Миф об нагревании экранированных кабельных системах
Существует мнение, что экранированные кабели нагреваются сильнее, чем их неэкранированные аналоги при передаче сигналов. Обычно тепло, образующееся внутри кабеля, рассеивается через изоляционный слой и защитную оболочку. Однако в условиях высокой плотности размещения кабелей в лотках, что часто наблюдается в офисных системах классифицированных кабелей (СКС), а также в серверных и центрах обработки данных (ЦОД), отвод тепла становится затруднительным, что ведет к нагреву кабелей. Следует отметить, что стандарты СКС устанавливают электрические параметры для витых пар при температуре 20°C. Превышение этой температуры приводит к увеличению затухания сигнала, что негативно сказывается на передаточных характеристиках. Этот миф требует более глубокого анализа, чтобы понять, как на самом деле происходит процесс нагревания кабелей и какие факторы на него влияют.
Во-первых, важно отметить, что экранированные кабели предназначены для передачи сигналов с минимальными потерями и помехами. Экранирование, которое обычно выполняется с использованием металлической оболочки или фольги, помогает защитить сигнал от внешних электромагнитных воздействий. Однако это не означает, что экранированные кабели сами по себе генерируют больше тепла. Тепло, возникающее в кабеле, в основном связано с его электрическими параметрами, такими как сопротивление и ток, проходящий через него.
Согласно стандартам СКС, электрические параметры кабелей из витых пар нормируются для температуры 20°С. При повышении температуры по сравнению с этой нормой происходит увеличение затухания сигнала. Это затухание, в свою очередь, может привести к ухудшению передаточных характеристик кабелей, что важно учитывать при проектировании и эксплуатации сетевой инфраструктуры. Например, если температура кабелей поднимается до 30°С или выше, это может значительно снизить качество передачи данных, вызывая проблемы с соединением и увеличивая вероятность потери пакетов.
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 стандарте ANSI/TIA-568-C.2 содержатся рекомендации по установке горизонтальных линий категории 6 в условиях повышенных температур. При температуре +40°C максимальная длина неэкранированного кабеля составляет 84 метра, а экранированного — 87 метров. При повышении температуры до +60°C максимальная длина неэкранированного кабеля сокращается до 75 метров, в то время как экранированный кабель может достигать 83 метров.
График, иллюстрирующий зависимость максимальной длины кабельной линии категории 6A от температуры для экранированных (F/UTP) и неэкранированных (UTP) кабелей, показывает, что при температуре выше 20°C экранированные кабели имеют явное преимущество. Они обеспечивают большую длину линии без ухудшения характеристик передачи по сравнению с UTP-кабелями. Не соблюдение стандартов, касающихся сокращения максимальной длины кабеля при повышенной температуре, может привести к увеличению затухания сигнала и, как следствие, к плохим результатам тестирования и сбоям в работе локальных сетей. Повышение температуры является реальной угрозой; например, температура 50°C может быть достигнута при прокладке кабеля рядом с отопительными приборами или горячими трубами.
Устойчивость кабелей к повышенным температурам становится особенно важной с учетом растущей популярности технологий дистанционного электропитания абонентских устройств по линиям структурированной кабельной системы (СКС), таких как PoE и PoE Plus. Стандарт IEEE 802.3at для PoE Plus позволяет передавать до 30 Вт мощности конечным устройствам через существующую кабельную проводку, что необходимо для сетевых камер, беспроводных точек доступа 802.11n и других устройств.
Передача как информационного сигнала, так и питания по витым парам вызывает повышение температуры проводников. Проблема усугубляется отсутствием методов контроля температуры кабельных линий, что создает необходимость в эффективном отводе тепла.
Известно, что чем больше диаметр медного проводника, тем меньше он нагревается при заданном токе. Таким образом, кабели с более толстыми проводниками способны выдерживать более высокие уровни тока. Например, для кабеля категории 6 максимально допустимая сила тока составляет 2,9 А, в то время как для категории 5E с меньшим диаметром проводников — только 2 А. Кроме того, кабели с более толстыми проводниками обеспечивают лучшие показатели по затуханию и защите от перекрестных наводок. Оптимальным вариантом для реализации технологии PoE Plus являются экранированные кабели категории 6A или 7A, которые способствуют эффективному рассеиванию тепла.
Таким образом, хотя экранированные кабели не нагреваются сами по себе больше, чем неэкранированные, условия их эксплуатации могут способствовать повышению температуры. Поэтому при проектировании СКС необходимо учитывать не только выбор кабелей, но и условия их установки. Обеспечение достаточной вентиляции и правильного распределения кабелей поможет избежать перегрева и поддерживать стабильную работу сетевой инфраструктуры.
В заключение, миф о том, что экранированные кабели нагреваются сильнее, чем неэкранированные, не имеет под собой оснований, однако важно помнить о факторах, которые могут влиять на их температуру в условиях эксплуатации. Правильное проектирование и внимание к деталям помогут избежать проблем с нагревом и обеспечат надежную работу серверного оборудования и всей системы в целом.