EP45 工業乙太網電纜探秘

之前，小凱分享了【工業乙太網連接器集錦】，包括M系列以及一些新型的小型連接器，例如iX和新興的單對乙太網連接器。但是，若電纜無法提供相同的保護功能，那麼只有連接器設計成可抵禦工業環境又有什麼用呢？

在資料連線能力方面，工業乙太網電纜實際上與典型的商業用乙太網電纜沒有什麼不同。同企業LAN一樣，最常見的工業乙太網電纜為5e類、6類和6A類電纜。光纖電纜也同樣用於工業乙太網應用，但在工廠地面卻並不常見。在工廠地面，電纜長度較短，速度通常低於10 Gb/s。然而，光纖剛好是需要更長距離以及更細、更輕巧的電纜等應用的理想選擇，這種電纜可避免電氣雜訊和火花危害。因此，在工業環境中，光纖更多地用於鐵路和交通、石油和天然氣煉油廠、軍事和採礦等場景。

儘管傳輸性能相同，但工業級乙太網電纜需要更為堅固的結構以應對更惡劣的環境，例如極端溫度、濕度、腐蝕性化學物質、振動、彎曲和干擾。讓我們仔細研究一下工業級乙太網電纜與商業用電纜之間的區別。

遮蔽雜訊

如同在商業環境中一樣，工廠中的高干擾區域將使用遮蔽電纜，例如電纜需要鋪設在氬弧焊機、開關繼電器、交流驅動器以及其他噪音源附近。存在嚴重干擾的區域可能不僅需要整體遮蔽(F/UTP)，而且可能既需要單芯遮蔽，也需要整體遮蔽(S/FTP)。

對於更為嚴苛的工業環境來說，採用“MICE”標準，其中M為機械(衝擊、振動)，I為浸入(粉塵、液體)，C為氣候和化學(溫濕度、腐蝕性氣體)，E為電磁干擾(雜訊)。MICE中的“E”用於測試電磁干擾。

Fluke CableAnalyzer系列測試儀能夠根據以下等級測試MICE標準中的“E”——E1用於資訊機房或辦公室環境，E3用於靠近強電磁干擾源的區域，E2用於E1和E3區域之間的電纜佈線區域。這些測試能檢視MICE標準中涵蓋的平衡參數，包括橫向轉換損耗(TCL)和等效橫向轉換損耗(ELTCTL)。E值越高，對TCL和ELTCTL的要求越嚴格，以遮蔽更多會破壞資料封包的EMI。

需要保護套

使工業乙太網電纜與眾不同的主要因素是溫度等級和護套材料。商業用電纜使用的聚氯乙烯(PVC)護套在輕工業環境中很常見，因為其具有高性價比，並且耐油，但是工業電纜通常要求的更多。例如，氟化乙烯聚丙烯(FEP)護套材料和熱塑性彈性體(TPE)可以承受約-50°C至約125°C的極端溫度，而PVC則可承受0°C至約75°C的極端溫度。TPE電纜還具有更好的柔韌性，並耐日曬、臭氧、腐蝕性海水和重油，因此通常用於工業室外和海洋應用。

聚氨酯(PUR)是工業乙太網電纜最常用的護套材料之一。儘管PUR的溫度範圍不如FEP和TPE，但其具有很高的拉伸強度、並且耐化學腐蝕，具有柔韌性和耐磨性——機械強度高、不易切割或撕裂，因此非常適合機械加工和衝壓應用。

工業乙太網電纜的其他護套材料包括熱塑性聚氨酯(TPU或TMPU)和氯化聚乙烯(CPE)。護套材料類型的選擇與環境及應用相關，並與成本也有一點關係。再次強調，M.I.C.E.(尤其是C)被用於確定合適的護套材料。

需要柔韌性

同商業用雙絞線電纜一樣，工業乙太網電纜也採用實心或雙絞結構。由於絞合電纜具有更好的柔韌性，因此可用作商業環境中的跳線，用於工業乙太網的絞合電纜具有同樣的柔韌性，不同之處在於，它們不只可用作跳線，因為在工業環境中，很多地方的電纜需要經常彎曲、捲繞和扭曲，例如機器人技術和其他重複運動應用。

大多數絞合乙太網電纜的每根導線由七股32 AWG絞合線組成，但用於工業環境的高撓性電纜的絞合股數更高，每根導線由19股絞合線組成。甚至還有超高撓性電纜，每根導線由60股以上的絞合線組成。當然，股數越多，每根絞合線的規格就越小，通常為40 AWG，以使整根電纜的規格保持不變。如果以彎曲次數來衡量，普通絞合乙太網電纜的撓性壽命通常約為50,000次彎曲，而高撓性電纜則可達到100萬至1000萬次彎曲。高撓性電纜還採用更柔韌的電纜護套材料，例如TPE。

與商業用跳線中採用的多股絞合電纜一樣，多股絞合工業乙太網電纜也具有更高的插入損耗和直流電阻。好在工業乙太網中使用的大多數高撓性電纜的長度都非常短，通常小於3米，因此插入損耗通常不是問題。

測試工業乙太網時，您不必像擔心連接器介面類別那樣，擔心電纜類型，測試儀可以連接測試，但是電纜的整體性能肯定會影響測試結果。

我們建議你使用DSX CableAnalyzer™系列數位式纜線認證測試儀，測試M.I.C.E中的E(電磁干擾)。