Volgens mij zit er in beide kanten van het verhaal wel een kern van waarheid. Het punt is m.i. dat we hier proberen om een concept dat is bedoeld voor industriële omgevingen toe te passen in een huis-omgeving. In alle omgevingen die ik ken worden kabelmantels vrijwel altijd twee-zijdig geaard. Maar daar ligt wel een aardingsconcept aan ten grondslag, bijvoorbeeld dat kabels altijd in metalen kabelgoten liggen, die ook aan alle uiteinden en bij alle aftakkingen naar kasten geaard zijn. In dat geval heb je wel de voordelen van twee-zijdig aarden (minder storing op de kabel), maar niet de nadelen (grote stromen over de kabelmantel, bijvoorbeeld in geval van kortsluitingen).
Want ik durf wel te stellen dat twee-zijdig aarden technisch gezien beter is. Door twee-zijdig aarden zullen stoorsignalen op de kabel lager zijn dan bij kabels die een-zijdig zijn geaard of bij kabels zonder afscherming, zowel voor hoogfrequent als laagfrequent storingen.
Maar de randvoorwaarden zijn dan wel:
- De mantel moet bestand zijn tegen de stromen die er gaan lopen (thermisch).
- De transferimpedantie moet voldoende laag zijn.
De transferimpedantie is de verhouding tussen de spanning in het signaal-pad wordt opgewekt en de stroom die over de mantel loopt (als functie van de frequentie). Anders gezegd: bij een kabel met een goede (=lage) transferimpedantie wordt er weinig stoorspanning opgewekt door een stroom die over de mantel loopt. Als we als voorbeeld een standaard audio-kabeltje nemen, waarbij de mantel onderdeel is van het signaal-circuit (het audiosignaal loopt over de centrale ader en de mantel), dan zie je dat een stroompje over de mantel ook een spanning opwekt in het signaal-circuit (weerstand van de mantel x stroom over de mantel). Zo’n kabel heeft dus een beroerde transferimpedantie, vandaar dat je al snel brom hebt op zo’n audiokabeltje, zeker als je hem gaat gebruiken tussen een PC (geaard op de veiligheidsaarde van je woning) en een versterker (via de tuner verbonden met de aarding van coax). En al helemaal met de AOP’s van vroeger waarbij er geen galvanische scheiding zat tussen de binnenkomende mantel en de huis-bekabeling. Doordat er in die grote lus altijd wel spanningsverschillen ontstaan gaat er stroom over dat audio-kabeltje lopen en hoor je brom. Vandaar dat hele volksstammen denken ‘aardlus = evil’, maar dat ligt wel wat genuanceerder.
Als je systemen hebt waarbij je signalen symmetrisch worden verstuurd (dus een ader met het + signaal en een ader met het – signaal, waarbij de mantel geen onderdeel is van het signaal-pad), dan heb al veel minder last van dan de weerstand van de kabel. Er kan dan wel nog een spanning geïnduceerd worden tussen de aders te gevolge van de stroom over de mantel (magnetische of inductieve koppeling), maar de transferimpedantie voor lage frequenties zal vele malen beter zijn. En het hangt er natuurlijk vanaf hoe goed de kabel is opgebouwd, hoe constant de twists zijn en hoe de mantel is opgebouwd (massief koper, geweven mantel (één laag of meerdere lagen), hoek van de draadjes in de mantel ten opzichte van de aders, etc.).
Een ander effect is CMRR, oftewel common mode rejection ratio. Dat is het effect dat je bij een differential systeem (waarbij het signaal dus tussen de + ader en – ader staat) toch ook storingen kunt krijgen ten gevolge van een spanning op beide aders. Anders gezegd: stel dat er op de ene ader 2,5 V staat en op de ander -2,5 V. Signaal is dan dus 5 V. Als er op beide aders gezamenlijk een stoorspanning staat van 10 V (zie ook hieronder), dan heb je dus 12,5 V en 7,5 V op de + en – ader. In een ideale wereld is het signaal is nog steeds 5 V (verschil tussen de twee aders), maar in de praktijk zorgt die gezamenlijke 10 V toch voor een storing op het signaal, omdat de elektronica die common-mode spanning het helemaal kan verwerpen (vandaar common mode rejection ratio). Het signaal wordt dan gezien als 5,5 of 4,5 V ofzo. En als de gezamenlijk spanning (de common mode spanning) maar groot genoeg is, dan kan dat toch leiden tot storing, ook al heb je een differentail systeem.
Het is dus zaak om die CM spanning voldoende laag te houden, en juist dat bereik je door twee-zijdig aarden van de kabelmantel. Als je de mantel twee-zijdig aardt krijg je een lus, maar dat is juist goed omdat er in die lus een stroom kan lopen als er in die lus een magneetveld aanwezig is (wet van Lenz). Als je de mantel zou onderbreken kun je die stroom weliswaar onderbreken, maar daarmee is het magneetveld nog niet weg. En dat magneetveld zorgt voor een common-mode spanning op de plek van de onderbreking. Dus als je voldoet aan de twee randvoorwaarden va hierboven (de mantel moet bestand zijn tegen de stromen die gaan lopen en de transferimpedantie is voldoende laag), dan heb je geen last van die stroom. Dat is dan beter dan een onderbreking waarbij je een CM-spanning ontstaat. Want die stroom die over de kabelmantel loopt, zorgt ook voor een verlaging van de CM-spanning op de signaal-aders. En dat is niet alleen van belang voor 50 Hz stromen, maar ook voor hoogfrequente verschijnselen. Denk aan een nabij blikseminslag. Het feit dat er stroom kan lopen over een kabelmantel, zorgt voor een reductie van de spanning op de aders (en daarmee voor een kleinere kans dat de boel stuk gaat).
In een professionele installatie is vooral die eerste randvoorwaarde makkelijker te realiseren dan thuis. Kabels liggen in metalen goten die ook een deel van de stroom voor hun rekening nemen. En er liggen hele bossen kabel, waardoor de stroom per kabel laag is.
Maar thuis, met een STP kabeltje in een PVC-buisje wordt het een heel ander verhaal. Dan heb je inderdaad kans dat bij kortsluiting in je PC de helft van de kortsluitstroom over de mantel van je STP kabel gaat lopen. En of dat goed gaat, is nog maar de vraag.
Dus kortom: ja, twee-zijdig aarden is vaak technisch beter, maar voor netwerkkabels in een woning is het niet nodig en kan het voor problemen zorgen.
Ik zou dus UTP nemen (makkelijker te verwerken, meer is niet nodig), of eventueel STP die je eenzijdig aardt door UTP-patchkabels te gebruiken.
(Ter info: mijn huis ligt vol met Cat 6 UTP.)
/u/251386/koeling.png?f=community)
:strip_icc():strip_exif()/u/565926/lynx1.jpg?f=community)
/u/1160822/crop60faafb83b64a_cropped.png?f=community)
:fill(white):strip_exif()/f/image/998qDOJQfhd9TRRa1V2xJTKR.png?f=user_large)
:no_upscale():strip_icc():fill(white):strip_exif()/f/image/ugCx0mrBZUwzs07d4NeUt8UY.jpg?f=user_large)
:strip_icc():strip_exif()/u/11942/001.jpg?f=community)
:strip_icc():strip_exif()/u/65843/chef60x60.jpg?f=community)
:no_upscale():strip_icc():fill(white):strip_exif()/f/image/RpcXzxuD3FjSeYrh84pISlyh.jpg?f=user_large)
:no_upscale():strip_icc():fill(white):strip_exif()/f/image/dgmchoOkfY0dtHgcGoTsAOO3.jpg?f=user_large)
:no_upscale():strip_icc():fill(white):strip_exif()/f/image/tPSu25JIojNWayTzyZPKO4DM.jpg?f=user_large)