Чем отличается экранированная розетка

Бывает ли utp кабель экранированный?

Чем отличается экранированный кабель от неэкранированного, и какие достоинства обнаруживаются с использованием той или иной витой пары, попробуем разобраться.

Ассортимент кабельной продукции

Отечественный рынок предлагает нам широчайший ассортимент кабельной продукции. С одной стороной, это здорово – иметь возможность подобрать то, что необходимо и будет надежно работать, обеспечивая, например, великолепную передачу данных по системам ARCNet, Ethernet, Token ring, да и любым другим. Но, с другой стороны, и запутаться в таком многообразии продукции – проще простого. Одним из наиболее актуальных вопросов, например, при прокладке локальной вычислительной сети, является вопрос о том, бывает ли экранированным utp кабель, или экран имеет только ftp кабель?

Для несведущих поясним: оба типа патч кордов, которые иначе называются витой парой, представляют собой вид кабеля связи, в конструкцию которого включены одна, а, может, и несколько пар изолированных проводников. Они чаще покрываются пластиковой оболочкой и для большей надежности скручиваются между собой.

На рынке среди широкого ассортимента представлены и следующие типы патч-кордов: кабель UTP (hielded twisted pair) и FTP-кабель (Foiled twisted pair). Оба этих типа кабеля могут использоваться для прокладки домашней локальной сети, и все же разновидности продукции обнаруживают принципиальные различия в конструкции.

Витые пары: экранированные и неэкранированные

Разделение витых пар на типы неслучайно. В основе различия лежат особенности конструкции: патч-корды бывают неэкранированными и экранированными. Отсюда и вполне уместный, характерный для большинства новичков и некоторых профессионалов вопрос: бывает ли экранированным utp кабель, или бывает только ftp кабель? Поясним: кабель UTP – это неэкранированная, то есть не имеющая защитного экрана витая пара, в то время, как FTP предполагает наличие в своей конструкции одного общего внешнего экрана, выполняемого преимущественно из фольги. Кроме того, на рынке представлена витая пара STP, где может присутствовать два типа защиты: для каждой пары в виде экрана и общий экран для всех типов пар.

Исходя из этого, стоит понять – если речь идет о модели патч корда UTP, то он представлен без экранирования. Однако совсем другое дело, если ваш выбор падет на кабель SF/UTP (Screened Foiled Unshielded twisted pair), который представляет собой незащищенную, но экранированную витую пару, которая разительно отличается от других типов и видов пар наличием внешнего двойного экрана, созданного из фольги и медной оплетки.

Таким образом, экранированным бывает только FTP кабель, а неэкранированным – кабель UTP.

Экранирование патч кордов: для чего это необходимо?

Почему это так важно и нужно – учитывать экранирование (или его отсутствие) в витой паре? Дело в том, что кабель экранированный FTP способен обеспечить лучшую защиту от разного рода воздействия, например, от электромагнитных наводок. Вот почему его целесообразнее применять для прокладки локальных сетей между отдельными зданиями и в иных случаях, когда условия окружающей среды неблагоприятны. Для монтажа домашней сети вполне можно использовать неэкранированный кабель UTP. Кроме того, экран по всей длине кабеля соединен со специальным дренажным проводом, и при перегибе или в случае разделения кабеля на секции именно экран объединяет все компоненты кабеля, обеспечивая лучшую защиту и высокую скорость передачи данных.

Если вы ознакомились с информацией, которая была предоставлена в нашей статье, скорее всего, в будущем у вас не возникнет вопрос о том, бывает ли экранированным кабель UTP или речь может идти только о FTP.

Зачем кабелю экранирование и как добиться максимума эффективности?

04 февраля 2021 09:38

Экранированная витая пара выгодно отличается от неэкранированного кабеля (а это витая пара UTP) тем, что защищает сигнал от помех. Такой кабель отведет электромагнитное излучение, радиочастотные помехи, которые мешают сигналу. Экранированные провода обязательны для сетей, проложенных рядом с помехообразующими источниками.

В статье рассказываем о видах и ключевых особенностях экранированных кабелей. Читайте, чтобы разобраться в нюансах.

Особенности экранированной витой пары

Когда требуется защитить сигнал от помех, которые поступают извне, весь сердечник витой пары оборачивают экраном. А вот для защиты от внутренних помех, которые появляются между парами проводниками кабеля, экраном окружают каждую пару.

Наружное экранирование бывает:

1. Одинарным — изготавливается из алюмополимерной пленки. Такое экранирование часто обозначается буквой F (Foiled). Называется такая витая пара — FTP. Также бывает одинарное экранирование в виде оплетки из медной проволоки. Обозначается такой вариант буквой S (Shielded).
2. Двойным — выполнено из фольги и оплетки, представленной медной луженой проволокой. Этот тип экранирования обозначается как SF (Shielded, Foiled).

Конструкции защитных экранов отличаются друг от друга. Так, если экранирование представлено фольгированной пленкой, то она размещается алюминиевой стороной к сердечнику. Здесь же прокладывают специальный дренаж — проводник, который не дает экрану порваться во время монтажа кабеля. А вот если экранирование двойное — из фольги и оплетки, то алюминиевая сторона соприкасается с медной сеткой.

Также следует отметить, что фольгированное экранирование может быть выполнено продольным швом (иногда его герметизируют посредством склейки) или нахлестом.

О проволочной оплетке же нужно знать то, что ее плотность влияет на экранирующие свойства, которые отличаются от фольгированного экрана частотными характеристиками. Поэтому эффективное решение — использовать оплетку вместе с фольгой.

Важна и толщина фольги. Если она слишком толстая, то и провод станет толще и грубее, а еще менее гибким. Но и очень тонкая фольга — это плохо, ведь прочность экрана снижается.

Примечание: при оптимизации защитного экранирования производители используют фольгу толщиной 20-100 мкм.

Наложенный на витую пару защитный экран снижает волновое сопротивление кабеля — импеданс. Из-за этого диэлектрическую изоляцию проводов делают:

• пористой,
• сплошной, но более толстой.

Это необходимо, чтобы довести сопротивление до 100 Ом. Это стандартный показатель для компьютерной проводки.

Понятно, что и наличие фольги/сетки, и утолщение изоляции, ведут к увеличению диаметра витого кабеля. А это нежелательно, поскольку ограничивает количество проводов, которые можно проложить в кабельном канале например. Чтобы сделать кабель с пористой изоляцией, требуется специализированное и дорогое оборудование. Это приводит к увеличению стоимости производства. К тому же пористая изоляция не обладает устойчивостью к деформациям. По этой причине этот вариант используется реже, чем утолщение.

Зачем нужна экранированная витая пара и нужно ли экранировать структурированную кабельную систему?

В мировой практике кабельные системы реализуются преимущественно в неэкранированном варианте, в связи с чем возникает резонный вопрос: так, может, следует вообще отказаться от экранированных систем? Пользователям хорошо знакома проблема выхода из строя жестких дисков компьютера. Однако они вряд ли смогут припомнить случаи отказа ИТ-систем из-за электромагнитных помех, чему в немалой степени способствует как статистический характер соответствующих возмущений, так и наличие механизма исправления ошибок в протоколе Ethernet.

Исследования, проведенные в 2010-2015 годах, продемонстрировали, что неудовлетворительные характеристики электромагнитной совместимости линий воспринимаются пользователями как высокая нагрузка на сеть

Ошибки в передаваемой информации, возникающие вследствие влияния электромагнитных наводок, ничем не отличаются от коллизий и интерпретируются сетевым оборудованием Ethernet именно таким образом. В тяжелых случаях это может привести к полному отказу сети, но поскольку подобные явления происходят редко, на них не обращают внимания.

Представленная статистика была накоплена при работе с сетевым оборудованием стандартов 100BaseTX и 1GBaseT, которое обладает заметно более высокой степенью защиты от внешних воздействий по сравнению с интерфейсами 10GBaseT. Последние — при всей эффективности использования рабочих частот благодаря искусной обработке широкополосного сигнала — оказываются намного чувствительнее к разного рода помехам из-за минимальных уровней сигнала.

Вывод следует незамедлительно: альтернативы экранированию нет!

При подготовке проекта построения кабельной инфраструктуры особое значение придается защите инвестиций, направляемых на ее создание, и экономической целесообразности. В идеальном случае разработку концепции и технических решений на ее основе выполняет специалист, независимый от производителя СКС, при этом он осуществляет всестороннюю оптимизацию с учетом всего комплекса параметров. Как показывает опыт, наилучшую защиту инвестиций обеспечивают продукты с наилучшими характеристиками. Тем не менее постоянно растет доля проектов, где используется низкокачественное, но зато более дешевое оборудование, а в ходе работ нарушаются правила инсталляции.

БАЗОВЫЕ ОСНОВЫ ЭКРАНИРОВАНИЯ

Электромагнитные помехи по большей части носят несимметричный характер. Это означает, что изменение напряжения, создаваемого этим источником, происходит относительно земли. Симметричные кабельные цепи эффективно подавляют помеху независимо от природы ее возникновения, если только помеха действует на оба провода симметричного тракта передачи одинаковым образом (см. Рисунок 1). Данный случай соответствует идеальной симметрии и означает, что обе помеховые составляющие вычитаются друг из друга. Известно, однако, что в реальности полной компенсации не происходит. Численной мерой отклонения от идеального случая служит специальный параметр — затухание несимметричных помех (Transversе Conversion Loss, TCL). В результате предельная величина подавления помехи ограничена 40 дБ, что в ряде практически важных случаев оказывается недостаточным. Для доведения степени подавления внешней помехи до нужного значения используется дополнительный проводник, изготовленный в форме трубки, который защищает пару проводов со всех сторон. Вместо трубки удобнее использовать ее аналог в виде оплетки, обеспечивающей необходимую защиту и почти не ограничивающей гибкость кабеля.

Электростатическое воздействие блокируется полностью за счет эффекта клетки Фарадея. Магнитное поле в значительной степени подавляется благодаря явлению взаимной индукции. В результате высокочастотное излучение имеет сравнительно небольшую глубину проникновения и не достигает внутреннего проводящего контура

Механизм действия экрана витой пары

Рисунок 1. Электромагнитные помехи по большей части носят несимметричный характер. Это означает, что изменение напряжения, создаваемого этим источником, происходит относительно земли. Симметричные кабельные цепи эффективно подавляют помеху независимо от природы ее возникновения, если помеха действует на оба провода симметричного тракта передачи одинаковым образом

Проблема электромагнитной совместимости отдельных электрических устройств не теряет своей актуальности уже длительное время. Наибольшие проблемы вызывают те помехи, которые действуют на тракт передачи извне и приводят к отказу системы. На оборудование локальных сетей в частотном диапазоне 80,0 МГц – 2,0 ГГц воздействует большое количество различных источников. Например, помехи создают мобильные телефоны, стационарные радиостанции, телевизионные и радиовещательные передатчики, переносные радиостанции и различные промышленные ВЧ-установки. Нарушение функционирования локальной сети происходит в тот момент, когда данные устройства генерируют импульсную помеху, мощность которой превышает порог нечувствительности сетевого оборудования. Другими источниками помех являются силовые электрические кабели и работающие люминесцентные лампы.

КЛАССЫ ЭКРАНИРОВАНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ КАБЕЛЕЙ

Для того чтобы сравнение экранированных и неэкранированных систем в конкретном проекте было наиболее эффективным, необходимо ввести соответствующую численную меру. В этом вопросе так называемое сопротивление связи мало чем может помочь. Дело в том, что этот классический в области экранирования параметр не определен для неэкранированных систем. Сопротивление связи удобно тем, что зависит исключительно от конструкции кабеля, а не от условий окружающей среды и схемы включения изделия. Данный параметр обладает определенной частотной зависимостью, причем чем ниже его абсолютное значение, тем меньше мешающее напряжение, наводимое током внешней помехи, который протекает в экране.

Стандарт IEC61156-5 различает две группы изделий: с уровнем 1 (оплеточный экран) и с уровнем 2 (кабель с пленочным экраном). Для многих пользователей определение сопротивления связи представляется слишком абстрактным, а потому непонятным.

С целью устранения указанного выше недостатка в стандарте IEC 62153-4-5 был введен специальный параметр затухания экранирования, который в количественной форме характеризует комбинированное действие экрана (при его наличии) и скрутки отдельных пар симметричного кабеля. Процедура определения затухания экранирования построена таким образом, что она выполняется в условиях обычного функционирования сети, что позволяет отделить зерна от плевел.

В Таблице 1 сравниваются требования к кабелю для построения СКС, причем соответствие между конструктивными вариантами исполнения кабеля витая пара и требованиями к характеристикам их устойчивости к внешним помехам отвечает типичным результатам измерений.

На основании представленных данных можно сделать вывод, что

кабель UTP обеспечивает степень подавления внешней помехи в 1000 раз (40 дБ), в то время как у конструкций витой пары S/FTP значение этого параметра достигает 30 000 (85 дБ)

Таблица 1. Сопротивление связи и затухание экранирования для кабелей различных разновидностей

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОСТРАНСТВЕННОМУ РАЗДЕЛЕНИЮ СИЛОВЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ЛИНИЙ

Хорошо известный инсталляционный стандарт EN 50174-2 наряду с общими рекомендациями по проведению монтажных работ содержит ряд указаний относительно совместной прокладки силовых и информационных кабелей экранорованной витой пары, в том числе рекомендуемых расстояний между ними и применения разделителей на трассах. Подробные рекомендации по разнесению силовых и информационных кабелей введены и в последнюю редакцию стандарта EN 50174-2:2009, причем включенная в него информация может использоваться и при построении экранированных и неэкранированных конструкций (см. Таблицу 2)

Таблица 2. Классификация кабелей для передачи информационных сигналов

Величина пространственного разноса силовых и информационных кабелей экранированная витая пара зависит от следующих факторов:

• сопротивления связи (качества экрана) информационного кабеля;
• особенностей конструкции и количества цепей передачи тока в силовых кабелях;
• наличия разделительных перегородок в кабельных каналах.

Минимальное расстояние А между силовыми и информационными кабелями рассчитывается как А = S × P, где S — минимальное расстояние без применения разделителя, Р — поправочный коэффициент.

Пример. Структурированная кабельная система полностью соответствует требованиям стандарта EN 50173 и построена на основе кабелей Категории 7. Класс разделения без применения перегородки определен как d и дает S = 10 мм. 80% кабельных каналов, доступных на рынке, изготавливаются из поливинилхлорида. В канале прокладывается 10 силовых кабелей. Такие условия соответствуют Р = 0,8 и А = S × P = 10 мм × 0,8 = 8 мм.

При первой инсталляции кабельной системы и модернизации уже построенной ранее необходимо обратить внимание на часто встречающиеся ошибки (см. Рисунок 3). Они связаны с тем, что силовые и информационные кабели прокладываются в одном канале, что не исключает прямого контакта этих разнородных изделий. Чаще всего данная ситуация становится возможной из-за отсутствия разделительной перегородки в настенных коробах. Отрицательные последствия такого нарушения сильно зависят от дальности связи и числа кабелей в канале. Верхние кабели своей массой давят вниз, что приводит к дополнительному сближению отдельных групп кабельных изделий.

Рисунок 3. Силовые и информационные кабели часто прокладываются в одном канале. При этом не исключен прямой контакт этих разнородных изделий.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКРАНИРОВАНИЯ

Для оценки стоимости решения рассмотрим несколько возможных сценариев построения горизонтальной подсистемы в случае ее реализации на элементной базе различного вида. Анализ будем проводить для трех типичных однородных и неоднородных сетей различного размера:

• Небольшая смешанная инсталляция, что в общем случае может означать прокладку кабелей недалеко от производственных помещений, где вероятно воздействие достаточно мощных электромагнитных помех. На каждый информационный кабель приходится один силовой кабель 3 × 1,5 мм 2 .
• Офисная гетерогенная сеть среднего размера с низковольтным электроснабжением терминальных устройств локальной сети. На каждый силовой кабель приходится три информационных.
• Масштабная офисная сеть с высокой плотностью размещения рабочих мест, в которой информационные кабели имеют доминирующее значение и разделены на отдельные сегменты. На каждый силовой кабель приходится пять информационных.

Для данной задачи класс кабельной системы имеет второстепенное значение. Однако для большей определенности дальнейший анализ будем вести исходя из применения кабельной системы класса ЕА. Согласно перспективному стандарту EN 50288-10-1, в таких условиях допустимо применять кабели, которые относятся к классам разделения с или d, то есть кабельные каналы должны быть оснащены в соответствии с требованиями стандарта EN 50174-2.

Соответственно, возможно три варианта реализации кабельных каналов:

• классический пластиковый канал, в котором установлена разделительная стенка;
• пластиковый трехсекционный канал;
• металлический кабельный канал с металлическими разделителями.

В случае офисной сети малого или среднего масштаба плотность слаботочных кабелей оказывается сравнительно высокой. В этой ситуации использование относительно недорогих информационных кабелей с классом разделения с требует увеличения расстояния между кабелями или применения металлической разделительной перегородки.

Экономичная пластиковая стенка разделяет кабельные пучки, однако не обеспечивает того расстояния между ними, которое нормируется стандартом EN50174-2. Металлические разделительные стенки, устанавливаемые в пластиковых каналах (вариант 1), позволяют добиться необходимой степени подавления мешающего воздействия, но стоимость решения значительно возрастает. Последнее обусловлено не только применением более дорогого материала для стенки, но и необходимостью ее заземления. С учетом данных обстоятельств такие кабельные каналы целесообразно использовать для кабелей с классом разделения не ниже d.

Трехкамерные каналы (вариант 2) обеспечивают большое расстояние между двумя кабельными пучками и позволяют применять кабели с классами разделения с и d, то есть в обоих случаях представляют собой экономичное решение. Тем не менее следует иметь в виду, что разделение в трех камерах выполняется при помощи пластиковых перегородок с ограниченным действием. Разделительные перегородки должны устанавливаться таким образом, чтобы расстояние между кабельными пучками было не менее 50 мм — именно такое значение рекомендуется для кабелей, отвечающих требованиям класса d по разделению.

Наилучшие характеристики обеспечивают металлические кабельные каналы, которые дополнительно снабжаются металлическими разделительными перегородками. В этом случае заземляется весь канал. Изоляция наиболее эффективно снижает уровень электромагнитного воздействия, что позволяет использовать информационные кабели с классом разделения с. Тем не менее высококачественное экранирование, выполняемое с помощью такого кабельного канала, вызывает ряд вопросов. Необходимость в разделении может возникнуть самое позднее при прокладке кабелей к этажным распределителям, и тогда снова может появиться потребность в кабелях с классом разделения d.

Построение крупномасштабных офисных кабельных систем имеет свои особенности. С учетом того, что силовые кабели прокладываются по своим маршрутам, в данной ситуации можно воспользоваться классическим пластиковым коробом (вариант 1), который, однако, должен быть выполнен по трехкамерной схеме. При одинаковых путях прокладки силовых и распределенных кабелей общая картина аналогична офису среднего масштаба. Ввиду сравнительно низкой плотности силовых кабелей металлические каналы в этой среде не могут проявить свои преимущества по разделению цепей и лишь повышают стоимость прокладки информационных сетей. В качественной форме данные положения представлены в Таблице 3.

Расчеты, проведенные для офисов среднего масштаба с нормальной электромагнитной обстановкой при наличии 15 информационных кабелей в канале, показали, что использование кабелей класса d ведет к наименьшей стоимости проекта при всех трех вариантах реализации каналов.

Таблица 3. Расходы на заземление (+) и общая стоимость (€) для сетей различных масштабов при использовании разных типов кабельных каналов.

Типы экранированной витой пары

Кабели витая пара подразделяются на два типа, неэкранированной (UTP) и экранированной (STP) . В проводе с экранированием используются различные методы для ограничения выхода любого сигнала от провода и уменьшения электромагнитных помех от внешней среды. Подробнее о основных различиях разных видов кабеля витая пара .

Типы экранов

Экранирование может отражать электромагнитные помехи, главное отличие экранированных витых пар состоит в типе использующегося экрана. Экран — это электропроводящий материал, которым оборачивают провод. Для этого используются два основных типа экранов: фольга и оплетка, которые могут применяться как по отдельности, так и в комбинированных вариантах.

Когда для экранирования используется тонкая алюминиевая фольга, она обеспечивает полное покрытие поверхности. Но поскольку фольга тонкая, работы по заземлению затруднены.
Оплетка — это еще одна разновидность экрана, используемый для экранированной витой пары. Представляет собой плетеную сетку из медной или аналогичной металлической проволоки. Основное ее преимущество в том, что она обеспечивает низкое сопротивление, при этом также легче справиться с заземлением. Недостаток оплетки в том, что она не полностью покрывает поверхность. Защита в таком проводе может снизить электромагнитные помехи двумя способами:

• 1.Экранирование может отражать электромагнитные помехи;
• 2.Мы можем заземлить экран, чтобы он мог улавливать электромагнитные помехи от окружающей среды и передавать их на землю через дренажный провод.

Такие кабели обычно используются для прокладки сети там, где используется тяжелое электрическое оборудование и имеется большое количество электротехнических устройств, которые могут вызывать электромагнитные помехи.

Расшифровка обозначений

По рекомендуемому стандарту ISO/IEC 11801:2002 rev.2 предполагается, что вид внутренней структуры кабеля этого типа должен обозначаться видом XX/XXX, где слева указывается вид общего экрана, а справа вид индивидуального экрана и кабеля. Для витой пары последние две буквы всегда будут TP — twisted pair.

Вид общего экрана может обозначаться как одним, так и двумя символами, а индивидуального только одним, означающими:

• • SF (braid and foil screened) — двойной, оплетка и фольга;
• • S (braid screened) — имеет вид оплетки;
• • F (foil screened) — из фольги;
• • U (unscreened) — отсутствует.

Разновидности экранированной витой пары

Из описанного выше, давайте попробуем понять различные типы кабелей с экранированной витой парой (STP) .

Кабели этого вида имеют общее экранирование из фольги (F). Но витые пары неэкранированные (UTP).

Кабели этого вида имеют общее экранирование из оплетки (S), а также общий экран из фольги (F). Но витые пары неэкранированные (UTP).

Кабели этого вида имеют общее экранирование с оплеткой (S). Витые пары защищены фольгой (FTP).

Кабели этого вида имеют общее экранирование из фольги (F). Витые пары также экранированы фольгой (FTP).

Кабели этого вида не имеют общего экранирования. Витые пары защищены фольгой (FTP).

Если стоит выбор, где купить экранированную витую пару, выбирайте надёжного поставщика. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.