Wie kann elektrisches Rauschen im Netzwerk reduziert werden?

Sowohl in der Welt des persönlichen Komforts als auch in elektronischen Schaltkreisen kann das Vorhandensein von „Rauschen“ sehr störend sein. Diese Störungen, oft als elektrisches Rauschen bezeichnet, sind unerwünschte und störende Interferenzen in elektrischen Signalen. Sie stellen beispielsweise in Niederspannungsschaltkreisen eine erhebliche Herausforderung dar und können zu frustrierenden Problemen wie einer schlechten Datenübertragung führen.

Wenn Sie elektrische Störungen nicht kennen, sind Sie hier richtig. Dieser Artikel befasst sich mit der Reduzierung elektrischer Störungen für ein stabiles und zuverlässiges Netzwerk.

Was ist elektrisches Rauschen?

Elektrisches Rauschen sind unerwünschte Signale, die durch mehr oder weniger zufällige oder systematische elektrische Signale in elektrischen Schaltkreisen entstehen. Daten- und Signalkreise, die mit relativ niedriger Spannung arbeiten und gleichzeitig hohe Geschwindigkeiten liefern, sind besonders anfällig für elektrisches Rauschen. Je niedriger die Spannung, desto anfälliger ist der Schaltkreis für Rauschen. Elektrisches Rauschen führt zu Spannungsschwankungen und beeinträchtigt die Datenübertragung.

Es gibt vier gängige Rauschkopplungstypen. Sie sind etwas kompliziert, deshalb erklären wir sie auf einfache Weise.

• Leitfähige Kopplung: Leitfähige Kopplung tritt auf, wenn das Rauschen über eine direkte Verbindung eingekoppelt wird. Dies kann passieren, wenn Drähte auf einer Leiterplatte zu nahe beieinander liegen oder dieselbe Masse oder Leiter verwenden.
• Induktive Kopplung: Jeder stromdurchflossene Leiter ist bekanntlich von einem Magnetfeld umgeben. Daher kann der Stromfluss in einem Leiter eine Spannung in einem benachbarten Leiter induzieren, was ebenfalls eine Störquelle darstellen kann.
• Kapazitive Kopplung: Kapazitive Kopplung bezeichnet üblicherweise elektrostatisches Rauschen, das durch das elektrische Feld zwischen zwei Leitern verursacht wird. Kapazität ist in jedem Schaltkreis vorhanden. Je höher die Frequenz, desto größer das Potenzial der kapazitiven Kopplung.
• Strahlungskopplung : Strahlungskopplung, auch bekannt als elektromagnetische Interferenz (EMI) oder Hochfrequenzinterferenz (RFI), tritt üblicherweise auf, wenn Störsignal und Störquelle etwas voneinander entfernt sind. Sie entsteht, wenn elektromagnetische Wellen, die von einem Schaltkreis erzeugt werden, durch die Luft wandern und in einem anderen Schaltkreis Spannung induzieren. Die Geräte in der Nähe vieler elektronischer Geräte werden durch elektromagnetische Felder beeinflusst.

Auswirkungen des elektrischen Rauschens

Elektrisches Rauschen kann die Qualität und Zuverlässigkeit elektrischer Signale und der Datenübertragung beeinträchtigen. Eine der häufigsten Folgen von elektrischem Rauschen ist eine verminderte Signalqualität, die die Unterscheidung der Störsignale erschwert. Darüber hinaus kann elektrisches Rauschen zu langsameren Datenübertragungsraten, erhöhtem Paketverlust, Netzwerklatenz und verringerter Effizienz führen. Darüber hinaus erschwert es die Behebung von Netzwerkproblemen und macht sie zu einer mühsameren Aufgabe.

5 Möglichkeiten zur Reduzierung elektrischer Störungen

Obwohl sich Rauschen nie vollständig vermeiden lässt, gibt es einige Methoden, um elektrisches Rauschen zu reduzieren. Wie können die Auswirkungen von elektrischem Rauschen effektiv gemindert werden, um eine stabile Netzwerkübertragung zu gewährleisten? Hier sind einige nützliche Methoden.

Verwenden Sie abgeschirmte Kabel

Manche fragen sich vielleicht, ob der Kabelmantel dazu beitragen kann, elektrische Störungen zu reduzieren. Die Antwort lautet: Ein Kabelmantel kann das Kabel zwar vor Korrosion und Abrieb schützen, kann aber nicht zur Geräuschminderung beitragen.

Netzwerkkabel lassen sich in geschirmte und ungeschirmte Typen unterteilen. Geschirmte Ethernet-Kabel verfügen über eine zusätzliche Schicht Abschirmmaterial, typischerweise Metall. Die Abschirmung umhüllt den Innenleiter und wirkt als Barriere gegen elektromagnetische Störungen (EMI) und Hochfrequenzstörungen (RFI). Geschirmte Kabel eignen sich besonders für Umgebungen mit vielen elektronischen Geräten.

Verwenden Sie Twisted Pair-Kabel

Warum sind Ethernet-Kabel innen verdrillt? Hier finden Sie die Antwort. Die Hauptfunktion von Verdrillungen besteht darin, Störungen zu reduzieren. Jeder Leiter hat ein ungleiches elektromagnetisches Feld, was bedeutet, dass ein Leiter einen anderen beeinflussen kann. Ethernet-Kabel bestehen bekanntlich aus acht Kupferdrähten, was zu Übersprechen führt. Übersprechen tritt auf, wenn Signale auf einem Adernpaar unerwünschte Signale in benachbarten Paaren induzieren. Die Verdrillung trägt dazu bei, einen Teil des Rauschens in Signalrichtung und einen anderen Teil in die entgegengesetzte Richtung zu verschieben, wodurch Unterschiede in den elektromagnetischen Feldern der einzelnen Leiter effektiv ausgeglichen werden können. Insgesamt ist das Twisted Pair für Ethernet-Kabel unerlässlich, um eine zuverlässige und störresistente Datenübertragung in verschiedenen Netzwerkumgebungen zu gewährleisten.

Richtige Kabelführung

Die richtige Kabelführung ist entscheidend für die Minimierung elektrischer Störungen in Ihrem Netzwerk. So erreichen Sie dies:

• Verwenden Sie Kabelkanäle, Gestelle und Leitungen, um Kabel zu organisieren
• Halten Sie Ethernet-Kabel während der Kabelinstallation so gerade wie möglich
• Trennung von Niederspannungs- und Hochspannungskabeln, z. B. Trennung von Strom- und Datenkabeln in unterschiedlichen Leitungen oder Kabelpritschen
• Halten Sie die Kabellängen innerhalb der maximalen Grenze, um Signalverschlechterung und Rauschen zu vermeiden

Richtige Erdung

Eine ordnungsgemäße Erdung ist nicht nur zur Reduzierung elektrischer Störungen, sondern auch für die Sicherheit unerlässlich. Denken Sie daran, die Kabel zu erden und am anderen Ende Kontakt mit der Abschirmung herzustellen, damit unerwünschte elektrische Signale oder andere Störungen sicher in die Erde abgeleitet werden können.

Durch Verbinden und Erden aller Metallstrukturen kann sichergestellt werden, dass alle Schaltkreise innerhalb des Systems die Erdspannung als Referenz verwenden und verschiedene Signale und Spannungen entsprechend dieser Referenz angepasst werden können.

Darüber hinaus schützt eine ordnungsgemäße Erdung vor Überspannungen und Blitzeinschlägen, da sie einen sicheren Weg für die Ableitung überschüssiger Spannungen in den Boden bietet. Eine ordnungsgemäße Erdung trägt somit auch zum Schutz Ihrer elektrischen Geräte bei.

Isolierung von Lärmquellen und regelmäßige Wartung

Identifizieren und isolieren Sie potenzielle Störquellen wie Leuchtstofflampen, Motoren oder andere elektronische Geräte. Verwenden Sie unterschiedliche Systeme, um Datenerfassungssysteme und geräuschintensive Geräte getrennt zu platzieren. Darüber hinaus ist die regelmäßige Wartung und Inspektion Ihrer Netzwerkinfrastruktur unerlässlich, um beschädigte Kabel und Anschlüsse auszutauschen und so Störgeräuschen vorzubeugen.

Letzte Worte

Elektrisches Rauschen ist zwar nicht sichtbar, aber dennoch vorhanden. Es wird in Zukunft aufgrund der zunehmenden Nutzung verschiedener drahtloser Geräte und anderer elektrischer Ausrüstung zunehmen.

Nachdem Sie nun die Auswirkungen von elektrischem Rauschen kennen und einige effektive Methoden zu dessen Reduzierung kennen, sollten Sie der Planung und Messung des Verkabelungssystems mehr Aufmerksamkeit schenken. Unterschiedliche Situationen erfordern unterschiedliche Methodenkombinationen.

Die meisten elektrischen Störungen können nur minimiert werden. Sie auf einem möglichst niedrigen Niveau zu halten, ist jedoch für die Stabilität, Geschwindigkeit und Sicherheit Ihres Netzwerks von großem Nutzen.

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