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以太網(wǎng)線纜在惡劣環(huán)境下工作問題

發(fā)布時間:2022-06-08 文章來源:深度系統(tǒng)下載 瀏覽:

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體,實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。

以太網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)世界無可爭議的霸主,近些年來一直牢牢占據(jù)著商業(yè)辦公環(huán)境的領(lǐng)地?刂坪妥詣踊I(lǐng)域也正在朝著這一開放式的、基于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)發(fā)展。您是否以為接待前臺所采用的電纜也可以滿足工業(yè)過程控制和自動化技術(shù)環(huán)境的苛刻要求呢?實際上, COTS(市場流行的)5e類非屏蔽雙絞線(UTP)以太網(wǎng)電纜以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來衡量是十分脆弱的。除了可能受到明顯的物理損害,還存在更加隱蔽的、不可見的電磁/射頻干擾。假若要在工廠地面敷設(shè)非強化的商用級5e類非屏蔽雙絞電纜,結(jié)果會如何呢?

安裝問題:用過大的力拉抻商用級UTP會拉長電纜。商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最大拉抻力為25 lbs。拉抻前,電纜為100英尺,拉抻后,可能變成100英尺2英寸。電纜的拉長會造成過多的信號損失(衰減)和信號延遲。這些效應(yīng)將限制電纜可能敷設(shè)的距離。當(dāng)搬運電纜時,雙絞線可能會散開,改變線對導(dǎo)線中心間的間距,造成不平衡。這樣,線對間具有更多的耦合作用(串?dāng)_)、信號回波傳送(回?fù)p),更加容易受到周圍電磁/射頻干擾的影響。這些因素中的任何一個都可能會引起電纜傳輸數(shù)據(jù)的丟失,造成工業(yè)過程中斷或安全問題。Belden CDT的獲專利的粘連線對技術(shù)可以防止線對的開散,保證了電纜的設(shè)計性能。每一線對的絕緣導(dǎo)體都沿整條電纜物理地粘連在一起。無論您如何搬運,即使在安裝時,線對也不會被無意分開。粘連線對還增加了機械強度,除了機械穩(wěn)定性外,還提高了耐拉程度。

溫度影響:上面的問題都是由搬運電纜而引起的。在工業(yè)應(yīng)用中遇到極端溫度環(huán)境時會遇到哪些問題呢?極端低溫會使電纜變硬、變脆、很難使用,尤其在安裝時電纜太脆是一個很嚴(yán)重的問題。另一方面,極高的溫度可能會使電纜中所使用的塑料性能降級,應(yīng)根據(jù)預(yù)期的溫度敷設(shè)相應(yīng)的電纜。電纜溫度額定值并不是唯一的考慮因素。在 20℃以上時,每增加1℃,COTS 5e類電纜的衰減會增加0.4%。在60℃時,衰減可能會增加16%。 目前,Belden CDT提供有一種DataTwist電纜,增強了高溫抗衰減性能。另一方面,用戶可以敷設(shè)較短的電纜,或希望信號足夠強,以致于在受到電磁/射頻干擾時也能夠被無誤接收。但電纜的余量高度和固有的抗擾度可能已經(jīng)在安裝時受到損害,Belden CDT的獲得專利的粘連線對技術(shù)能夠防止由安裝拉抻所造成的改變,即使考慮到更多情況(如環(huán)境溫度上升)也可保證所許諾的性能。

紫外線輻射和陽光照射:大多數(shù)商用5e類電纜不是用于戶外使用的,當(dāng)電纜暴露在陽光中的紫外線下時,電纜的塑料護套就會加速分解。護套的機械強度(即,分開)開始降低,縮短了電纜的使用壽命。Belden CDT的DataTwist產(chǎn)品提供了防陽光照射(SUN RES)的電纜護套,確保它們能夠在實際應(yīng)用中經(jīng)久耐用。

耐油:在實際的日常生產(chǎn)活動中,很多零部件都需要進行很好的潤滑以保證順暢的運行。從石油中提取的潤滑油會浸入COTS 5e類電纜中,尤其是在高溫下。油會造成電纜護套膨脹,失去機械強度,使內(nèi)芯暴露在外。DataTwist電纜提供了各種防油護套,可以滿足您的實際生產(chǎn)需要。

機械力:磨損、剪斷和碾壓:如果在電纜上面駕駛,則可能會損壞整條電纜。普通商用電纜甚至沒有幸免的可能。DataTwist電纜都具有工業(yè)級的電纜護套,其中有些具有獨特的表面護套,可以針對磨損和剪斷提供額外的機械保護。加固的DataTwist產(chǎn)品采用聯(lián)鎖的加固鎧裝,粘連線對和Belden CDT的可安裝性能保證了以太網(wǎng)電纜的堅韌性。

電磁/射頻干擾,噪音和屏蔽:避開潛在的干擾源是最好的選擇。第一步是,在敷設(shè)電纜時應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源,如電焊機、切換繼電器或直流驅(qū)動器。當(dāng)您試圖控制諸如電焊擬人機等類似干擾源時應(yīng)該怎么辦呢?方法之一是使用光纜。光纜可以絕對避免電磁/射頻干擾造成的影響。如果您擔(dān)心成本、復(fù)雜性或光纜的堅韌性等問題,則可以考慮采用屏蔽5e類銅纜解決方案。即使是簡單的一層鋁箔屏蔽,在正確接地時也能夠提供很顯著的抗電磁/射頻干擾的能力。

接地:正確的接地是獲得有效屏蔽的關(guān)鍵。沒有接地或接地不正確可能會降低屏蔽的效果。理想的屏蔽接地應(yīng)該只有唯一的接點。當(dāng)干擾信號耦合到屏蔽層上時,電流就會被導(dǎo)入大地,避免了屏蔽層下的線對受到影響。當(dāng)屏蔽的近端和遠(yuǎn)端都與地面連接時,有可能會形成接地環(huán)路。近端位置與遠(yuǎn)端位置的大地電勢差會在導(dǎo)電屏蔽層上形成巨大的電勢差和相應(yīng)電流。屏蔽上流動的大地電流使屏蔽成為攜帶信號的線對的干擾源。

平衡:高度平衡的、穩(wěn)定的UTP可提供很大的抗擾性。線對的每半個紐絞可以被看作一個環(huán)形天線。另外半個連續(xù)的紐絞在方向上都與上方導(dǎo)線相反。在一條平衡理想的電纜中,環(huán)形天線的交變極性會抵消加在線對上的干擾。粘連線對電纜提供了最接近于完美平衡的特性,特別是在粗暴安裝和在日常使用中受到機械損害之后。在干擾存在時,電纜的平衡性和穩(wěn)定性是其在工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用中成敗的關(guān)鍵。

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn):開放式的標(biāo)準(zhǔn)化是以太網(wǎng)的一個主要優(yōu)點。任何產(chǎn)品都可以設(shè)計成符合IEEE所規(guī)定的最低要求。



網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來越嚴(yán)峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項技術(shù)都需要適時應(yīng)勢,對應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進步的催化劑。

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