Прочность изоляции проводов в кабелях категории 5e

Вопрос № 362
25.05.2010

При тестировании изделий Cat5e Patch Cord, особенно коротких (с длиной 0.5 или 1 метр) примерно 10% продукции уходит в брак по параметру NEXT. При помощи режима HDTDX определяем, что причина брака связана с коннектором. Сборка коннекторов произведена правильно, а вот в области замка на некоторых проводах обнаруживается сильная деформация изоляции, хотя давление на прессе выставлено максимально низкое. При удалении замка на бракованном кабеле значения NEXT увеличиваются от 2 до 5 дБ и кабель проходит тест с результатом PASS. Таким образом было проверено более 50 изделий, и все они после удаления замка в коннекторе дали положительный результат. Может ли слишком мягкая изоляция на проводниках послужить причиной брака? Если да, то как доказать это поставщику?

Доказать в этой ситуации вину поставщика вряд ли удастся, поскольку совершенно не факт, что это действительно его вина. Изменение жесткости изоляции или типа полимера в кабеле для патч-шнуров может излечить одни проблемы, но привести к возникновению других, и неизвестно, не станет ли от этого хуже. Корень проблемы – исходные недостатки конструкции 8-позиционных модульных вилок, это известно всем производителям кабеля витая пара и шнуров на их основе. У многих из них процент брака высок, причем чем выше категория рабочих характеристик, тем больше изделий уходит в брак после тестирования. Снизить процент брака можно (хотя и не до нуля), но только за счет усовершенствования конструкции вилок. Это обходится недешево, но многие фирменные изготовители действительно идут таким путем.

Немного предыстории. 8-позиционный модульный разъем эволюционировал из телефонной вилки (как иногда говорят, "джека" – от английского jack). В телефонии никого не заботили проблемы с перекрестными наводками – они не проявлялись до тех пор, пока те же конструкции вилок не стали использоваться для передачи данных. Поначалу пара была одна, потом две, сейчас четыре. Перекрестные наводки стали сказываться на частотах уже категории 4 (которая давно "вымерла"), и тем более категории 5е с ее диапазоном до 100 МГц. На более высоких частотах ситуация становится все хуже, ведь чем выше частота, тем больше затухание полезного сигнала и тем сильнее он может страдать от помех и наводок. В обычных 8-позиционных вилках все 8 проводников находятся в непосредственной близости, в одной плоскости, к тому же пара проводников 3-6 расплетена сильнее всех. Причина проблем именно в этом.

Под замком вилки пары могут лечь удачно, а могут и не очень, но если от него отказаться совсем, то после нескольких циклов подключения-отключения вилки к гнезду пары могут просто выскочить из-под контактов, и шнур станет неработоспособным. Слишком высокая жесткость пар (в том числе за счет изоляции самих проводников) может привести к тому, что замки защелкиваться вообще не будут, какое бы давление вы ни выставили на прессе. Возможна также ситуация, когда при опрессовке замок защелкивается, однако затем самопроизвольно "взламывается", приводя к выходу шнура из строя. При более жесткой изоляции проводников возможны даже проблемы с заделкой контактов, когда контакты вилки будут с трудом прорезать изоляцию, изгибаться и обеспечивать ненадежное электрическое соединение. Все это совершенно неприемлемо.

Способов, которыми производители пытаются улучшить характеристики шнуров, много. Некоторые используют для фиксации плавкие и неплавкие вставки внутри вилок, корректирующие пространственное положение пар друг относительно друга внутри вилки. Например, в шнурах компании Siemon категории 6 огибающая пара проводников 3-6 вынесена в другую плоскость относительно всех остальных пар.

Неэкранированный шнур категории 6 производства компании Siemon


Некоторым производителям уже в категории 5е приходится прибегать к помощи вставок, чтобы уменьшить процент списания шнуров в брак – например, можно разводить проводники пар в две плоскости в шахматном порядке.

Неэкранированный шнур категории 5е Quabbin Datamax

Есть варианты исполнения шнуров, когда от опрессуемого замка в вилке отказываются вообще, а фиксация осуществляется колпачком, часть которого в виде расплава заходит внутрь вилки (сама вилка при этом может быть короче обычной, длина доводится уже за счет колпачка). Самый продвинутый вариант (но и самый дорогой, поэтому он используется сейчас только в категории 6А) – применение в вилке печатной платы PCB, чтобы вообще отказаться от понятия "огибающей пары" и сохранять исходный повив каждой пары неизменным. Пары с исходным повивом доводятся до печатной платы, причем 2 пары расположены с верхней стороны платы, 2 другие – с нижней, что дополнительно снижает наводки. Внутри вилки присутствует уже только сама печатная плата.

Принципиальное строение экранированных и неэкранированных шнуров Z-MAX производства компании Siemon, вид сверху

В этом случае и замка в его традиционном понимании у вилки нет. Фиксация производится за счет совокупности всех элементов вилки, включая несъемный колпачок, интегрированный в общий конструктив.

Шнур Z-MAX производства компании Siemon, вид вилки снизу

Сложно предположить, какой из методов окажется эффективнее в технологическом и стоимостном отношении в вашем конкретном случае. Производители делают выбор сами: либо традиционные, относительно дешевые вилки и простой метод заделки, но при этом определенный процент списания в брак, либо более дорогие модификации конструкций, усложненные процедуры сборки, зато меньший процент брака. Не нулевой, конечно, но гораздо меньше 10%. Такова вечная борьба технических факторов с экономическими.

В заключение еще одно соображение применительно к вашему случаю: делать шнуры короче 1 м не рекомендуется вообще, а в системах категории 6А даже есть ограничение не менее 2 м длины любого шнура в системе. Ведь на перекрестные наводки накладываются еще и возвратные потери (причем многократные, т.к. точки заделки расположены слишком близко). Характеристики шнура падают, в итоге процент брака возрастает. К сожалению, практика использования коротких и совсем коротких шнуров довольно широко распространена. Спрос на шнуры длиной 0.5 м и даже 30 см действительно есть. Однако наша компания всегда обращает внимание заказчиков на возможные последствия от применения таких шнуров и рекомендует продумывать расположение патч-панелей, активного оборудования и органайзеров таким образом, чтобы коммутацию можно было с удобством производить шнурами длиной 1 м и более.

Автор ответа:
Екатерина Оганесян
Директор учебного центра ICS, автор и преподаватель курсов по структурированным кабельным системам учебного центра "Специалист" при МГТУ им. Баумана, кандидат наук, доцент РХТУ им. Д.И. Менделеева

Поделиться:

Навигация по номерам вопросов:

Пожалуйста, оцените представленный материал:

(Голосов: 1, Рейтинг: 5)