Anmerkungen zu Ethernet-Komponenten - Kabel
Die EN50173-1, Kap. 7 fordert zur Einhaltung der Konformität die Verwendung von Kabeln nach EN50288, verdrillte Adern, eng.: twisted pair. Darin sind geschirmte und ungeschirmte Kabel enthalten. Da für EtherCAT-Kabelverbindungen geschirmte Verkabelung empfohlen wird, wird diese im Folgenden ausschließlich behandelt.
Die dafür maßgebliche Norm EN50288-2 enthält für starre und flexible Kabel Unterkapitel. Für beide Kabel ist ein paarig verseilter oder Sternvierer als Kabelaufbau erlaubt. Sternvierer ist vorteilhafter: mechanisch stabiler (bewegte Anwendung, Querdruckfestigkeit), weniger Platzbedarf, bessere NEXT-Werte.
Diese Normen enthalten z.B. folgende Angaben:
EN50288-2-1
- Zweck: geschirmte Kabel -100 MHz, festverlegt für Horizontal/Steigbereich
- "starrer Drahtaufbau", Leiter aus massivem Kupfer
- Querschnitt entspricht ca. AWG24..21
- Einfügedämpfung max. 21,3 dB/100m @100Mhz
- Gleichstromschleifenwiderstand < 19 Ω/100m
EN50288-2-2
- Zweck: geschirmte Kabel -100 MHz, Geräteanschlusskabel
- "flexibler Drahtaufbau", engl.: stranded wire - Leiter ein- oder mehrdrähtig
muss aus 7 Drähten bestehen - Einfügedämpfung max. 32 dB/100m @100Mhz
- Gleichstromschleifenwiderstand < 29 Ω/100m
Die Angaben gelten für 20°C.
Kabel können vom Hersteller nach der MICE-Klassifizierung nach EN50173-1, Kap. 5 bzw. Anh. G für die dort genannten Umgebungsbedingungen freigegeben werden.
 | Patchkabel & Dämpfung Wie in den technischen Daten oben zu erkennen, ist es nicht möglich, mit einem nach EN50288-2-2 zertifizierten "Patch"kabel einen EN50173-Klasse-D-Channel mit seiner zulässigen Einfügedämpfung von 24 dB/100m @ 100MHz zu erreichen.Die Verwendung von Patch-Kabeln (nach EN50288-2-2) mit einer Länge von mehr als 10 Metern bzw. eine Aneinanderreihung solcher Kabel ist nur in Berücksichtigung der technologischen Einschränkungen vorzusehen |
In der Kombination Kabel und Stecker ist in EN50173-1, Kap. 9 die Klasse der fertig konfektionierten "Patchkabel"/Cords/Schnüre mit zulässigen Grenzwerten definiert.
Die IEC61784-5-12 nimmt in ihrem „Installationsprofil für EtherCAT-Netzwerke“ darauf Bezug indem sie eine maximale Verbindungslänge von 100 m unter Verwendung von AWG22-Kabel (Anmerkung: Typ EN50288-2-1) angibt.
| Schirmung Ein vorhandener Schirm erhöht ggf. u.a. die Einfügedämpfung eines Kabels. Dieser Effekt wird nur bei großen Längen bemerkbar sein. Scheitert deshalb die Abnahme einer Kabelstrecke, ist z.B. der Verwendung größerer Aderquerschnitte anstatt des Verzichts auf das geschirmte Kabel der Vorzug zu geben.Ein Schirm verbessert die Rückflussdämpfung RL. |
| "Similar to Cat.5" Da die Kabelentwicklung seit der Entstehung dieser Normen technologische Fortschritte vollzogen hat, sind mittlerweile zahlreiche zur Ethernet-Kommunikation taugliche Kabel am Markt verfügbar, welche • die geforderten elektrischen Eigenschaften im Rahmen der EN50173ff als Vorgabe haben • einzelne (mechanische) Spezifika nach EN50288 aber nicht einhalten bzw. übertreffenSolche Kabel sind z.B. durch die Kennung „Similar to Cat.5“ im Datenblatt ausgezeichnet und können nach Herstellervorgabe verwendet werden – dann liegt eine anwenderspezifische Verkabelung vor, die ggf. einem Zertifizierungstest nach der Installation unterzogen werden sollte. Solche Kabel sind z.B. durch die Kennung „Similar to Cat.5“ im Datenblatt ausgezeichnet und können nach Herstellervorgabe verwendet werden – dann liegt eine anwenderspezifische Verkabelung vor, die ggf. einem Zertifizierungstest nach der Installation unterzogen werden sollte |
Kabelaufbau
Nach AWG (American Wire Gage) bemessene Durchmesser werden als AWGxx/y angegeben: xx = AWG-Zahl, y=Anzahl Adern.
Beispiel:
- AWG22/1 bedeutet 1 Ader, Durchmesser AWG22.
- AWG22/7 bedeutet 7 Adern, Gesamtquerschnitt entspricht AWG22.
Der Kabelaufbau wird nach ISO/IEC11801 wie folgt angegeben:
| Kabelaufbau Die Verwendung ausschließlich gesamt geschirmter Übertragungsstrecken wird empfohlen, z.B. SF/FTP, S/FTP oder SF/UTP.Es ist auf korrekte Schirmanbindung in den Endgeräten zu achten. Es sind die Hinweise dazu zu beachten. |
Aufgrund der automatischen Leitungserkennung (Auto-Crossing) können zwischen EtherCAT-Geräten von Beckhoff sowohl symmetrisch (1:1) belegte, wie gekreuzte Leitungen (Cross-Over) verwendet werden.