Afgeschermde vs. onafgeschermde Ethernet: UTP, FTP, STP

Afgeschermde en onafgeschermde Ethernetkabel dragen hetzelfde signaal op dezelfde vier getwiste paren. Het verschil is een geleidende laag rond de paren, en die laag doet alleen iets wanneer deze aan beide uiteinden wordt verbonden met aarde via afgeschermde jacks, pluggen en patchpanelen. In een normale huis- of kantooromgeving is onafgeschermde twisted pair (UTP) de juiste keuze; afscherming is voor specifieke omgevingen en moet als een compleet systeem worden geïnstalleerd.

Wat de ISO-namen werkelijk betekenen

ISO/IEC 11801 schrijft afscherming als twee letters gescheiden door een schuine streep: de eerste is de algemene afscherming, de tweede is de afscherming op elk paar. TP betekent twisted pair.

Dus “STP” op een productpagina is geen standaardnaam. Het betekent meestal F/UTP of S/FTP. De letters vertellen wat er werkelijk in de mantel zit.

Wanneer afscherming helpt

Een afscherming blokkeert elektrische ruis van buiten de kabel en vermindert wat de paren uitstralen. Dat is belangrijk op een paar plaatsen:

• Industriële gebieden met motoren, drives en lasapparatuur.
• Kabelgoten gedeeld met stroomgeleiders, of trajecten dicht bij frequentieomvormers.
• Datacenters waar veel kabels strak gebundeld zijn en alien crosstalk tussen hen de beperkende factor is.
• Locaties met een gedocumenteerde eis voor elektromagnetische compatibiliteit.

In een huis of een klein kantoor zijn de ruisbronnen meestal niet sterk genoeg om een verbinding te verstoren. De grotere risico’s zijn slechte terminaties, lange trajecten en goedkope kabel, niet het ontbreken van een afscherming.

Wat een afgeschermd traject van begin tot eind nodig heeft

Een afscherming is een continue geleider. Als deze ergens onderbroken is, of zwevend blijft, blokkeert deze geen ruis en kan deze als antenne werken die ruis in de paren koppelt. Een werkend afgeschermd kanaal vereist:

• Overal afgeschermde kabel, zonder onafgeschermde patchkabels.
• Afgeschermde jacks, pluggen en patchpanelen.
• De afscherming verbonden met aarde bij de apparatuur, via het paneel en de jack.
• Dezelfde aardingspraktijk aan beide uiteinden van het kanaal.

Het mengen van afgeschermde kabel met onafgeschermde patchkabels, of met een onafgeschermd patchpaneel, onderbreekt het pad en biedt geen voordeel. In veel kleine installaties wordt de afscherming eenvoudigweg niet aangesloten, wat slechter is dan vanaf het begin UTP gebruiken.

Welke categorie bij welke afscherming

Afscherming staat los van de categorie. Cat5e, Cat6 en Cat6a zijn allemaal zowel afgeschermd als onafgeschermd verkrijgbaar, en de snelheids- en afstandslimieten veranderen niet door de afscherming. Cat6 is gespecificeerd tot 250 MHz en ondersteunt 10GBASE-T tot 55 m (180 ft), en slechts 37 m (121 ft) waar veel kabels gebundeld lopen. Cat6a is gespecificeerd tot 500 MHz en ondersteunt 10 Gbps over de volledige 100 m (328 ft). Het 100 m (328 ft) kanaal bestaat uit maximaal 90 m (295 ft) permanente bekabeling plus maximaal 10 m (33 ft) patch- en apparatuurkabels. Als je een categorie kiest, zie Cat5e vs Cat6 vs Cat6a: welke moet je kopen.

Afgeschermde Cat6a is de gebruikelijke keuze waar afscherming vereist is, omdat de hogere frequentie en strakkere bundeling crosstalk tot de beperkende factor maken. Voor een enkel traject in een huis is onafgeschermde Cat6 of Cat6a eenvoudiger en presteert hetzelfde bij de betrokken snelheden.

Heb je afgeschermde Cat6 nodig?

Stel drie vragen:

1. Is er een bekende ruisbron in de buurt van de kabel, zoals een drive of een motor?
2. Deelt de kabel een traject met stroomgeleiders over een lange afstand?
3. Is er een specificatie of contract dat afgeschermde kabel vereist?

Als het antwoord op alle drie nee is, is onafgeschermde kabel de juiste keuze. Als een antwoord ja is, plan dan een volledig afgeschermd systeem, inclusief het patchpaneel, jacks en kabels, en bevestig hoe de afscherming wordt geaard. Een afscherming die niet is geaard, doet niets.

Geleiders, mantels en de rest van de kabel

Afscherming is slechts een deel van de constructie. De geleiders moeten massief koper zijn voor horizontale trajecten en soepel koper voor patchkabels. Koperbekleed aluminium (CCA) voldoet niet aan de TIA-categoriestandaarden: het heeft een hogere weerstand, is bros bij buigen en wordt heter onder PoE. Categoriekabel is massief of soepel koper.

Voor trajecten in muren is de brandclassificatie van de mantel belangrijker dan de afscherming. In de VS zijn NEC-classificaties CMP (plenum), CMR (riser), CM of CMG (algemeen gebruik) en CMX (beperkt residentieel). Een hogere classificatie kan een lagere vervangen. In de EU wordt de brandprestatie van kabel geclassificeerd onder de Construction Products Regulation met Euroclasses zoals Eca, Dca, Cca en B2ca, en LSZH-mantels zijn gebruikelijk. Buitenkabel heeft een UV-bestendige mantel nodig, en direct-burial kabel is gelgevuld of gevuld; binnenkabel is voor geen van beide geschikt. Netspanningwerk is een taak voor een erkend elektricien, en de NEC vraagt ten minste 50 mm (2 in) tussen communicatiekabel en netspanningsgeleiders, tenzij een barrière hen scheidt.

Wat er misgaat

• Een afscherming die niet is geaard. Deze biedt geen bescherming en kan ruis opvangen. Als je deze niet goed aan beide uiteinden kunt aarden, gebruik UTP.
• Afgeschermde en onafgeschermde onderdelen mengen. Eén onafgeschermde patchkabel onderbreekt het afschermingspad voor het hele kanaal.
• “STP” kopen zonder de letters te controleren. De kabel kan F/UTP of S/FTP zijn, en de jacks en panelen moeten overeenkomen.
• Aannemen dat afscherming de snelheid verhoogt. Dat doet het niet. Afgeschermde Cat6 ondersteunt nog steeds 10GBASE-T tot 55 m (180 ft), en afgeschermde Cat6a ondersteunt het nog steeds tot 100 m (328 ft).
• De 100 m kanaallimiet negeren. De limiet geldt voor elke snelheid van 10 Mbps tot 10 Gbps op de overeenkomstige categorie, en wordt bepaald door signaalverlies en timing, niet door de afscherming.
• CCA-kabel gebruiken. Deze voldoet niet aan de categoriestandaarden en mag nooit PoE voeren.
• Lange ongetwiste uiteinden. Paaronttwisting bij een terminatie mag niet meer dan 13 mm (0,5 in) zijn voor Cat5e en hoger.
• Strakke bochten en hard trekken. De installatiebuigstraal voor 4-pairs UTP is ten minste 4 keer de buitendiameter van de kabel, en de maximale trekkracht is 25 lbf (110 N).

Testen en labelen

Een continuïteits- of wiremap-tester vindt onderbrekingen, kortsluitingen, gekruiste draden en omgekeerde paren. Split pairs slagen voor een eenvoudige continuïteitstest en vereisen een tester die crosstalk meet. Kwalificatietesters controleren of een verbinding een bepaalde snelheid ondersteunt. Certificeringstesters meten de verbinding tegen de TIA-categorielimieten, wat de enige manier is om te bewijzen dat een verbinding voldoet aan Cat6 of Cat6a. Een TDR toont de afstand tot een fout. Label beide uiteinden van elke kabel, volgens ANSI/TIA-606.

Kiezen in de praktijk

Voor een huis, een klein kantoor of een typische commerciële inrichting is onafgeschermde Cat6 of Cat6a het standaardantwoord. Het is eenvoudiger te termineren, vereist geen aardingsplan en voldoet aan dezelfde snelheids- en afstandslimieten. Kies afgeschermde kabel wanneer er een echte ruisbron is, een gedeeld traject met stroom, of een specificatie die het vereist, en installeer het dan als een compleet afgeschermd systeem. Als je nog steeds een categorie aan het kiezen bent, zet de pagina Ethernetkabelcategorieën uitgelegd: Cat5e tot Cat8 de frequentieclassificaties en de snelheden uiteen die elk ondersteunt.