【工业以太网连载五】工业以太网的安装，接地抗干扰设计指南

布线问题

　　和所有网络一样，电缆的优劣直接影响工业以太网的优劣。而且除了高电磁干扰(EMI)，工业环境中还经常有某种等级的温度、粉尘、湿度以及其他在家庭和办公环境中不常见的影响因素。

　　选择电缆？在办公室内，商业等级的电缆，例如5类电缆适合于100MB网络。根据ANSI/TIA-1005标准所述，6类电缆或者更好的电缆可以用于工业环境中的主机或者设备连接。

　　6类电缆能够在100米的范围内实现1GB网络，55米范围内实现10GB网络。7类电缆可以在100米范围内实现10GB网络。

　　相比于5类电缆，6类电缆不易受串扰和外部EMI噪声影响。工业以太网电缆的设计能够抵御更加严酷的工业环境对电缆的物理侵蚀。在安装6类电缆时，确保RJ45接口和插座也能够达到6类等级。另一方面，高温可能会使电缆中所使用的塑料性能降级，应根据预期的温度敷设相应的电缆。电缆温度额定值并不是唯一的考虑因素。在 20℃以上时，每增加1℃，6类电缆的衰减会增加0.4%。在60℃时，衰减可能会增加16%。
铜缆安装需遵守以下常见事项：

* 剥线的长度尽可能短；

* 电缆的弯曲不能小于90度；

* 电缆弯曲的半径应当至少是电缆直径的四倍；

* 不要扭曲、拉伸电缆；

* 固定电缆时，不要挤压电缆；

* 电缆两端的屏蔽层要等电势连接，使用尽可能多的屏蔽层，保证小阻抗；

* 解开双绞的线长不超过13mm；

* 几根电缆的屏蔽层等电势连接到同一点。

选择光纤？可分为：单模光纤和多模光纤。

单模光纤和多模光纤

多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传输多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般1-2公里。

单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传输一种模式的光。因此其模间色散很小，适用于远程通信10-20公里。但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。

光缆安装需遵守以下常见事项：

* 光缆不能环行，避免扭曲。

* 光缆不能走急弯，不能扭曲。

* 光缆的最小弯曲量在任何时候都不要超过，包括安装期间。

* 光缆的最小张紧负荷在任何时候都不要超过。

* 禁止挤压光缆，例如把光缆推进线缆槽。

* 光缆铺设，不管在安装还是今后的运营中都应避免受机械张力。

* 光缆长度应当留有余量，以备线缆柜、补丁段和焊接/转换点用。

* 光缆地下安装时，必须在其上方30-40cm处铺设警示带。

　　电缆、屏蔽、接地回路

　　一些应用场合需要做屏蔽，但是如果屏蔽电缆安装不当，那么会适得其反。

　　当超出保护套管时，屏蔽以太网电缆在EMI环境中的性能更好。良好的接地是使用屏蔽电缆的关键。一个接地参考点是关键中的关键。多个接地连接会形成接地回路，不同接地连接处电势的不同会在电缆中引入噪声。

　　接地回路会给你的网络带来巨大的破坏，为了解决这个问题，只在电缆的一端使用接地RJ45接口接地电阻小于1欧姆，另一端使用绝缘的RJ45接口以消除接地回路的可能性。

　　如果以太网电缆与电源电缆交叉布线，那么交叉角度颇有讲究。将并列的以太网电缆和电源电缆相隔至少8到12英寸，如果电压较高或者并列距离较长，那么这个间隔距离应该更大。如果以太网电缆在金属沟槽或者套管内走线，那么相邻的沟槽或者套管必须连接在一起以实现电气连续性。

　　大体来讲，以太网电缆尽量远离能够产生EMI的设备，例如电机、电机控制设备、照明设备、带电导体等。在面板上，以太网电缆与连接器间隔至少2英寸。当电缆远离EMI干扰源时，遵循推荐的电缆弯曲半径。