Το θωρακισμένο καλώδιο είναι ένας αγωγός τυλιγμένος γύρω από έναν αγωγό. Ο γύρω αγωγός ονομάζεται ασπίδα, τυπικά ένα πλεγμένο πλέγμα χαλκού ή φύλλο χαλκού (αλουμίνιο). Η ασπίδα πρέπει να γειωθεί, επιτρέποντας να κατευθύνονται προς το έδαφος οποιαδήποτε εξωτερικά σήματα παρεμβολής. Αυτό εμποδίζει την είσοδο των σημάτων παρεμβολής στο εσωτερικό στρώμα, μειώνοντας ταυτόχρονα την απώλεια σήματος.
Δομή: (συνηθισμένη) στρώμα μόνωσης + ασπίδα + αγωγός. (Προηγμένη) Μονωτική στρώση + ασπίδα + αγωγός σήματος + αγωγός εδάφους ασπίδας.
Όταν επιλέγετε θωρακισμένο καλώδιο, σημειώστε ότι το στρώμα μόνωσης του αγωγού γείωσης ασπίδας είναι αγώγιμος και μπορεί να παρέχει συνέχεια με την ασπίδα (έχοντας μια ορισμένη αντίσταση).
Η θωρακισμένη καλωδίωση προέρχεται από την Ευρώπη. Προσθέτει μια μεταλλική ασπίδα σε ένα τυποποιημένο σύστημα χωρίς καλωδίωση. Χρησιμοποιεί την αντανάκλαση, την απορρόφηση και την επίδραση του δέρματος της μεταλλικής ασπίδας για να αποφευχθεί η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή και η ακτινοβολία. Αυτό το σύστημα συνδυάζει την ισορροπημένη φύση της καλωδίωσης στριμμένα ζεύγη με τις ιδιότητες θωράκισης της θωράκισης, με αποτέλεσμα εξαιρετικά χαρακτηριστικά ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC).
Η EMC αναφέρεται στην ικανότητα του ηλεκτρονικού εξοπλισμού ή των συστημάτων δικτύου να αντιστέκονται στην ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή, ενώ παράλληλα εμποδίζουν την υπερβολική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Με άλλα λόγια, το σύστημα συσκευής ή δικτύου πρέπει να είναι σε θέση να λειτουργεί κανονικά σε ένα σχετικά σκληρό ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον, ενώ παράλληλα εμποδίζει την υπερβολική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που παρεμβαίνει στην κανονική λειτουργία άλλων κοντινών συσκευών και δικτύων.
Τα χαρακτηριστικά της ισορροπίας του καλωδίου U/UTP (μη αποθηκευμένου) δεν καθορίζονται αποκλειστικά από την ποιότητα των ίδιων των εξαρτημάτων (όπως τα στριμμένα ζεύγη), αλλά επηρεάζονται επίσης από το περιβάλλον. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το περιβάλλον μέταλλο, κρυμμένο "γείωση", και το τράβηγμα και η κάμψη κατά τη διάρκεια της κατασκευής μπορούν να διαταράξουν την ισορροπία του καλωδίου U/UTP, μειώνοντας έτσι την απόδοση του EMC.
Επομένως, για να επιτευχθεί σταθερή ισορροπία, υπάρχει μόνο μία λύση: προσθέστε ένα επιπλέον στρώμα αλουμινίου αλουμινίου για να γείωση όλων των πυρήνων. Αυτό το αλουμινόχαρτο παρέχει πρόσθετη προστασία για τους εύθραυστους πυρήνες στριμωγμένου ζεύγους και δημιουργεί τεχνητά ένα ισορροπημένο περιβάλλον για το καλώδιο U/UTP (Unsheled), με αποτέλεσμα αυτό που ονομάζουμε τώρα καλώδιο θωρακισμένου.
Η αρχή θωράκισης του θωρακισμένου καλωδίου διαφέρει από την αρχή της ισορροπημένης ακύρωσης του καλωδίου στριμμένα ζεύγη. Το θωρακισμένο καλώδιο χρησιμοποιεί ένα ή δύο στρώματα αλουμινίου αλουμινίου γύρω από τα τέσσερα ζεύγη στριμμένα ζεύγη. Αυτό χρησιμοποιεί την αντανάκλαση και την απορρόφηση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων του μετάλλου, καθώς και το αποτέλεσμα του δέρματος (το αποτέλεσμα του δέρματος αναφέρεται στην τάση της τρέχουσας κατανομής σε διατομή του αγωγού να τείνει προς την επιφάνεια του αγωγού καθώς αυξάνεται η συχνότητα. Αυτό εμποδίζει αποτελεσματικά την είσοδο στο καλώδιο εξωτερικής ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής, ενώ παράλληλα εμποδίζει την ακτινοβολία και τη διαταραχή άλλων συσκευών.
Τα πειράματα έχουν δείξει ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα με συχνότητες που υπερβαίνουν τα 5MHz μπορούν να διεισδύσουν μόνο σε αλουμινόχαρτο πάχους 38 μm. Εάν το στρώμα θωράκισης είναι παχύτερο από 38μm, οι συχνότητες της ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής που μπορούν να διεισδύσουν στο καλώδιο θα είναι κατά κύριο λόγο κάτω από 5MHz. Η ισορροπημένη αρχή ακύρωσης του καλωδίου στριμμένα ζεύγη ακυρώνει αποτελεσματικά τις παρεμβολές χαμηλής συχνότητας κάτω από το 5MHz.
Ο πρώτος ορισμός της καλωδίωσης κατηγοριοποιεί τα καλώδια που δεν έχουν προσβληθεί (UTP) και τα θωρακισμένα καλώδια (STP). Αργότερα, με τεχνολογικές εξελίξεις και διαφορετικές τεχνολογίες διεργασιών, προέκυψαν διάφοροι τύποι θωράκισης: 1. 2. Φύλλο και πλεξούδα καλωδίου: θωράκιση διπλού στρώματος από αλουμινόχαρτο και πλεξούδα χαλκού. Α) SF/UTP: Τόσο το αλουμινόχαρτο όσο και το πλεξούδα χαλκού είναι τυλιγμένα γύρω από τα εξωτερικά στρώματα των τεσσάρων ζευγών. Β) S/FTP (PIMF): Κάθε ζεύγος είναι θωρακισμένο με αλουμινόχαρτο, καθώς και μια πλεξούδα χαλκού τυλιγμένο γύρω από τα εξωτερικά στρώματα των τεσσάρων ζευγών. PIMF = ζευγάρι σε μεταλλικό φύλλο.
Το θωρακισμένο καλώδιο προστατεύει κυρίως από την εξωτερική παρεμβολή εξασφαλίζοντας την ακεραιότητα μετάδοσης σήματος μέσω του συστήματος θωράκισης. Ένα θωρακισμένο σύστημα καλωδίωσης προστατεύει τα μεταδιδόμενα δεδομένα από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και παρεμβολές ραδιοσυχνότητας (RFI). Η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή (EMI) είναι κατά κύριο λόγο παρεμβολές χαμηλής συχνότητας, με τους κινητήρες, τα φθορίζοντα φώτα και τις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας να είναι κοινές πηγές. Η παρεμβολή ραδιοσυχνοτήτων (RFI) είναι παρεμβολές υψηλής συχνότητας, παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων, συμπεριλαμβανομένων ραδιοφωνικών εκπομπών, τηλεοπτικών εκπομπών, ραντάρ και άλλων ασύρματων επικοινωνιών.
Για την προστασία EMI, η πλεγμένη θωράκιση, τυπικά η θωράκιση των μεταλλικών ματιών, είναι η πιο αποτελεσματική λόγω της χαμηλής κρίσιμης αντίστασης. Για το RFI, η θωράκιση μεταλλικού αλουμινίου είναι η πιο αποτελεσματική, επειδή τα κενά που δημιουργούνται από τη μεταλλική ασπίδα πλέγματος επιτρέπουν τα σήματα υψηλής συχνότητας να περάσουν ελεύθερα. Για μικτά πεδία παρεμβολής υψηλής και χαμηλής συχνότητας, χρησιμοποιείται μια συνδυασμένη μέθοδος θωράκισης μεταλλικού φύλλου και μεταλλικού πλέγματος, γνωστή ως καλώδιο διπλής θωρακισμένης (S/FTP). Αυτό επιτρέπει στην ασπίδα μεταλλικού πλέγματος να προστατεύει από παρεμβολές χαμηλής συχνότητας, ενώ η ασπίδα μεταλλικού αλουμινίου είναι κατάλληλη για παρεμβολές υψηλής συχνότητας.
Το στρώμα θωράκισης αλουμινίου αλουμινίου σε θωρακισμένα καλώδια IBM ACS έχει πάχος 50-62 μm ανά στρώμα, παρέχοντας ένα πιο πλήρες αποτέλεσμα θωράκισης. Επιπλέον, η χρήση ενός στρώματος θωράκισης απλοποιεί την εγκατάσταση και μειώνει τον κίνδυνο βλάβης κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης. Επιπλέον, το πάχος του αλουμινίου αλουμινίου μπορεί να αντέξει μεγαλύτερη βλάβη, παρέχοντας έτσι στους χρήστες υψηλότερης απόδοσης μετάδοσης.
Μέθοδος θωρακισμένης σύνδεσης καλωδίου:
Το ένα άκρο του θωρακισμένου καλωδίου είναι γειωμένο, ενώ το άλλο άκρο παραμένει επιπλέει.
Όταν τα καλώδια σήματος ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις, διαφορετικές αντιστάσεις γείωσης και στα δύο άκρα ή το ρεύμα που ρέει μέσω της γραμμής στυλό μπορεί να οδηγήσει σε διαφορετικά δυναμικά γείωσης στα δύο σημεία. Σε αυτή την περίπτωση, αν και τα δύο άκρα είναι γειωμένα, το ρεύμα θα ρέει μέσω του στρώματος ασπίδας, ενδεχομένως παρεμβαίνει στο σήμα. Ως εκ τούτου, η γείωση του ενός άκρου κάθε φορά, ενώ αφήνει το άλλο άκρο επιπλέει, χρησιμοποιείται γενικά για την πρόληψη αυτής της παρεμβολής.
Η γείωση και των δύο άκρων της ασπίδας παρέχει καλύτερη θωράκιση, αλλά η παραμόρφωση του σήματος θα αυξηθεί.
Σημειώστε ότι τα δύο στρώματα ασπίδας πρέπει να είναι αμοιβαία μονωμένα και απομονωμένα! Εάν δεν είναι, θα πρέπει να θεωρηθούν ως ενιαία ασπίδα!
Η γείωση και των δύο άκρων της εξωτερικής θωράκισης οφείλεται στο γεγονός ότι η εισαγόμενη διαφορά δυναμικού προκαλεί ρεύμα, δημιουργώντας μαγνητική ροή που μειώνει την αντοχή του μαγνητικού πεδίου προέλευσης, ουσιαστικά ακυρώνει την τάση που προκαλείται χωρίς την εξωτερική ασπίδα.
Ωστόσο, η γείωση του ενός άκρου της εσωτερικής ασπίδας χρησιμοποιείται μόνο για την προστασία γενικής ESD επειδή δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού. Οι ακόλουθες προδιαγραφές παρέχουν τα καλύτερα στοιχεία!
Οι αρχές έχουν ως εξής:
1.
2. Θωράκωση διπλού στρώματος, με τα δύο άκρα της εξωτερικής ασπίδας γειωμένο και το ένα άκρο της εσωτερικής ασπίδας που βασιζόταν στο ίδιο δυναμικό. Σε αυτή την περίπτωση, η διαφορά δυναμικού προκαλεί ρεύμα στην εξωτερική ασπίδα, δημιουργώντας μαγνητική ροή που μειώνει την αντοχή του μαγνητικού πεδίου πηγής, με αποτέλεσμα να ακυρώνει ουσιαστικά την τάση που προκαλείται χωρίς την εξωτερική ασπίδα.
Για να αποφευχθεί η παρεμβολή ESD, η γείωση ενός σημείου είναι απαραίτητη, ανεξάρτητα από το αν η ασπίδα είναι ενιαία ή διπλή στρώση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η γείωση ενός σημείου εκκενώνει το ταχύτερο.
Εξαιρούνται οι ακόλουθες δύο καταστάσεις:
1. Υπάρχει ισχυρή παρεμβολή εξωτερικού ρεύματος και η γείωση ενός σημείου δεν μπορεί να εγγυηθεί την ταχύτερη στατική απαλλαγή.
Εάν το καλώδιο γείωσης έχει μεγάλη περιοχή διατομής, εξασφαλίζοντας την ταχύτερη στατική εκκένωση, απαιτείται επίσης γείωση ενός σημείου. Φυσικά, σε αυτή την περίπτωση, η διπλή θωράκιση είναι περιττή.
Διαφορετικά, είναι απαραίτητη η διπλή θωράκιση. Η εξωτερική ασπίδα είναι κυρίως για να μειώσει την ένταση παρεμβολής, να μην την εξαλείψει. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητα πολλαπλά σημεία γείωσης. Ενώ μπορεί να μην εξαλείψει πλήρως τις παρεμβολές, πρέπει να μειωθεί το συντομότερο δυνατό. Για να επιτευχθεί αυτό, πολλά σημεία γείωσης είναι η καλύτερη επιλογή.
Για παράδειγμα, ο δίσκος καλωδίων σε μια επιχείρηση είναι στην πραγματικότητα το εξωτερικό στρώμα ασπίδας, το οποίο πρέπει να στηρίζεται σε πολλαπλά σημεία ως την πρώτη γραμμή άμυνας για να μειωθεί η ένταση της πηγής παρεμβολής.
Το στρώμα εσωτερικής ασπίδας (στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι δεν αγοράζουν καλώδια διπλής στρώσης, γενικά, το εξωτερικό στρώμα είναι ο δίσκος καλωδίων και το εσωτερικό στρώμα είναι το στρώμα θωράκισης του θωρακισμένου καλωδίου) πρέπει να γειωθεί σε ένα μόνο σημείο, επειδή η εξωτερική ένταση έχει μειωθεί και ο σκοπός του εσωτερικού στρώματος είναι η εκκένωση και η εξάλειψη των παρεμβολών όσο το δυνατόν γρηγορότερα.
2. Απαιτήσεις ασφαλείας όπως εξωτερική ηλεκτροπληξία και προστασία από αστραπή. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητα δύο στρώματα προστασίας. Το εξωτερικό στρώμα δεν χρησιμοποιείται για την εξάλειψη των παρεμβολών. Είναι για λόγους ασφαλείας. Για να εξασφαλιστεί η προσωπική ασφάλεια και η ασφάλεια του εξοπλισμού, πρέπει να βασίζεται σε πολλαπλά σημεία. Το εσωτερικό στρώμα χρησιμοποιείται για την πρόληψη των παρεμβολών, οπότε πρέπει να στηρίζεται σε ένα μόνο σημείο.
Το στρώμα θωράκισης ενός θωρακισμένου καλωδίου είναι κυρίως κατασκευασμένο από μη μαγνητικά υλικά όπως ο χαλκός και το αλουμίνιο. Το πάχος του είναι πολύ λεπτό, πολύ μικρότερο από το βάθος του δέρματος του μετάλλου στη συχνότητα λειτουργίας. Το φαινόμενο θωράκισης δεν οφείλεται κυρίως στην αντανάκλαση ή την απορρόφηση ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων από το ίδιο το μέταλλο, αλλά στη γείωση του στρώματος ασπίδας. Οι διαφορετικές μέθοδοι γείωσης επηρεάζουν άμεσα την αποτελεσματικότητα της θωράκισης. Χρησιμοποιούνται διαφορετικές μέθοδοι γείωσης για στρώματα θωράκισης ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μη εδάφους, μεμονωμένα ή διπλά άκρα γείωση.