geschirmtes Twisted Pair

Geschirmtes verdrilltes Paar (STP) besteht aus zwei isolierten Leitern, die umeinander verdrillt und in eine durchgehende leitfähige Schicht gewickelt sind, typischerweise Kupfergeflecht oder Folie. Das Schirmgeflecht wird dann mit einer PVC- oder Polyethylenhülle überzogen. Die Verdrillung verringert die Schleifenfläche zwischen den Leitern, was die Abstrahlung elektromagnetischer Energie unterdrückt; das Schirmgeflecht leitet unerwünschte externe elektromagnetische Störungen (EMV) zur Erde ab und verhindert so die Einkopplung in die Signalleitungen.

STP ist in Industrieumgebungen mit hohem EMV-Aufkommen erforderlich: Frequenzumrichter (FU), Motorsteuerungen, Schweißanlagen und Hochstrom-Schaltkreise erzeugen Störungen über breite Frequenzbereiche. Industrial-Ethernet-Kabel der Kategorien 5e und 6A nutzen deshalb STP-Konstruktion. Analog-Signalkabel für 4-20 mA Messsignale, besonders in Prozessleitsystemen, sind auf die Abschirmung angewiesen, um die Signalqualität über Kabelstrecken von 300 Meter und mehr zu gewährleisten. Ohne das Schirmgeflecht können Störeinkoppelungen Messwerte verfälschen oder in sicherheitskritischen Anwendungen Fehlalarme auslösen.

Das Schirmgeflecht muss an beiden Enden geerdet sein, um wirksam zu funktionieren, wobei die Erdungsstrategie je nach Anwendung variiert. Bei Ethernet verbindet sich das Schirmgeflecht mit dem Steckergehäuse an beiden Enden. Bei schwachen Analog- und Audiosignalen ist Einpunkt-Erdung auf der Quellenseite Standard, um Erdungsschleifen zu vermeiden. In der Industriepraxis ist häufig eine Drain-Ader erforderlich, die im Kabelmantel mit dem Schirmgeflecht verbunden ist, um sichere Kontakte an Steckverbindern zu gewährleisten, wo das Geflecht allein mit der Zeit durch Oxidation oder Verdichtung beeinträchtigt werden kann.

STP-Kabel sind dicker und weniger flexibel als ungeschirmte verdrillte Paare (UTP) wegen der Schirmschicht. Sie kosten 30 bis 50 Prozent mehr als vergleichbare UTP. Fachgerechte Terminierung ist entscheidend: schlechte Schirmverbindung an den Steckverbindern hebt den Abschirmvorteil auf. Häufige Ausfallursachen sind unzureichende Erdung des Schirmgeflechts, fehlende Drain-Adern oder korrodierte Anschlüsse an Paneldurchführungen in feuchten oder korrosiven Umgebungen.

Das verdrillte Paar selbst ist die grundlegende Störunterdrückungstopologie aus der Telefontechnik der 1920er Jahre. Die Schirmschicht ist die industrielle Schutzschicht, die in der Fabrikautomation erst nach der weit verbreiteten Einführung von Frequenzumrichtern in den 1990ern Standard wurde. Heute sollte bei jeder festen Verdrahtung in einer Industrieanlage für Signalleitungen (nicht Stromversorgung) von STP-Anforderungen ausgegangen werden, es sei denn, standortspezifische Tests beweisen das Gegenteil.