландия65%10%25%
    Испания75%5%20%
    Великобритания86%2%12%
    FTP — витая пара с фольговым экраном; STP — витая пара с оплеточным экраном; UTP — неэкранированная витая пара. Источники: The Building Services and Dataquest Europe Ltd.

    www.osp.ru