СКС (структурированная кабельная система)

Существует мнение, что экранированные кабели при передаче по ним сигналов нагреваются сильнее, чем неэкранированные аналоги. Обычно тепло, генерируемое внутри кабеля, рассеивается через изоляционный слой и защитную оболочку. Однако при высокой плотности размещения кабелей в лотках, характерной для некоторых участков офисных СКС, а также для серверных и ЦОДов, отвод тепла затрудняется, что приводит к нагреву кабелей. Важно отметить, что стандарты СКС нормируют электрические параметры кабелей из витых пар для температуры 20°С. При температурах выше 20°С увеличивается затухание сигнала в кабелях, что приводит к ухудшению их передаточных характеристик.

     Однако на самом деле экранированные кабельные линии лучше справляются с отводом тепла, чем неэкранированные. Объясняется это просто: металл обладает большей теплопроводностью по сравнению с материалом полимерной оболочки. Практические испытания легко подтверждают это. Экранированные кабели эффективнее рассеивают тепло и меньше нагреваются, причем наилучшими показателями обладают дважды экранированные кабели с индивидуальным экранированием пар.

     Действующие стандарты СКС описывают температурную зависимость допустимой длины кабельной линии в горизонтальной подсистеме при повышении температуры окружающей среды более 20ºC. Международный стандарт ISO/IEC 11801:2002 содержит поправочный коэффициент для расчета максимальной длины линейного кабеля: «При повышении температуры окружающей среды выше 20 °C, максимальная длина горизонтального кабеля уменьшается на:

• 0.2% на каждый °C (в диапазоне от 20 до 60°C) для экранированных кабелей;
• 0.4% на °C (от 20 до 40°C) и 0.6% на °C (от 40 до 60°C) для неэкранированных кабелей».

     В американском стандарте ANSI/TIA-568-C.2 даны аналогичные рекомендации по инсталляции горизонтальных линий категории 6 в условиях повышенной температуры окружающей среды: при температуре + 40°С максимальная длина неэкранированного кабеля составляет 84 м, экранированного — 87 м. При температуре + 60°С максимальная длина неэкранированного кабеля составляет 75 м, экранированного — 83 м.

     Зависимость максимальной длины кабельной линии Категории 6А от температуры окружающей среды для экранированных (F/UTP) и неэкранированных (UTP) кабелей приведена на графике (см. ниже).

     Как видно из графика, в случае эксплуатации кабельной системы при температуре воздуха выше 20°C преимущество имеют экранированные кабели, т.к. по сравнению с кабелями UTP они обеспечивают большую длину линии без деградации передаточных характеристик. Игнорирование требований стандартов в части уменьшения максимальной длины линейного кабеля при повышенной температуре окружающей среды приведет к увеличению затухания в кабеле и, как следствие, к отрицательным результатам тестирования, а также, что намного хуже, сбоям в работе ЛВС. А повышение температуры – вещь вполне реальная. Например, температура 50°C легко достигается при прокладке кабеля в непосредственной близости от батарей отопления, труб с горячей водой и т.д.

     Лучшая устойчивость кабелей к повышению температуры является важной также для получающего все большее распространение дистанционного электропитания абонентских устройств по линиям СКС (технологии PoE и PoE Plus). Стандарт IEEE 802.3at на PoE Plus регламентирует передачу до 30 Вт мощности оконечному оборудованию по существующей кабельной проводке для питания таких устройств, как сетевые камеры систем безопасности, беспроводные точки доступа 802.11n, коммутаторы Ethernet для небольших сетей, тонкие клиенты, ЖК-дисплеи и т.д.

     Одновременная передача информационного сигнала и питания по кабелю из витых пар приводит к росту температуры проводников. Проблема осложняется тем, что на текущий момент не существует методики контроля температуры кабельных линий. Возникает потребность в эффективном отводе тепла.

     Хорошо известно: чем больше диаметр медного проводника, тем меньше он нагревается при заданном значении тока. Поэтому кабель с проводниками большего диаметра способен поддерживать более высокий уровень предельной силы тока. Например, для кабеля категории 6 максимально допустимая сила тока равна 2,9 А, для категории 5Е (c меньшим диаметром проводников) — 2 А. Помимо устойчивости к более высоким температурам, кабели с проводниками большего диаметра лучше и по другим важным параметрам, таким, как затухание и защищенность от перекрестных наводок. Оптимальным решением для реализации технологии PoE Plus будет использование экранированных кабельных линий категории 6А или 7А, обеспечивающих эффективное рассеивание тепла.