Con lo sviluppo della società moderna, le reti sono diventate una parte indispensabile della vita quotidiana e la trasmissione dei segnali di rete si basa su cavi di rete (comunemente noti come cavi Ethernet). Essendo un moderno complesso industriale mobile in mare aperto, l'ingegneria navale e offshore sta diventando sempre più automatizzata e intelligente. L'ambiente è più complesso, ponendo requisiti più elevati alla struttura dei cavi Ethernet e ai materiali utilizzati. Oggi introdurremo brevemente le caratteristiche strutturali, i metodi di classificazione e le principali configurazioni dei materiali dei cavi Ethernet marini.
1. Classificazione dei cavi
(1). In base alle prestazioni della trasmissione
I cavi Ethernet che utilizziamo comunemente sono in genere realizzati con strutture a doppino intrecciato con conduttori in rame, contenenti conduttori in rame a uno o più fili, materiali isolanti in PE o PO, intrecciati a coppie e poi formati da quattro coppie per formare un cavo completo. In base alle prestazioni, è possibile selezionare diverse tipologie di cavi:
Categoria 5E (CAT5E): la guaina esterna è solitamente realizzata in PVC o poliolefina priva di alogeni a bassa emissione di fumi, con una frequenza di trasmissione di 100 MHz e una velocità massima di 1000 Mbps. È ampiamente utilizzata nelle reti domestiche e aziendali.
Categoria 6 (CAT6): utilizza conduttori in rame di qualità superiore epolietilene ad alta densità (HDPE)materiale isolante, con un separatore strutturale, che aumenta la larghezza di banda a 250 MHz per una trasmissione più stabile.
Categoria 6A (CAT6A): la frequenza aumenta fino a 500 MHz, la velocità di trasmissione raggiunge i 10 Gbps, in genere utilizza nastro Mylar in alluminio come materiale di schermatura delle coppie ed è combinato con materiale di guaina privo di alogeni, a bassa emissione di fumi e ad alte prestazioni per l'uso nei data center.
Categoria 7/7A (CAT7/CAT7A): utilizza un conduttore in rame privo di ossigeno da 0,57 mm, ciascuna coppia schermata connastro Mylar in foglio di alluminio+ treccia di filo di rame stagnato, che migliora l'integrità del segnale e supporta la trasmissione ad alta velocità da 10 Gbps.
Categoria 8 (CAT8): la struttura è SFTP con schermatura a doppio strato (nastro Mylar in foglio di alluminio per ogni coppia + treccia complessiva) e la guaina è solitamente in materiale XLPO altamente ignifugo, che supporta velocità fino a 2000 MHz e 40 Gbps, adatta per connessioni tra apparecchiature nei data center.
(2). Secondo la struttura di schermatura
A seconda che nella struttura vengano utilizzati materiali di schermatura, i cavi Ethernet possono essere suddivisi in:
UTP (Unshielded Twisted Pair): utilizza solo materiale isolante in PO o HDPE senza schermatura aggiuntiva, basso costo, adatto ad ambienti con interferenze elettromagnetiche minime.
STP (Shielded Twisted Pair): utilizza un nastro di alluminio Mylar o una treccia di fili di rame come materiale di schermatura, migliorando la resistenza alle interferenze e adatta ad ambienti elettromagnetici complessi.
I cavi Ethernet marini sono spesso soggetti a forti interferenze elettromagnetiche, che richiedono strutture di schermatura più elevate. Le configurazioni più comuni includono:
F/UTP: utilizza un nastro Mylar in alluminio come strato di schermatura complessivo, adatto per CAT5E e CAT6, comunemente utilizzato nei sistemi di controllo di bordo.
SF/UTP: nastro Mylar in foglio di alluminio + schermatura in treccia di rame nudo, che aumenta la resistenza EMI complessiva, comunemente utilizzato per la trasmissione di segnali ed energia in ambito navale.
S/FTP: Ogni doppino intrecciato utilizza un nastro Mylar in alluminio per la schermatura individuale, con uno strato esterno di treccia di fili di rame per la schermatura complessiva, abbinato a una guaina in XLPO ad alta resistenza alla fiamma. Questa è una struttura comune per i cavi CAT6A e superiori.
2. Differenze nei cavi Ethernet marini
Rispetto ai cavi Ethernet terrestri, i cavi Ethernet marini presentano nette differenze nella selezione dei materiali e nella progettazione strutturale. A causa delle difficili condizioni ambientali marine – elevata nebbia salina, elevata umidità, forti interferenze elettromagnetiche, intense radiazioni UV e infiammabilità – i materiali dei cavi devono soddisfare standard più elevati in termini di sicurezza, durata e prestazioni meccaniche.
(1). Requisiti standard
I cavi Ethernet marini sono generalmente progettati secondo gli standard IEC 61156-5 e IEC 61156-6. Il cablaggio orizzontale utilizza in genere conduttori in rame solido combinati con materiali isolanti in HDPE per ottenere una migliore distanza di trasmissione e stabilità; i cavi di collegamento nelle sale dati utilizzano conduttori in rame intrecciati con isolamento in PO o PE più morbido per facilitare il passaggio in spazi ristretti.
(2). Resistenza alla fiamma e al fuoco
Per prevenire la propagazione degli incendi, i cavi Ethernet marini utilizzano spesso materiali poliolefinici ignifughi a bassa emissione di fumi e privi di alogeni (come LSZH, XLPO, ecc.) per la guaina, conformi agli standard IEC 60332 (ignifugo), IEC 60754 (privo di alogeni) e IEC 61034 (a bassa emissione di fumi). Per i sistemi critici, vengono aggiunti nastro di mica e altri materiali ignifughi per soddisfare gli standard IEC 60331, garantendo il mantenimento delle funzioni di comunicazione in caso di incendio.
(3). Resistenza all'olio, resistenza alla corrosione e struttura dell'armatura
Nelle unità offshore come FPSO e draghe, i cavi Ethernet sono spesso esposti a petrolio e agenti corrosivi. Per migliorare la durata della guaina, vengono utilizzati materiali di guaina in poliolefina reticolata (SHF2) o materiali SHF2 MUD resistenti al fango, conformi agli standard di resistenza chimica NEK 606. Per migliorare ulteriormente la resistenza meccanica, i cavi possono essere armati con una treccia di filo di acciaio zincato (GSWB) o una treccia di filo di rame stagnato (TCWB), che fornisce resistenza alla compressione e alla trazione, oltre a schermatura elettromagnetica per proteggere l'integrità del segnale.
(4). Resistenza ai raggi UV e prestazioni di invecchiamento
I cavi Ethernet marini sono spesso esposti alla luce solare diretta, quindi i materiali della guaina devono avere un'eccellente resistenza ai raggi UV. In genere, viene utilizzata una guaina in poliolefina con carbon black o additivi resistenti ai raggi UV, testata secondo gli standard UL1581 o ASTM G154-16 per garantire stabilità fisica e una maggiore durata in ambienti con elevata intensità UV.
In sintesi, ogni livello di progettazione di un cavo Ethernet marino è strettamente legato all'attenta selezione dei materiali. Conduttori in rame di alta qualità, materiali isolanti in HDPE o PO, nastro Mylar in alluminio, treccia di filo di rame, nastro in mica, materiale di guaina in XLPO e materiali di guaina SHF2 formano insieme un sistema di cavi di comunicazione in grado di resistere alle difficili condizioni ambientali marine. Come fornitori di materiali per cavi, comprendiamo l'importanza della qualità dei materiali per le prestazioni dell'intero cavo e ci impegniamo a fornire soluzioni affidabili, sicure e ad alte prestazioni per i settori marittimo e offshore.
Data di pubblicazione: 16-06-2025