Nur verbinden: Die Gefahren der Parallelverlegung von Daten- und Stromkabeln

Willkommen zu einem weiteren Beitrag in der Serie von Nick Locke von Nicab Ltd, der über mehr als 15 Jahre Erfahrung in der Elektronikfertigungsbranche verfügt und sich auf die Montage von Verbindungskabeln spezialisiert hat.

Hier ist ein nützlicher Leitfaden für Sie mit allem, was Sie schon immer darüber wissen wollten, warum Sie Daten- und Stromkabel niemals aneinander reiben sollten!

Die Leistungsfähigkeit von Ethernet-Kabeln wurde durch die Erhöhung der Anzahl der Drehungen pro Zoll im Kabel, die Differenzierung dieser Anzahl zwischen den einzelnen Paaren sowie durch die Verwendung verbesserter Isoliermaterialien verbessert.

Diese Änderungen reduzierten das Ausmaß des Übersprechens zwischen den Leitern und ermöglichten den Betrieb bei höheren Frequenzen, sodass für die meisten Cat-6-Kabel eine maximale Frequenz von 250 MHz erreicht wurde. Allerdings können ungeschirmte Kabel anfällig für Störungen durch externe Signale sein; Allerdings sind externe Störungen aufgrund einer niedrigeren Betriebsfrequenz nicht immer ein Problem.

Elektromagnetische Störungen oder EMI sind externe Störungen, die durch Hochfrequenzstörungen (RFI) verursacht werden, die durch elektromagnetische Felder in der Nähe von Datenkabeln erzeugt werden. Typischerweise handelt es sich bei den Quellen um Stromkabel, die Motoren, Generatoren und Frequenzumrichter verbinden.

Typische Methoden zur Eliminierung von Übersprechstörungen funktionieren bei EMI nicht, da es sich um ein externes Signal handelt. Die gebräuchlichste Methode zur Bewältigung dieser Art von Störungen ist die Verwendung abgeschirmter Kabel. Es ist erwähnenswert, dass EMI selbst bei Ethernet-Geschwindigkeiten von 10 Mbit/s und 100 Mbit/s Datenfehler verursachen kann und ein ernstes Problem für Gigabit-Ethernet darstellt.

Mit der Einführung von 10-Gigabit-Ethernet musste die Betriebsfähigkeit von Cat-Kabeln von 250 MHz auf 500 MHz erhöht werden. Bei dieser Frequenz sind Cat-Kabel sehr empfindlich gegenüber Störungen. Aus diesem Grund wurde mit dem 10GBASE-T-Standard ein Alien Crosstalk (ANEXT)-Parameter eingeführt, der die Widerstandsfähigkeit gegenüber elektromagnetischen und hochfrequenten Störungen beschreibt.

Dies führte zur Einführung des Cat 6A-Kabels, das zuverlässig 10-Gbit/s-Signale über 100 Meter überträgt. Im Vergleich dazu kann ein Cat-6-Kabel zwar mit 10 Gbit/s verwendet werden, seine Verwendung ist jedoch auf eine maximale Entfernung von 55 Metern beschränkt, um Fehler zu vermeiden.

Das Design von Cat 6A-Kabeln unterscheidet sich von Cat 6 dadurch, dass spezielle Maßnahmen zur Begrenzung von Fremdübersprechen getroffen werden. Es gibt zwei Haupttypen.

Das Unshielded Twisted Pair (UTP) verwendet größere Leiter, mehr Verdrillungen, größere Abstände zwischen den Paaren und einen dickeren Außenmantel. Sein Außendurchmesser beträgt etwa 0,33 Zoll und ist damit deutlich größer als der eines Cat-6-Kabels. Letztere liegen normalerweise zwischen 0,25 Zoll und 0,28 Zoll.

Das andere Design ist ein Shielded Twisted Pair (STP), das einen Folien- oder geflochtenen Außenschirm verwendet. In manchen Fällen wird über jedes Paar eine separate Abschirmung gelegt.

Geschirmte Cat-6A-Kabel übertreffen ungeschirmte Cat-6A-Kabel, insbesondere hinsichtlich der EMI- und RFI-Beständigkeit. Der Außendurchmesser eines abgeschirmten Cat 6A-Kabels liegt normalerweise zwischen 0,29 und 0,33 Zoll.

Unabhängig davon, ob Sie mit Geschwindigkeiten von 10 Gbit/s arbeiten oder starken elektromagnetischen Störungen ausgesetzt sind, liefert ein abgeschirmtes Kabel gute Ergebnisse. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Kabelschirm mindestens an einer Stelle gut geerdet ist.

Bild: Nicab

Nick Lock, Nicab Ltd