カテゴリデータケーブルの見分け方

カテゴリはデータ速度と正の相関があります。 IE カテゴリが高くなるほど、可能な周波数も高くなります。また、周波数が高くなるほど、可能なデータ レートも高くなります。

寄稿者 | ヘルカベルのワイヤーとケーブル

お客様からは、データ ケーブルのカテゴリとその意味についてよく質問されます。 この種のケーブルを日常的に扱うことのない多くのエンドユーザー、エンジニア、購入代理店にとって、さまざまなカテゴリは複雑で圧倒されるように思えるかもしれません。 ただし、一見すると複雑に見えるものでも、いくつかのヒントを使えば簡単に理解できるようになります。

カテゴリはデータ速度と正の相関があります。 IE カテゴリが高くなるほど、可能な周波数も高くなります。また、周波数が高くなるほど、可能なデータ レートも高くなります。

カテゴリケーブルを複数車線の道路に例えることができます。 道路の車線数が多いほど、その道路を同時に走行できる車両の数が多くなります。 標準は通常、最大ケーブル長 328 フィートに基づいています。このケーブル長は、設置ケーブル 295 フィートとパッチ ケーブル 33 フィートで構成されます。 最初の 328 フィートの後、リピーター/エクステンダーがケーブル システムに追加され、信号が強化され、機械またはその装置と制御ユニットを接続するために必要に応じてさらに 328 フィート送信できるように準備されます。 さらに、カテゴリのデータ ケーブルは、ペアのデカップリング値、たとえば近端クロストーク (NEXT) を満たす必要があります。

* 長さとケーブルの種類によって異なります

Cat 5 ケーブルの場合、ペアのデカップリングは、各ペアの撚り長さが異なるケーブル構造で実現されます。 つまり、4 ペアの場合、製造時に 4 つの個別のねじり長さが存在することになります。 撚りの有効性は目標値に到達できないため、より高いカテゴリのケーブル構築時に追加の手順を追加する必要があります。

Cat 6 ケーブルを使用すると、2 つの技術設計から選択できます。 Cat 6 の関連するデカップリング値は、ペア間に距離を生み出すプラスチック製の十字を使用して実現できます。 もう 1 つの方法は、ペアインメタルフォイル (PIMF) 構造を使用することです。 アルミホイルの厚さはシールドの効果に影響します。 多くの人は、構造内のシールドが環境の影響からケーブルを保護すると考えています。 ただし、逆の効果もあります。シールドはケーブル内の電気信号を維持し、近くの他の機器への悪影響を防ぎます。

Cat 7、7e、7A などのさらに高いカテゴリでは、アルミニウム箔だけでは不十分であるため、標準化された電気的値を満たすために銅編組が必須となります。 さらに、各シールド材には長所と短所があります。

アルミニウム フォイルは安価ですが、この材料だけでは、フレキシブル ケーブル、トラック ケーブル、またはトーション ケーブルを必要とする用途では十分な性能を発揮しません。 金属箔を何度も動かすと亀裂が目立ち始め、ケーブル内のシールドの効果が低下します。 これが、一部のメーカーが、頻繁に移動するケーブルや、電磁脆弱性 (EMV) 地域に設置されるケーブルを、アルミ箔シールドと銅編組の両方を使用して構築する理由です。 これは、Cat 5 分類「のみ」のケーブルにも当てはまります。

曲げサイクルが多く、曲げ半径が小さいケーブルの場合、一部のメーカーでは効果的なシールドを実現するために追加の金属化テープを使用しています。 これは、統合された金属化パーツを備えた織テープに似ており、標準のアルミホイルと比較してひび割れすることなく長寿命を実現します。

ケーブル メーカーは、U/UTP や SF/UTP などのデータ ケーブルのマーキングに関する質問をよく受けます。 スラッシュ記号 (/) の前の識別マークは、ケーブル シールド全体を指します。 スラッシュの後の識別記号は、ペアのシールドを示します。 一般的なデータ ケーブルのマーキングをいくつか示します。

次に、材料と撚り線の両方の観点から、考えられるさまざまな導体のオプションに目を向けてみましょう。 ほとんどのアプリケーションでは、裸銅が使用するのに好ましい導体材料です。 ただし、鉄道産業などの特定の用途では、耐食性が高いため、錫メッキ銅導体が好まれます。

導体の撚り線に関しては、固定設備では単線導体が通常使用されますが、柔軟な用途では通常 7 本のより線で構成されるより軽快な導体が必要です。 フレキシブル導体は、ケーブルの柔軟性を高め、曲げ半径を小さくするために、撚り長さが短いケーブル トラックやロボット用途に使用されます。 最小の曲げ半径と最大のサイクル量/耐用年数を実現するために、顧客は 19 ストランド導体で構築されたデータ ケーブルをリクエストできます。 導体の撚り線が増えると、柔軟性が高まります。 ただし、顧客の特定の用途およびそれぞれの技術仕様に最適なソリューションについては、ケーブル メーカーと相談して検討する必要があります。

導体の構造が決定したら、次の製造ステップに移ります。絶縁体の押出、個々の導体のペア（またはスタークワッドとして知られる 4 つの導体）の撚り、シールド、そして最後に外側のジャケットです。

各製造ステップは、最高の動作安全性と信頼性を保証する設計を達成するために、顧客の特定の用途と技術的要件に合わせて調整されます。 施工例としては以下のようなものが挙げられます。

• 固定ケーブルの設置には長い撚り長さの導体、フレキシブルおよびハイフレックス用途には短い撚り長さの導体。

• 固定設置用のアルミホイルシールド。アルミは数回のサイクルで亀裂が入り、シールドの品質が低下します。 アルミニウム箔がフレキシブルな用途でシールドとして使用される場合、常に銅編組と組み合わせられ、アルミニウム箔はシールドプロセスに組み込まれます。

• 固定設置の場合は撚り長さが長い編組シールドですが、柔軟で連続的なフレックス用途には撚り長さが短くなります。

ケーブル ジャケットの種類は豊富で、ケーブルがどのような用途で使用されるかに応じて絞り込むことができます。建物内にケーブルを敷設する場合、ジャケット材料としてはポリ塩化ビニル (PVC) または難燃性、非腐食性 (FRNC) 化合物が一般的に選択されます。 PVC はハロゲンフリーではありませんが、柔軟性があり、安価です。 FRNC コンパウンドはハロゲンフリーおよび難燃性の要件を満たしており、光学的に密度の低い煙を放出するため、建物からの退出が容易になり、火災緊急時の消火活動の向上が可能になります。

ポリエチレン (PE) ジャケットは、主に屋外ケーブル用途やケーブルを地面に埋め込む必要がある場合に使用されます。 これらのケーブル ジャケットは湿気や日光への耐性に優れています。

産業オートメーションで使用されるデータ ケーブルが増加しているため、耐油性 PVC ブレンド、ポリウレタン (PUR) または熱可塑性エラストマー (TPE) のジャケット コンパウンドを使用するのが一般的です。 これらのケーブル ジャケット タイプは、耐油性が高く、ケーブル トラック/ドラッグ チェーンやロボットの使用に伴う機械的ストレスに耐えられる能力があるため、好まれています。 特定の化合物またはブレンドの選択は、用途と動作条件に基づいて行われます。

最後に、連続屈曲 (ケーブル トラック) およびねじれ (ロボット) アプリケーションでの厳しい動作に耐えられるよう、機械的機能が徹底的にテストされたデータ ケーブルを使用することを強くお勧めします。 ケーブルが激しい動作条件に耐えられないために、データ伝送速度が低下したり、信号品質が低下したりする可能性があります。 メーカーは、ケーブルトラック、ねじり装置、オーブン、冷凍庫などの試験装置を組み合わせて使用​​する必要があります。また、場合によっては、風力タービン内部のケーブルにかかるひずみや負荷を模倣するタワーなどの特定用途の試験装置を組み合わせて使用​​する必要があります。

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