Наводки в электропроводных кабелях СКС и методы их уменьшения

14 июня 2023 года СКС

Содержание статьи

1. Разновидности помех у проводников СКС
2. Методы борьбы с наводками СКС
3. Разновидности скрутки кабеля СКС

Наибольшее количество людских и материальных ресурсов, требуемых для создания структурированной кабельной системы, направляется на ее горизонтальную подсистему. В силу ряда причин основой этой части СКС являются кабели из витых пар и соответствующее коммутационное оборудование. Согласно классификации, принятой в электросвязи, линейные и шнуровые изделия, применяемые при реализации горизонтальной подсистемы СКС, представляют собой одну из разновидностей симметричных кабелей. От конструкций, используемых операторами связи, они отличаются преимущественно заметно меньшим шагом скрутки.

Необходимость применения скрутки определяется стремлением к достижению требуемых показателей качества функционирования канала связи. На сигнал, передаваемый по такому каналу, воздействует ряд помеховых составляющих, главной из которых являются переходные помехи различных разновидностей. Они возникают потому, что вокруг любого проводника, по которому протекает ток, формируется электрическое и магнитное поле. При любых изменениях электромагнитного поля в тех проводниках, которые находятся в области действия поля, из-за явления электромагнитной индукции, открытой ещё в 1831 году, возникает электрический ток.

Обычно при рассмотрении причин возникновения наводок и разработке методов борьбы с ними влияние соседнего проводника делят на электрическое и магнитное, что демонстрирует рисунок (цифрами обозначены провода 1 и 2 первой пары, а также 3 и 4 второй пары).

Методы борьбы с наводками СКС

Для сигнала, передаваемого по электропроводным кабелям СКС, наводка представляет собой помеху и, соответственно, величина её должна жёстко контролироваться. При слишком большой помехе решающее устройство приёмника сетевого интерфейса не в состоянии корректно определить передачу сигналов нулей и единиц по цифровому каналу связи, что приводит к снижению качества информационного обмена.

Наводка может создаваться как внешними источниками, так и соседними витыми одного кабеля. К внешним наводкам относятся те из них, которые создаются радиостанциями, вышками сотовой связи, сварочными аппаратами, лифтами и иным сильноточным оборудованием.

Внутренними являются наводки, генерируемые соседними парами. Они оказывают решающее влияние на качество функционирование канала связи. Возможность их устранения переходом в полудуплексный режим работы сетевых интерфейсов не разрешается современными профильными нормативными документами из-за двухкратного уменьшения пропускной способности канала связи.

Для борьбы с наводками разработан ряд методов. Их перечень сведён в таблицу и в графической форме показан на рисунке.

	Метод уменьшения наводки	Внешняя помеха	Внутренняя помеха
1	Увеличение расстояния между источником помехи и цепью передачи сигнала, подверженной влиянию	Соблюдение норм по пространственному разнесению кабельных трасс и расстоянию до точечных источников. Запрет на регулярную укладку неэкранированных кабелей категории 6а.	Введение сепаратора в конструкцию кабельного сердечника
2	Ограничение длины взаимодействия	а) Пересечение кабельных трасс под прямым или максимально близким к прямому углом б) Соблюдение норм на длину совместной прокладки	Нет
3	Применение экранирования	Внутренние и внешние экраны
4	Скрутка проводов	Скрутка различных видов отдельных пар проводов

Разновидности скрутки кабеля СКС

Скрутка обеспечивает наибольшую эффективность подавления наводки вне зависимости от причины её возникновения и поэтому применяется во всех без исключения симметричных кабелях СКС. Механизм действия скрутки основан на том, что провода пары с определенным шагом меняются местами. В результате токи помехи, наводимые в соседних витках, просто вычитаются друг из друга, что иллюстрирует рисунок.

Иначе говоря, в скрученной паре наводки подавляют сами себя. Данная разновидность скрутки обозначается как парная. Для наращивания общей эффективности скручиваются все пары, шаги скрутки подбираются не равными и максимально некратными друг другу.

Второй возможный механизм снижения уровня помехи действует только по отношению к наиболее мощным наводкам внутренней природы и основан на том, что пары, ориентированные в пространстве перпендикулярно друг другу и образующие при этом симметричную структуру, не взаимодействуют между собой в электромагнитном смысле. В случае обращения этому приему две пары образуют т.н. четверку, в которой в пару всегда объединяются провода, находящиеся напротив друг друга.

Возможны иные разновидности скрутки, которые, однако, в силу разных причин не применяются в кабелях СКС.
Разницу между парной и четверочной скруткой демонстрирует рисунок.

Приведенный эскиз показывает, что четверочная скрутка позволяет создать более компактную конструкцию кабеля. Однако при этом обеспечиваются параметры, соответствующие требованиям категории не свыше 5е. Кроме того, изделия с четверочной скруткой заметно менее удобны с точки зрения монтажа. С учетом этих особенности в современных кабелях СКС в абсолютном большинстве случаев применяется парная скрутка.