מהנדסים שואפים לפרודוקטיביות מירבית עם זמן השבתה מזערי, אך מטרה זו ניתנת להשגה רק באמצעות תשתית הרשת הנכונה. בלי קשר לתעשייה, אם אין לצוות את תשתית מערכת הכבלים הנכונה, אמינות הרשת וביצועה עשויות להיפגע, דבר המוביל לזמן השבתת ייצור יקר מאוד.
מסיבה זו, השקעה בכבלים קשיחים באיכות גבוהה הינה הכרחית – כך ניתן לצמצם את העלויות הישירות והעקיפות של כשלים רשתיים ולאפשר שלוות נפש שכן המערכת עובדת כראוי.
קיים מבחר של אפשרויות כבלים בשוק, אם כך כיצד יכול הצוות לדעת מהו הכבל הנכון לתמיכה בתשתיות ספציפיות ובדרישות הרשת? פענוח האם יש צורך בכבלי נחושת או סיב הוא מקום מצוין כדי להתחיל.
כבלי נחושת: תמהיל הכבלים קלאסי
כבלים מנחושת היא האפשרות הרגילה במתקנים תעשייתיים ומתאימה באופן מיטבי למירב צרכי העברת הנתונים בתעשייה. כבלי נחושת מגיעים במגוון צורות, ובכללן Cat 5e, Cat 6 ו-Cat 6a השזורים בזוג ע”י שימוש במספר כלשהו של סוגי מוליכים, בידודים, סיכוכים או כיסויים. בנוסף, כבלים משוריינים זמינים לסביבות בתנאים קשים במיוחד.
כבלים מסוג Cat 5e הם כבלי הנחושת הנפוצים בשימוש כיום, אך מתקנים חדשים מעדיפים את השימוש בכבלים מסוג Cat 6 כדי לעמוד במהירויות Gigabit נדרשות ומנעד עוצמת השמע ההולך וגדל. כבלים מסוג Cat 6a הם בנוסף אפשרות לחיזוי אירועי קיצון בעתיד, הממזער את החוסר ברוחב הפס ובמנעד עוצמת השמע.
על הצוותים לגלות זהירות בעת שימוש בכבלים מנחושת כיוון שהם עשויים לגרום לגירוי של נקודות כשל פוטנציאליות עקב כניסת רעש חשמלי, הידוע גם כהפרעה בתדר האלקטרו-מגנטי או בתדר הרדיו. לאור הסיכון, כבלים אלו עשויים להגביל את קיבולת רוחב הפס ואת תשדורת האות כאשר המרחקים גדולים.
כבלי סיב אופטי: הפתרון לחיזוי עתידי
כבלים מסיב אופטי הם אידיאליים עבור סביבות תעשייתיות בהם יש צורך בפתרונות נתונים במהירות גבוהה, רוחב פס גבוה. בגלל שכבלי סיב אופטי בד”כ טובים יותר מבחינת רוחב הפס, היחלשות אות נמוכה וחסינים לגמרי לרעש חשמלי, ניתן להעביר ברשת מידע רב יותר ללא הפרעה. הם אף קטנים וקלים יותר מכבלי נחושת, עמידים ביותר ובטוחים באופן מהותי, בלי סיכון מניצוצות.
כבלי תקשורת מקומית מסוג אתר-נט (Ethernet) מסיב אופטי זמינים לשימוש בתוך ומחוץ לבית, כולל מצבים בהם יש צורך להניח את הכבלים בתוך האדמה. לדוגמה, כבלי סיב אופטי מעולים לשימוש בנקודות תמיכה בתוך הבניינים וברחבי קמפוסים עקב היכולת להתעגן לרשת האתרנט של אתר מסוים, וכן להעברת אות דיגיטלי מנקודה לנקודה (point-to-point)
שיקולים חשובים אחרים עבור כבלי סיב אופטי כוללים:
עיצובים טיפוסיים לכבלי סיב אופטי המורכבים מסיבי רב-אופן (multimode)בתצורת שפופרת חופשית, הזמינים ב”כ במבני סיבי של 2 עד 72.
כדי לטפל במקורות אור של אתרנט מסוג gigabit וכל דרישות רוחב פס שהורחבו, בחלק מהכבלים קיים שימוש בסיב שהותאם למצב אופטימלי ע”י לייזר.
כבל סיב אופטי מסחרי בסיסי “מהמדף” (COTS) עשוי שלא לעמוד בתנאי התעשייה בהינתן שהוא מיועד ליישום בארגונים גדולים. יש צורך בכבל מסיב אופטי המתוכנן עם מאפייני סיכוך כדי לפעול בסביבה תעשייתית.
להגנה מפני לחות, יש להשתמש בחומר סיכה החוסם מים ולכלול אותו במבנה הכבל.
חפשו כבלים מסיב אופטי עם דירוג מפתח של התעשייה, הכולל את IEEE 1202-2006 לעמידות בפני להבות ודירוג ארגון Underwriters Laboratories עבור סיב אופטי מגבה, שאינו מוליך (OFNR).
ארבע השאלות שיש לשאול בנוגע לכבלי נחושת
ברגע שהצוותים מבינים האם הם צריכים כבל סיב או נחושת, חשוב לשקול כמה מרכיבים פיזיים וסביבות של מערכת הכבלים. יש 4 שאלות שעל המהנדסים לשאול את עצמם לפני החלטת רכש:
1. האם יש צורך בכבל מסוכך או ללא סיכוך?
ניתן להשתמש במוצרים ללא סיכוך ברוב הסביבות, בעוד במוצרים מסוככים מומלצים בסביבות בעלות רעש גבוה. יבוצע שימוש ברדיד בד”כ להגנת שלמות האות וסינון כל הפרעה או רעש לא רצויים. כדי לספק עמידות נוספת והגנה מפני רעש, יש צורך להשתמש ברדיד/שזירה.
2. האם על מוליכי הכבל להיות סולידיים או עם גדילים? מוליכים סולידיים מתאימים לרוב סוגי ההתקנות, בעת שמוליכים עם גדילים מספקים גמישות יתרה לטיפול בחללים קטנים כמו יישומים רובוטיים או של כיפוף רציף.
3. האם עלי להשתמש בכבל מאוגד או שאינו מאוגד? צמד כבלים מאוגדים יכול לספק התנגדות כנגד קשיי התקנה ע”י שימוש בטכניקת ייצור המקבעת את הבידוד של צמד הכבלים לאורך הציר האורכי כך שלא יתפתחו פערים בין צמדי המוליך. מבנה צמד כבלים שאינו מאוגד עשוי להיות חשוף לפערים בין הצמד במהלך ההתקנה, הגורם לאי התאמות של עכבה חשמלית (impedence).
4. באיזה חומר בידוד יש להשתמש עם הכבל? כתלות בתרחיש היישום. רוב כבלי האתרנט בדירוג תעשייתי משתמש בבידוד מסוג polyolefin. בטמפרטורות קיצוניות, בידוד וסיכוך מסוג fluorinated ethylene propylene מומלץ לטמפרטורות פעולה מורחבות של בין -70°C לבין +150°C.
בכבלים העמידים לשמן ואור יום, ייעשה שימוש בד”כ בסיכוך מסוג polyvinyl chloride .
אם הכבלים נחשפו ללחות, חומר סיכה החוסם מים צריך להיות חלק ממבנה הכבל, וכן סיכוך חיצוני ופנימי מסוג polyethylene אם הכבל הונח באדמה.
כבלים להתנגדות מגז דורשים סיכוך מסוג FEP, לעומת סיכוך מסוג low-smoke zero-halogen הזמינים לסביבות בהן עשן חומצי ולהבות מהווים סיכון מהותי. סיכוך זה עוזר למנוע הרעלת עשן.
ביישומים של כיפוף רציף או רובוטיקה, כבלים בעלי סיכוך פנימי וחיצוני מסוג אלסטומר תרמו-פלסטי (TPE) מומלצים עקב הסיכונים והסיבוכים הקשורים להתקנת c-track.
הידיעה באם צריך כבלים מנחושת או מסיב אופטי וההבנה של רכיבי הכבלים הפיזיים היא קריטית להצלחת היישום שכן אלו הצעדים הראשונים להבטחת ביצועים אופטימליים בסביבות תובעניות.
במהלך תהליך בחירת המוצר, חשוב מאוד לקחת זמן להערכת השוק ולבחירת כבלים מאיכות גבוה, מקצה לקצה שיכולים לעמוד בתנאי הסביבה הקשיחים וגם להתאים לצרכי היישום הספציפי.
נקיטה בגישה טוטלית מסוג זה תגרום למערכת להפוך משולבת יותר כאשר כל המוצרים מותאמים באופן חלק כדי לספק ביצועים מיטביים בין מערכות, אמינות ועקביות באופן יומיומי.
להשוואה מעמיקה יותר בין כבלים מנחושת ומסיב אופטי עיינו במסמך: “The Case for Specifying Industrial Ethernet Cable for Harsh Environments”
בריאן שומן (Brian Shuman) הוא מנהל פרוייקט בכיר בהנדסת מוצרים במרכז Belden Engineer Center שב-Richmond, Indiana. לבריאן אחריות על התיכנון, הפיתוח, הבדיקה ותמיכה טכנית בלקוחות עבור כבלי נחושת. הוא סגן יושב הראש של קבוצת ODVA EtherNet/IP Physical Layer Special Interest Group. בנוסף, בריאן מייצג את Belden בועדת המשנה לתשתיות טלקומניקציה תעשייתית TIA TR-42.9. בנוסף בריאן הוא מעצב הפצת תקשורת דרך BISCI וחבר ב-IEEE.
בריאן מוסמך בתואר B.S.E.E מאוניברסיטת Purdue.
הכתבה נמסרה באדיבות חברת אלקטרונדארט
