Cavi Ethernet schermati: principali classi di schermatura dei cavi

I cavi Ethernet schermati impiegati in ambienti industriali con un’elevata presenza di disturbi, richiedono schermatura di qualità elevata e una maggiore precisione in fase di costruzione. Conoscere le tipologie di schermature disponibili oggi sul mercato è fondamentale per evitare problemi legati alla compatibilità elettromagnetica.

Negli ultimi anni le reti industriali basate su protocolli ethernet stanno crescendo in modo esponenziale così come la mole di dati che transita all’interno di esse. Sempre più nodi e sempre più applicazioni collegate tra loro impongono cicliche attività di  monitoraggio del traffico dati e di troubleshooting. È proprio quando si effettua questo tipo di attività che, tra le tipiche problematiche, emerge quella relativa alla compatibilità elettromagnetica: molto spesso è dovuta all’errata scelta ed installazione dei cavi ethernet schermati utilizzati nel cablaggio delle varie applicazioni presenti nella rete.

I campi elettromagnetici disturbano i segnali elettrici trasmessi sui cavi ethernet fino a rendere l’informazione "incomprensibile". In ambito industriale, una delle maggiori fonti di correnti ad alta frequenza, tra le cause principali dell’interferenza EMC, è la crescente presenza di servomotori. È importante quindi "difendere", attraverso un’adeguata schermatura, i dati trasmessi su cavi in rame a coppie twistate, al fine di evitare di danneggiare l'informazione e garantirne così l’affidabilità.

Ad oggi esistono diversi tipi di schermature per i cavi ethernet in ambito industriale, di seguito una panoramica che le illustra nel dettaglio. Per ogni tipo di schermatura sono presenti degli esempi di cavi ethernet e dei loro relativi campi di impiego. Il tipo di schermatura, unita alle caratteristiche specifiche del cavo, costituisce il binomio di riferimento per la scelta migliore in base alla destinazione d’uso del cavo ethernet industriale.

Schermatura sul totale ma non sulle coppie:

● S/UTP: Screened, Unshielded Twisted Pair - schermatura con calza di rame

Costruito con una schermatura che offre una protezione contro le interferenze, il cavo ETHERLINE® Cat.5e FD, per l’impiego in catene portacavi, è  perfetto per soddisfare le esigenze di applicazioni che implicano elevati stress dinamici.  Disponibile nella versione a 2 e a 4 coppie, l’ETHERLINE® Cat.5e è inoltre idoneo ad applicazioni EtherCAT e EtherNet/IP.

● F/UTP: Foiled, Unshielded Twisted Pair - schermatura con foglio di alluminio

Il cavo ETHERLINE® LAN 350 Cat.6, per cablaggio strutturato secondo EN 50173 e ISO/IEC 11801 nella sua versione F/UTP 4x2xAWG23/1, offre una schermatura in foglio di alluminio sul totale. Perfetto per l’impiego in edifici, il tipo di schermatura garantisce la protezione migliore da interferenze per l’uso in posa fissa nel cablaggio strutturato sia orizzontale che verticale (dorsale o backbone).

● SF/UTP: Screened Foiled, Unshielded Twisted Pair - sia calza in rame che foglio in alluminio

Questo tipo di schermatura è presente in molti cavi della famiglia ETHERLINE®, tra questi troviamo i Cat.5e per posa fissa e i Cat.5e Flex per posa mobile. Entrambi godono di una schermatura che offre un’alta protezione e che rende questi cavi adatti all’impiego nel bordo macchina con forte presenza di disturbi elettromagnetici

Schermatura sul totale e sulle singole coppie:

●     S/FTP: Screened, Foiled Twisted Pair: la costruzione prevede il foglio di alluminio sulle singole coppie e la calza di rame sul totale del cavo.

Quando l’infrastruttura di rete richiede un cablaggio ad alte performance, è necessario salire di categoria rispetto alle precedenti soluzioni e utilizzare un cavo di Categoria 7. L’ ETHERLINE® Cat.7 FLEX, adatto per l’impiego nel bordo macchina e perfetto per l’utilizzo sulle dorsali, offre un tipo di schermatura S/FTP che garantisce un’elevata protezione dai disturbi elettromagnetici. Tra i molti cavi con questo tipo di schermatura è presente anche l’ETHERLINE® HEAT 6722. Questo cavo di Categoria 6A, conforme anche alle linee guida PROFINET, è specifico per l’utilizzo in applicazioni su autobus o mezzi di trasporto pubblico, secondo ISO 6722 ed ECE-R118.

La calza in rame e il foglio d’alluminio hanno capacità schermanti diverse in base alla frequenza del disturbo su cui vengono sollecitate: la calza in rame funziona meglio alle basse frequenze mentre il foglio in alluminio ha performance migliori sulle alte frequenze. La combinazione delle due significa creare la miglior barriera possibile per un ampio spettro di frequenze.

Quando il foglio d’alluminio viene utilizzato anche sulle singole coppie, come nel caso della schermatura S/FTP (tipica dei cavi più performanti come i cavi ethernet cat. 6a o superiore), ha un duplice scopo: oltre a proteggere da fonti di disturbo esterne ha il compito di evitare che il campo magnetico generato dalle singole coppie alle alte frequenze disturbi le coppie che le stanno vicino.

Quando ci si trova a dover scegliere tra diversi cavi ethernet schermati, è bene accertarsi che il grado di copertura della calza in rame sia almeno del 75%: questo dato è rintracciabile all’interno del datasheet del cavo stesso ed è un valore molto importante per potersi assicurare una buona protezione dai campi elettromagnetici.

Sul mercato esistono molte tipologie di cavi ethernet schermati ed è importante tenere in considerazione diversi parametri per trovare la soluzione migliore per la propria applicazione. I LAPP Expert guidano i clienti in questa scelta al fine di individuare il cavo più adatto in base alla sua destinazione di impiego.