Главная » 2013 » Июнь » 20 » Мифы об экранированных кабельных системах
18:25
Мифы об экранированных кабельных системах

Мифы об экранированных кабельных системах. Миф №4. Нагревание кабелей

Существует мнение, что экранированные кабели при передаче по ним сигналов нагреваются сильнее, чем неэкранированные аналоги. Обычно тепло, генерируемое внутри кабеля, рассеивается через изоляционный слой и защитную оболочку. Однако при высокой плотности размещения кабелей в лотках, характерной для некоторых участков офисных СКС, а также для серверных и ЦОДов, отвод тепла затрудняется, что приводит к нагреву кабелей. Важно отметить, что стандарты СКС нормируют электрические параметры кабелей из витых пар для температуры 20°С. При температурах выше 20°С увеличивается затухание сигнала в кабелях, что приводит к ухудшению их передаточных характеристик.

     Однако на самом деле экранированные кабельные линии лучше справляются с отводом тепла, чем неэкранированные. Объясняется это просто: металл обладает большей теплопроводностью по сравнению с материалом полимерной оболочки. Практические испытания легко подтверждают это. Экранированные кабели эффективнее рассеивают тепло и меньше нагреваются, причем наилучшими показателями обладают дважды экранированные кабели с индивидуальным экранированием пар.

     Действующие стандарты СКС описывают температурную зависимость допустимой длины кабельной линии в горизонтальной подсистеме при повышении температуры окружающей среды более 20ºC. Международный стандарт ISO/IEC 11801:2002 содержит поправочный коэффициент для расчета максимальной длины линейного кабеля: «При повышении температуры окружающей среды выше 20 °C, максимальная длина горизонтального кабеля уменьшается на:

  • 0.2% на каждый °C (в диапазоне от 20 до 60°C) для экранированных кабелей;

  • 0.4% на °C (от 20 до 40°C) и 0.6% на °C (от 40 до 60°C) для неэкранированных кабелей».

     В американском стандарте ANSI/TIA-568-C.2 даны аналогичные рекомендации по инсталляции горизонтальных линий категории 6 в условиях повышенной температуры окружающей среды: при температуре + 40°С максимальная длина неэкранированного кабеля составляет 84 м, экранированного — 87 м. При температуре + 60°С максимальная длина неэкранированного кабеля составляет 75 м, экранированного — 83 м.

     Зависимость максимальной длины кабельной линии Категории 6А от температуры окружающей среды для экранированных (F/UTP) и неэкранированных (UTP) кабелей приведена на графике (см. ниже).

     Как видно из графика, в случае эксплуатации кабельной системы при температуре воздуха выше 20°C преимущество имеют экранированные кабели, т.к. по сравнению с кабелями UTP они обеспечивают большую длину линии без деградации передаточных характеристик. Игнорирование требований стандартов в части уменьшения максимальной длины линейного кабеля при повышенной температуре окружающей среды приведет к увеличению затухания в кабеле и, как следствие, к отрицательным результатам тестирования, а также, что намного хуже, сбоям в работе ЛВС. А повышение температуры – вещь вполне реальная. Например, температура 50°C легко достигается при прокладке кабеля в непосредственной близости от батарей отопления, труб с горячей водой и т.д.

     Лучшая устойчивость кабелей к повышению температуры является важной также для получающего все большее распространение дистанционного электропитания абонентских устройств по линиям СКС (технологии PoE и PoE Plus). Стандарт IEEE 802.3at на PoE Plus регламентирует передачу до 30 Вт мощности оконечному оборудованию по существующей кабельной проводке для питания таких устройств, как сетевые камеры систем безопасности, беспроводные точки доступа 802.11n, коммутаторы Ethernet для небольших сетей, тонкие клиенты, ЖК-дисплеи и т.д.

     Одновременная передача информационного сигнала и питания по кабелю из витых пар приводит к росту температуры проводников. Проблема осложняется тем, что на текущий момент не существует методики контроля температуры кабельных линий. Возникает потребность в эффективном отводе тепла.

     Хорошо известно: чем больше диаметр медного проводника, тем меньше он нагревается при заданном значении тока. Поэтому кабель с проводниками большего диаметра способен поддерживать более высокий уровень предельной силы тока. Например, для кабеля категории 6 максимально допустимая сила тока равна 2,9 А, для категории 5Е (c меньшим диаметром проводников) — 2 А. Помимо устойчивости к более высоким температурам, кабели с проводниками большего диаметра лучше и по другим важным параметрам, таким, как затухание и защищенность от перекрестных наводок. Оптимальным решением для реализации технологии PoE Plus будет использование экранированных кабельных линий категории 6А или 7А, обеспечивающих эффективное рассеивание тепла.

Мифы об экранированных кабельных системах. Миф №3. Антенный эффект

Мы продолжаем серию публикаций о распространенных заблуждениях, касающихся экранированных кабельных систем и практики их инсталляций. Распространенным заблуждением является так называемый антенный эффект. Принято считать, что при «неправильном» заземлении экранированной системы токи будут протекать по экрану, наводя электромагнитное поле в окружающем пространстве. Ошибочно предполагается, что в этом случае экран становится вторичным источником излучения — своеобразной антенной. Вследствие чего, не только сам кабельный экран становится неэффективным, но и значительно увеличивается электромагнитное влияние кабеля на другие, проложенные рядом, кабели и различные электронные устройства, находящиеся в том же помещении.

     На самом деле, в антенну превращается любая кабельная линия, длина которой сопоставима с длиной волны передаваемого сигнала. В витопарных кабелях излучение удается снизить за счет скрутки проводников, однако этот способ эффективен только на низких частотах (до 100 МГц), при соблюдении симметричности пар. Нарушение геометрии витых пар в кабеле приводит к разбалансированию симметричной линии и, как следствие, к появлению антенного эффекта, то есть кабель излучает электромагнитные помехи вовне и на него наводится ЭДС от внешних источников электромагнитных помех. Совершенствование конструкции неэкранированных кабелей (минимальный шаг скрутки, постоянный по всей длине кабеля, стабильность диаметра проводника и толщины изоляции и т.д.) снижает излучение неэкранированной линии и ее восприимчивость к внешним электромагнитным полям. Однако, с увеличением частоты передаваемого сигнала (свыше 100 МГц) кабельная линия излучает более эффективно, поэтому наиболее часто антенный эффект проявляется в высокочастотных кабельных линиях, где скрутка проводников уже не в состоянии эффективно компенсировать электромагнитное излучение.

     В случае применения экранированных кабельных систем, кабельный экран гораздо в меньшей степени является излучающей антенной, чем неэкранированный кабель, по которому передаётся сигнал. Для того чтобы излучать электромагнитные волны, случайные токи должны распространяться по проводящей структуре. Кабельный экран подключается к системе заземления TN-S со стороны телекоммуникационного шкафа, заземленного в этажном распределительном узле. Потенциал шкафа не изменяется, следовательно, никакие токи на кабельный экран не попадают, так как волновое сопротивление по длине экрана намного выше, чем сопротивление элементов телекоммуникационного шкафа.

     Независимая испытательная лаборатория GHMT AG (Германия) в рамках сравнительного исследования ЭМС неэкранированных и экранированных кабельных систем Категории 6А для 10 Гбит/с произвела оценку уровня электромагнитного излучения экранированной и неэкранированной проводок (Рис.1,2).

Рис.1 Электромагнитное излучение кабельных линий

Рис.2 Сравнительная оценка уровня излучения кабельных систем

     Результаты проведенных испытаний показали низкий уровень излучения экранированных систем, что практически полностью исключает появление антенного эффекта. Между тем, неэкранированные системы создают наибольшее излучение. Воздействия межкабельных наводок (ANEXT), возникающих в результате высокого уровня излучения, существенно снижают помехозащищенность неэкранированных кабельных систем и могут стать решающим фактором при передаче приложений 10 Gigabit Ethernet по таким кабельным линиям. В отличие от перекрестных наводок между соседними парами в кабеле (описываемые параметрами NEXT и FEXT), межпарные наводки между витыми парами соседних кабелей (ANEXT, AFEXT) не могут компенсироваться цифровым сигнальным процессором трансивера. Кроме того, при правильной организации и монтаже кабельной инфраструктуры, объединение кабелей в пучки повышает вероятность возникновения межкабельных наводок в неэкранированных кабельных линиях.

     Подробнее об исследованиях лаборатории GHMT AG можно узнать по ссылке: http://www.ampnetconnect.eu/web/Microsites/utp-vs-stp-RU/

Взято с http://www.ockc.ru



Просмотров: 778 | Добавил: tmn | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]