Выбирать правильный коаксиальный кабель стоит под конкретную задачу и с нужными вам параметрами. Какие критерии являются наиболее важными для вас? Вот что вам стоит учитывать при выборе коаксиальные кабеля:
Тип кабеля
Есть два основных типа коаксиальных кабелей: с сопротивлением 75 Ом, используемые в основном для видео, и с сопротивлением 50 Ом, используемые в основном для передачи данных и беспроводной связи. Распространенные , имеют разный калибр и разное содержание меди в центральном проводнике для обеспечения гибкости кабеля. Общий размер может достигать 30, 150 и 300 метров, обычно их поставляют в . Типичный RG-типа для передачи данных может быть использован снаружи помещений. Доступен в 30, 150 и 300 метровых катушках, большинство имеет внешнюю оболочку из тефлона, которая помогает защитить кабель от температурного воздействия.
Частота
Еще одним важным фактором коаксиального кабеля является рабочая частота. По мере увеличения частоты, энергия сигнала уходит от центрального проводника кабеля, чтобы защитить кабеля от шумов. Важный параметр кабеля - параметры сигнала и то, насколько он может перемещаться по кабелю определенной длины при заданной частоте сигнала и уровню мощности. Чем выше частота сигнала, тем меньше расстояние.
Ослабление
Кабельное ослабление это параметр потери сигнала в течение определенного расстояния. Чем выше частота, тем больше значение затухания, и чем больше диаметр центрального проводника, тем меньше затухание. Например, кабель с 14 центрального проводника может переносить сигнал (на определенной частоте и мощности) на примерно в два раза большее расстояние, чем кабель с 20 AWG. При выборе коаксиального кабеля, очень важно знать, параметры затухания.
Импеданс
Волновое сопротивление коаксиального кабеля является важным параметром, который влияет на проводимость сигнала. Этот параметр называется импедансом передачи, это соотношение между емкостью кабеля на единицу длины и его индуктивностью на единицу длины. Для оптимальной передачи сигнала, волновое сопротивление кабеля должно быть согласовано с параметрами импеданса и с сопротивлением нагрузки.
Вопросы возникающие при выборе коаксиального кабеля. Что такое:
- Ослабление (Вносимые потери): потери мощности. Ослабление увеличивается с ростом частоты. Изменение затухания определяется на выходе системы до и после подключения кабеля и / или устройства.
- Частота : раз периодического действия происходит в течение одной секунды число. Измеряется в герцах.
- Сопротивление : Проще говоря, импеданс, в коаксиальной продукта, является измерение сопротивления потоку тока. Единицей измерения является Ом.
- Центральный проводник : одножильный или многожильный провод в середине коаксиального кабеля. Диаметр проводника AWG.
- Радиус изгиба : радиус, при котором можно согнуть кабель без каких-либо побочных эффектов.
- Коаксиальный адаптер : устройство, используемое для подключения одного типа
Коаксиальный кабель представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального медного провода и металлической оплетки (экрана), разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку (рис. 3).
Рис. 3. Коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель до недавнего времени был очень популярен, что связано с его высокой помехозащищенностью (благодаря металлической оплетке), более широкими, чем в случае витой пары, полосами пропускания (свыше 1ГГц), а также большими допустимыми расстояниями передачи (до километра). К нему труднее механически подключиться для несанкционированного прослушивания сети, он дает также заметно меньше электромагнитных излучений вовне. Однако монтаж и ремонт коаксиального кабеля существенно сложнее, чем витой пары, а стоимость его выше (он дороже примерно в 1,5 – 3 раза). Сложнее и установка разъемов на концах кабеля. Сейчас его применяют реже, чем витую пару. Стандарт EIA/TIA-568 включает в себя только один тип коаксиального кабеля, применяемый в сети Ethernet.
Основное применение коаксиальный кабель находит в сетях с топологией ти-па шина. При этом на концах кабеля обязательно должны устанавливать-ся терминаторы для предотвращения внутренних отражений сигнала, причем один (и только один!) из терминаторов должен быть заземлен. Без заземления металлическая оплетка не защищает сеть от внешних электромагнитных помех и не снижает излучение передаваемой по сети информации во внешнюю среду. Но при заземлении оплетки в двух или более точках из строя может выйти не только сетевое оборудование, но и компьютеры, подключенные к сети.
Терминаторы должны быть обязательно согласованы с кабелем, необходимо, чтобы их сопротивление равнялось волновому сопротивлению кабеля. Например, если используется 50-омный кабель, для него подходят только 50-омные терминаторы.
Реже коаксиальные кабели применяются в сетях с топологией звезда (например, пассивная звезда в сети Arcnet). В этом случае проблема согласования существенно упрощается, так как внешних терминаторов на свободных концах не требуется.
Волновое сопротивление кабеля указывается в сопроводительной документации. Чаще всего в локальных сетях применяются 50-омные (RG-58, RG-11, RG-8) и 93-омные кабели (RG-62). Распространенные в телевизионной технике 75-омные кабели в локальных сетях используются редко. Марок коаксиального кабеля немного. Он не считается особо перспективным. Не случайно в сети FastEthernet не предусмотрено применение коаксиальных кабелей. Однако во многих случаях классическая шинная топология (а не пассивная звезда) очень удобна. Как уже отмечалось, она не требует применения дополнительных устройств – концентраторов.
Существует два основных типа коаксиального кабеля:
Тонкий (thin) кабель, имеющий диаметр около 0,5 см, более гибкий;
Толстый (thick) кабель, диаметром около 1 см, значительно более жесткий. Он представляет собой классический варианткоаксиального кабеля, который уже почти полностью вытеснен современным тонким кабелем.
Тонкий кабель используется для передачи на меньшие расстояния, чем толстый, поскольку сигнал в нем затухает сильнее. Зато с тонким кабелем гораздо удобнее работать: его можно оперативно проложить к каждому компьютеру, а толстый требует жесткой фиксации на стене помещения.
Подключение к тонкому кабелю (с помощью разъемов BNC байонетного типа) проще и не требует дополнительного оборудования. А для подключения к толстому кабелю надо использовать специальные довольно дорогие устройства, прокалывающие его оболочки и устанавливающие контакт как с центральной жилой, так и с экраном. Толстый кабельпримерно вдвое дороже, чем тонкий, поэтому тонкий кабель применяется гораздо чаще.
Как и в случае витых пар, важным параметром коаксиального кабеля является тип его внешней оболочки. Точно так же в данном случае применяются как non-plenum (PVC), так и plenum кабели. Естественно, тефлоновый кабель дороже поли-винилхлоридного. Обычно тип оболочки можно отличить по окраске (например, для PVC кабеля фирма Belden использует желтый цвет, а для тефлонового – оранжевый).
Типичные величины задержки распространения сигнала в коаксиальном кабеле составляют для тонкого кабеля около 5 нс/м, а для толстого – около 4,5 нс/м.
Существуют варианты коаксиального кабеля с двойным экраном (один экран расположен внутри другого и отделен от него дополнительным слоем изоляции). Такие кабели имеют лучшую помехозащищенность и защиту от прослушивания, но они немного дороже обычных.
В настоящее время считается, что коаксиальный кабель устарел, в большинстве случаев его вполне может заменить витая параили оптоволоконный кабель. И новые стандарты на кабельные системы уже не включают его в перечень типов кабелей.
Коаксиальный кабель широко используется для передачи пакетов сигналов информации в компьютерных сетях, телевизионных сигналов в системах кабельного телевидения, видеонаблюдения и многих других радиотехнических инженерных комплексах. С появлением беспроводных технологий передачи данных Bluetooth или более современной и высокоскоростной Wi-Fi интенсивность использования коаксиального кабеля снизилась.
Коаксиальный кабель для передачи пакетов информации
Недостатки новых технологий:
- незначительный радиус действия;
- низкая помехозащищенность;
- малая скорость процесса передачи информации.
Сети с использованием коаксиальных кабелей ещё востребованы и широко применяются, особенно на военных объектах, где помехозащищенность имеет первостепенное значение.
Конструкция кабеля
Коаксиальный кабель имеет две токопроводящие жилы:
- Центральная монолитная медная жила. В некоторых стандартах встречается её многожильное витое исполнение из сплавов меди и с напылением серебряного слоя. Эта жила является сердечником кабеля, она находится в диэлектрической оболочке из полиэтилена.
- Внешний экранирующий проводник выглядит как плетёная сетка из меди, медных сплавов или алюминия. Некоторые варианты исполнения кабелей допускают два экранирующих слоя, между которыми диэлектрический слой. Первый используется, как центральная жила для передачи сигналов, другой рассеивает внешние электромагнитные помехи.
Общий вид конструкции коаксиального кабеля
В большинстве случаев внешняя защита кабеля от механических воздействий выполняется устойчивой к ультрафиолетовым лучам полихлорвинидной оболочкой. Есть более дорогие варианты защиты с тефлоновым покрытием.
Виды коаксиальных кабелей
Существует много разновидностей коаксиальных кабелей, некоторые из них достигают несколько сантиметров в диаметре. Они применяются для передачи радиотелевизионных сигналов большой мощности на антенны в передатчиках 1-5 кВт.
Разновидность коаксиальных кабелей
Для построения локальных компьютерных сетей используются кабеля двух стандартов:
- Категории RG-58/U или 58A/U, стандарта 10BASE-2 . Его называют тонкий коаксиальный кабель, с диаметром до 6 мм, с волновым сопротивлением 50 Ом, модель RG-58/U – с цельным медным проводом в центре кабеля, в категории 58A/U сердечник состоит из витого многожильного медного провода. Кабель способен передавать информацию без существенных потерь сигнала, скоростью до 10 Мбит/сек, до 185м, соединяются кабели напрямую к компьютерной плате сетевого адаптера.
- Категории RG-11 или RG-8, стандарта 10BASE-5:
- 10BASE-5 – в быту называют толстый коаксиальный кабель, с сечением 12 мм, центральная жила, диаметр, которой значительно толще, позволяет передавать сигналы с меньшим затуханием.
- В категории RG-11 сопротивление 75 Ом, в модели RG- 8 – 50 Ом. Скорость передачи сигналов 10 Мбит/сек, как в кабелях стандартов 10BASE-2, но расстояние значительно больше до 500 м. Очень часто этот кабель используют как магистральный соединяющий несколько отдельных локальных сетей, подключая его через трансивер. Это устройство, оснащённое коннектором «зуб вампира», который при подключении прокалывает изоляционную оболочку и обеспечивает электрический контакт, с проводником.
Одним из передовых изготовителей коаксиальных кабелей является компания Belden её разработки по усовершенствованию производства, повышению помехозащищенности, дальности передачи сигналов используются многими фирмами. Некоторые технические решения приняты как международные стандарты в производстве.
Кабель Belden
Кабельные сети получили широкое распространение благодаря предоставлению компаниями определённых услуг для потребителей в получении и обработке информации. С переходом на цифровое вещание улучшилось качество кабельного ТВ, появился высокоскоростной интернет, пакеты спутникового телевидения и IP-телефония. Стал активнее использоваться диапазон до 2100 МГц и частоты от 5-65 МГц для передачи сигналов обратного канала.
Кабель Belden отлично зарекомендовал себя в развитии этих технологий, разработчики поняли, что затраты на создание помехозащищенной аппаратуры беспроводной связи очень большие. Дешевле и эффективнее исключить электромагнитные помехи, создавая надёжную экранировку коаксиальных кабелей.
Общий вид кабеля Belden
Технология экранирования DUOBOND® PLUS в кабелях фирмы Belden соответствует самым передовым требования, которые выдвигают потребители.
Особенности технических решений кабеля DUOBOND® PLUS:
- Экранировку обеспечивает листовая алюминиевая фольга и медная плетёная сетка, структура внешней экранирующей оболочки трёхслойная, алюминий, полиэстер, и снова алюминий. Всё это надёжно приклеено вокруг диэлектрического слоя из вспененного, азотом полиэтилена, который разделяет центральный провод и многослойный экран. Такая технология изготовления кабеля предотвращает смещение экранирующего слоя, при разделке для крепления разъёмов и при загибах в процессе прокладки. Это техническое решение разработанное, специалистами от компании Belden является уже промышленным стандартом для всех производителей.
- Для повышения механической прочности экранирующего слоя и обеспечения эффективности защиты от помех на уровне 85 Дб используется гальваническая медь 99,99% покрытая слоем олова.
- Внешняя трёхслойная экранирующая оболочка имеет уникальный способ соединения с замыкающим перекрытием, которое обеспечивает электрический контакт алюминиевого покрытия. Таким образом, создаётся цельная экранирующая трубка из ламинированной фольги.
- Кабеля, DUOBOND® PLUS, создаются с экранировкой, которые полностью соответствуют стандартам RG 6, RG 11 и RG 59. Это значительно упрощает работу операторов при монтаже, используются те же технологические приёмы, инструменты и разъёмы как в работе с другими кабелями этих стандартов.
Основные параметры кабелей DUOBOND® PLUS
| Параметры | RG 59 | RG 6 | (PRG 11) |
|---|---|---|---|
| Волновое R, в Ом | 75 | 75 | 75 |
| Емкость, в пФ/м | 55 | 56 | 55 |
| Эффект экранировки, в дБ | >85 | >85 | >90 |
| Ø центрального провода, в мм | 0.8 | 1 | 1.55 |
| Ø диэлектрика, в мм | 3.66 | 4.75 | 7.25 |
| Тип фольги | Al/Pe/Al | Cu | Cu |
| Плотность оплетки, в % | 50 | 50 | 50 |
| Ø внешнего проводника, в мм | 4.2 | 5.25 | 7.9 |
| Ø оболочки, в мм | 6 | 6.9 | 10.1 |
| Минимум радиуса загиба, в мм | 35 | 35 | 100 |
| Тактовая частота передаваемых сигналов в МГц | затухания сигналов в дБ/100м | ||
| 5 | 1.8 | 1.7 | 0.9 |
| 50 | 4 | 4.5 | 2.7 |
| 100 | 5.6 | 6.4 | 3.9 |
| 200 | 7.4 | 9.1 | 5.7 |
| 300 | 12.6 | 11 | 6.9 |
| 400 | 16.2 | 13.2 | 8.2 |
| 800 | 23.2 | 19.2 | 12 |
| 1350 | 30.7 | 25.6 | 16.1 |
| 1750 | 35.3 | 29.6 | 18.7 |
| 2400 | 41.9 | 35.5 | 22.5 |
Отечественные производители производят коаксиальные кабели с индивидуальной маркировкой, но с соблюдением международных стандартов.
Кабель РК-75 и РК-50
Экранирующая сетка этих кабелей выполнена из тонкой мягкой медной проволоки плотность, которой 90%. Бывают комбинированные варианты, лавсановое алюминиевое покрытие обёрнуто сеткой из луженой медной проволоки с плотностью 50%. Комбинированный экран обеспечивает большую помехозащищенность.
Изоляция центрального провода состоит из вспененного азотом полиэтилена, это обеспечивает малый коэффициент затухания передаваемого сигнала. Центральный стержень выполнен из цельной отожженной медной проволоки или из тонкой многожильной структуры. Это придаёт большую гибкость проводу и лучшую проводимость для электрических сигналов. Структура коаксиального кабеля РК-75 одинакова со РК-50, различие в диаметре отдельных элементов и волновом сопротивлении. Оно определяет их назначение и область применения:
- РК-75 чаще применяется в магистральных компьютерных сетях между локальными ветвями большой сети;
- РК-50 имеет большую область применения, его используют на радиопередающих и радиоприёмных устройствах, для соединений плат различного назначения в отдельных блоках, передачи видеосигналов, в локальных компьютерных сетях.
Для эксплуатации кабеля снаружи помещений используются марки с внешней оболочкой из светостабилизирующего полиэтилена, для прокладки внутри зданий применяют кабели с оболочкой из пластика ПВХ.
Технические характеристики РК кабелей
| Марка кабеля | Внутренняя жила | Волновое сопротивление W, Ом | Затухание, дБ/м на частоте | Диаметр D, мм | |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 МГц | 100 МГц | ||||
| РК-50-2-11 (РК-119) | Однопроволочная | 50±2 | 0.05 | 0.18 | 4,0±0,3 |
| РК-50-2-13 (РК-19) | " | 50±2 | 0.05 | 0.18 | 4,0±0,3 |
| РК-50-3-11 (РК-159) | " | 50±2 | 0.04 | 0.13 | 5,3±0,3 |
| РК-50-3-13 (РК-55) | " | 50±2 | 0.03 | 0.13 | 5,0±0,3 |
| РК-50-4-11 (РК-129) | " | 50±2 | 0.03 | 0.1 | 9,6±0,6 |
| РК-50-4-13 (РК-29) | " | 50±2 | 0.03 | 0.1 | 9,6±0,6 |
| РК-50-7-11 (РК-147) | Многопроволочная | 50±2 | 0.02 | 0.08 | 10,3±0,6 |
| РК-50-7-15 (РК-47) | " | 50±2 | 0.02 | 0.08 | 10,3±0,6 |
| РК-50-7-12 (РК-128) | " | 50±2 | 0.02 | 0.09 | 11,2±0,7 |
| РК-50-7-16 (РК-28) | " | 50±2 | 0.02 | 0.09 | 11,2±0,7 |
| РК-50-11-11 (РК-148) | " | 50±2 | 0.018 | 0.06 | 14,0±0,8 |
| РК-50-11-13 (РК-48) | " | 50±2 | 0.018 | 0.06 | 14,0±0,8 |
| РК-75-4-11 (РК-101) | Однопроволочная | 50±2 | 0.032 | 0.1 | 7,3±0,4 |
| РК-75-4-15 (РК-1) | " | 50±2 | 0.032 | 0.1 | 7,3±0,4 |
| Примечание: Таблица содержит данные, приводимые заводами-изготовителями. Для оценки затухания на частоте 27 МГц может быть использована линейная интерполяция. | |||||
Комбинированный кабель КВК-В(П)-2
Особенность такой марки заключается в том, что к обычному коаксиальному кабелю между экраном и внешней изолирующей оболочкой добавлены два медных изолированных провода. Дополнительные провода многожильные сечением 0,5 для управления опциями системы и 0,75 мм/кв, для питания. ТВ сигнал передаётся по коаксиальной составляющей кабеля, а управление или питание камерой осуществляется по дополнительным проводам.
Общий вид комбинированного кабеля КВК-В(П)-2
Такой кабель обеспечивает качественную передачу цветного и чёрно-белого видеосигнала, на расстояние до 450 м.
Конструкции и технические параметры комбинированных кабелей
Маркировка отечественных кабелей РК
Основой маркировки является последовательность букв и чисел:
- первое число 50 или 75 – величина волнового сопротивления Ом;
- второе число – Ø изоляции центральной жилы;
- в третьем числе, первая цифра – это материал изоляции с категорией теплостойкости, вторая и третья цифры определяют номер разработки.
Пример расшифровки РК 75-4,9-322А:
- Р – радиочастотный;
- К – коаксиальный кабель;
- число 75 – волновое сопротивление в Ом/м;
- 4 или 9 – Ø по внешней изоляции;
- 3 — полувоздушная, вспененная изоляция с теплостойкостью 1250 С;
- число 22 – номер производственной разработки;
- последняя в группе символов буква А, обозначает основную категорию назначения «Антенный».
В зависимости от задачи и спроса производители делают много разных марок коаксиальных кабелей. Для систем видеонаблюдения и домофонов широко распространены комбинированные модели кабелей.
Особенности монтажа
Каждый описанный коаксиальный кабель обладает хорошей гибкостью.
Радиус поворота при прокладке не должен превышать 12 кратной величины радиуса оболочки кабеля. Перегибы могут со временем привести к продавливанию центральной жилой диэлектрического слоя и замыканию на экран. Не желательно подвешивать кабель на длительное время, под собственным весом на расстоянии более 15 м, это приводит к растяжению и обрыву центральной жилы. Большое значение имеет правильная разделка концов кабеля для присоединения разъёмов.
Последовательность и описание разделки кабеля для крепления разъёмов
Оболочка кабеля рассчитана для защиты его от влаги и внешних повреждений при эксплуатации в помещениях и на поверхности. Не прокладывайте кабель под водой или под землёй. Капиллярное просачивание воды разрушит экранирующую оболочку и центральный стержень.
Допускается эксплуатация на поверхности в дождливую погоду, но в местах соединения рекомендуется использовать силиконовые герметики, в крайнем случае, изоленту и пластилин. Существуют специальные влагоустойчивые разъёмы, модели SO-239 или PL-259, PL-258.
Последовательность расположения соединительных разъёмов PL-259 и PL-258
Соединения выполнены пайкой, изменяют величину волнового сопротивления, являются источником отражённых волн, что приводит к искажению сигнала. Используйте промышленные соединительные разъёмы.
Волновое сопротивление
Работая с электронным оборудованием, сигналы которого передаются по коаксиальному кабелю необходимо понимать, что волновое сопротивление невозможно измерить по центральной жиле обычным омметром. Оно рассчитывается исходя из диаметра центрального провода и диаметра экранирующей сетки:
- Rw = 91lg (dD);
- Rw – волновое сопротивление в Ом;
- D – Ø внутреннего диэлектрического слоя в мм;
- d – Ø внутреннего центрального стержня в мм.
Существуют рассчитанные графики зависимости волнового сопротивления от диаметров диэлектрического слоя и центральной жилы.
График зависимости волнового сопротивления от отношения диаметров диэлектрического слоя и центрального провода
По вертикальной оси отмечаем величину отношения Dd, по горизонтали измеряется величина Rw (волновое сопротивление). Из графика видна прямо пропорциональная зависимость, с увеличением отношения увеличивается сопротивление. Таким образом, делая замеры диаметров и вычисления, по графику можно самостоятельно определить Rw.
Выбор кабеля. Видео
Как правильно выбрать кабель для ТВ, рассказывает это видео.
Используя коаксиальный кабель при монтаже радиоэлектронного оборудования, рекомендуется руководствоваться инструкциями по монтажу, где обычно указывается маркировка. Применяя указанные марки кабелей современные инструменты, разъёмы и другие комплектующие несложно выполнить монтаж своими силами.
Это английское изобретение известно еще с 19-го века. Основной конструктивной особенностью считаются два проводника, расположенные на одной оси и разделенные во внешней оболочке диэлектрическим материалом. В самом начале коаксиальный кабель применялся в общественных телевизионных антеннах для передачи сигнала к телевизорам. В дальнейшем он стал широко использоваться в компьютерных сетях, кабельном телевидении, системах видеонаблюдения и других инженерных радиотехнических комплексах.
В настоящее время коаксиальный кабель постепенно вытесняется современными высокоскоростными беспроводными технологиями передачи данных, однако в своих традиционных областях он продолжает пользоваться стабильным устойчивым спросом.
Устройство и принцип работы
Простейшая конструкция коаксиального кабеля включает в себя медную жилу, заключенную в изоляцию, металлическую экранирующую оплетку и внешнюю оболочку. В некоторых модификациях дополнительно присутствует слой фольги, что означает двойную экранизацию. Наиболее сильные помехи преодолеваются кабелями, содержащими четыре экранизации, включающей два слоя фольги и два слоя металлической оплетки. Это наиболее простой ответ на вопрос, как выглядит данная конструкция и что содержит внутри.
Некоторые кабели могут быть снаружи покрыты металлической сеткой, выполняющей функцию дополнительного экрана. Он обеспечивает надежную защиту данных, передаваемых по кабелю, одновременно поглощая помехи или шумы в виде внешних электромагнитных сигналов. Наличие такого экрана не позволяет помехам искажать передаваемые данные.
Кодировка данных осуществляется с помощью электрических сигналов, передаваемых по жиле. Она может быть сплошной и состоять из одного медного провода или из нескольких проводков. Жилу окружает слой изоляции, отделяющей ее от металлической оплетки. Сама оплетка выполняет функцию заземления, устраняя электрические шумы и перекрестные помехи. Эти помехи являются электрическими наводками, появляющимися под влиянием проводов, расположенных рядом.
Не допускается соприкосновение металлической оплетки и проводящей жилы, поскольку это может привести к короткому замыканию. Помехи проникнут в жилу и разрушат передаваемые данные. Дополнительная защита от помех обеспечивается за счет наружной непроводящей оболочки, которая может быть резиновой, пластиковой или тефлоновой.
Где используется
До недавних пор коаксиальный кабель широко применялся в различных областях. Его технические характеристики обеспечивали надежную защиту от помех, высокую допустимую скорость передачи данных на значительные расстояния. Некоторые качества кабеля значительно выше, чем у . Поэтому вопроса, для чего нужен такой кабель, ни у кого не возникало. Однако со временем витая пара стала применяться все чаще, поскольку ее монтаж значительно проще и быстрее, по сравнению с коаксиальным кабелем, стоимость которого также более высокая.
Тем не менее, данные кабели широко применяются для соединения локальных компьютерных сетей, особенно там, где используются конфигурация в виде шины. В этих случаях концы каждой линии оборудуются специальными терминаторами, не допускающими внутренних отражений сигналов. Один из таких терминаторов подлежит обязательному заземлению, в противном случае металлическая оплетка не сможет защитить сеть от воздействия внешних помех и снизить излучение во внешнюю среду при передаче информации. Дополнительно обеспечивается и требуемая скорость коаксиального кабеля.
Кроме шин, данная продукция может использоваться в сетевых конфигурациях «звезда» и «пассивная звезда». Такие подключения выполнять значительно проще, поскольку внешние терминаторы на концы не устанавливаются.
Кабели этого типа успешно используются для передачи сигналов высокой частоты в различных электронных и электротехнических системах.
- Это различные виды связи
- Компьютерные и вещательные сети
- Антенно-фидерные устройства
- Системы контроля и видеонаблюдения
- Автоматики и сигнализации
- Системы измерения, дистанционного управления и контроля
- Коаксиальные кабели применяются в военной технике и многих других областях специального назначения.
Виды коаксиальных кабелей
Все коаксиальные кабели, в соответствии с техническими характеристиками, имеют две основные разновидности.
К первому варианту относится тонкий коаксиальный кабель, диаметром не более 5 мм, отличающийся повышенной гибкостью. С его помощью осуществляется передача на небольшие расстояния, поскольку затухание сигнала в нем происходит значительно быстрее, по сравнению с более толстой конструкцией. Тонкие кабели считаются наиболее оптимальным вариантом для прокладки локальных сетей и подключения к отдельным компьютерам. Использование специальных разъемов существенно упрощает монтаж, а сама конструкция не требует дополнительного оборудования.
Второй основной разновидностью является классический толстый коаксиальный кабель, диаметр которого составляет примерно 10 мм. Он отличается повышенной жесткостью, для монтажа требуются специальные дорогостоящие приспособления. Стоимость толстого кабеля в среднем в два раза дороже тонкого, поэтому он используется значительно реже, в тех случаях, когда без него совершенно не обойтись. Задержка распространения сигнала в толстом кабеле составляет примерно 4,5 нс/м, а в тонком - 5 нс/м.
Некоторые типы коаксиальных кабелей выпускаются с двумя экранами, один из которых помещается внутри другого. Для их разделения используется дополнительный изоляционный слой. За счет этого они гораздо лучше защищены от помех и от прослушивания, в связи с чем пользуются повышенным спросом, несмотря на более высокую стоимость.
Существует еще один вид данных изделий - кабель силовой коаксиальный, применяющийся в электротехнике. С его помощью осуществляется передача и распределение электроэнергии в силовых и осветительных сетях. Конструкция состоит из внутреннего одножильного провода и наружного многожильного проводника. Между ними проложена изоляция, а весь кабель целиком защищен внешней пластмассовой диэлектрической оболочкой, дополненной стальными жилами в форме токопроводящей бронирующей арматуры.
Существенным недостатком этой конструкции считается большой вес одного погонного метра кабеля, что делает невозможным его использование в воздушных линиях. Возникает реальная опасность провисания и обрыва.
Характеристики коаксиального кабеля
Независимо от разновидности, все кабели этого типа, обладают общими техническими характеристиками. Одной из основных считается волновое сопротивление коаксиального кабеля, определяющее качество проводника и передаваемого конечного сигнала. На данный параметр полностью влияет материал проводника и его свойства - диэлектрическая проницаемость, емкость, индуктивность и удельное сопротивление. От материала проводника зависит и погонное ослабление на различных частотах. Уровень сигнала понижается в зависимости от увеличения или уменьшения расстояния передачи.
Существуют такие понятия, как погонная емкость и индуктивность. В первом случае кабель характеризуется способностью к накоплению заряда, а во втором - способностью к созданию магнитного поля. Другие характеристики - диаметр центральной жилы, внутренний диаметр экрана, внешний диаметр оболочки и другие - используются в расчетах перед монтажом, для того чтобы правильно определить место установки, гарантирующее корректную работу всего кабеля.
Маркировка коаксиального кабеля
Каждый кабель имеет собственную маркировку, содержащую краткие характеристики того или иного изделия. Это значительно облегчает выбор наиболее подходящего варианта.
Например, марка КМБ-4 соответствует магистральному коаксиальному кабелю в свинцовой оболочке с броней типа Б. В нем содержится 4 коаксиальные пары и 5 четверок медных жил в бумажной изоляции, расположенных симметрично. В зависимости от маркировки, изменяется и предназначение того или иного кабеля.
Основными разновидностями считаются: кабель КМГ - коаксиальный магистральный голый, прокладываемый в канализации, КМК - с броней из круглой проволоки для прокладки под водой, КМАБп - с алюминиевой оболочкой, устойчивый к грозовым явлениям. Все данные о всех известных типах кабелей сведены в специальные таблицы, помещенные в справочники, откуда и можно получить всю необходимую информацию.
Коаксиальный кабель (коаксиальная пара) - Пара, проводники которой расположены соосно и разделены изоляцией.
Коаксиальный кабель (от лат. co - совместно и axis - ось, то есть «соосный»), также известный как коаксиал (от англ. coaxial), - электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов.
1. Внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омедненного алюминия, посеребренной меди и т. п.
Коаксиальный кабель состоит из:
Устройство коаксиального кабеля
2. Изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;
3. Внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;
4. Оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала.
История создания
- 1929 год - Ллойд Эспеншид (англ. Lloyd Espenschied) и Герман Эффель из AT&T Bell Telephone Laboratories запатентовали первый современный коаксиальный кабель.
- 1936 год - AT&T построила экспериментальную телевизионную линию передачи на коаксиальном кабеле, между Филадельфией и Нью-Йорком.
- 1936 год - Первая телепередача по коаксиальному кабелю, с Берлинских Олимпийских Игр в Лейпциге.
- 1936 год - Между Лондоном и Бирмингемом, почтовой службой (теперь BT) проложен кабель на 40 телефонных номеров.
- 1941 год - Первое коммерческое использование системы L1 в США, компанией AT&T. Между Миннеаполисом, (Миннесота) и Стивенс Пойнт (Висконсин) запущен ТВ-канал и 480 телефонных номеров.
- 1956 год - Проложена первая трансатлантическая коаксиальная линия, TAT-1.
Применение
- системы связи;
- вещательные сети;
- антенно-фидерные системы;
- АСУ и другие производственные и научно-исследовательские технические системы;
- системы дистанционного управления, измерения и контроля;
- системы сигнализации и автоматики;
- системы объективного контроля и видеонаблюдения;
- каналы связи различных радиоэлектронных устройств мобильных объектов (судов, летательных аппаратов и др.);
- внутриблочные и межблочные связи в составе радиоэлектронной аппаратуры;
- каналы связи в бытовой и любительской технике;
- военная техника и другие области специального применения.
Кроме канализации сигнала, отрезки кабеля могут использоваться и для других целей:
- кабельные линии задержки;
- четвертьволновые трансформаторы;
- симметрирующие и согласующие устройства;
- фильтры и формирователи импульса.
Классификация
По назначению
- для систем кабельного телевидения, для систем связи, авиационной, космической техники, компьютерных сетей, бытовой техники
и т. д.
По волновому сопротивлению (хотя волновое сопротивление кабеля может быть любым), стандартными являются пять значений по российским стандартам и три по международным:
- 50 Ом - наиболее распространённый тип, применяется в разных областях радиоэлектроники. Причиной выбора данного номинала была, прежде всего, возможность передачи радиосигналов c минимальными потерями в кабеле, а также близкие к предельно достижимым показания электрической прочности и передаваемой мощности (Изюмова, Свиридов, 1975, стр. 51-52);
- 75 Ом - распространённый тип, применяется преимущественно в телевизионной и видеотехнике (был выбран по причине хорошего отношения механической прочности и себестоимости и применяется там, где мощности небольшие, а метраж велик; при этом потери в кабеле чуть выше, чем для 50 Ом);
- 100 Ом - применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей;
- 150 Ом - применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей, международными стандартами не предусмотрен;
- 200 Ом - применяется крайне редко, международными стандартами не предусмотрен.
По диаметру изоляции:
- субминиатюрные - до 1 мм;
- миниатюрные - 1,5-2,95 мм;
- среднегабаритные - 3,7-11,5 мм;
- крупногабаритные - более 11,5 мм.
По гибкости (стойкость к многократным перегибам и механический момент изгиба кабеля):
- жёсткие;
- полужёсткие;
- гибкие;
- особогибкие.
По степени экранирования:
- со сплошным экраном:
- с экраном из металлической трубки
- с экраном из лужёной оплётки
- с обычным экраном
- с однослойной оплёткой
- с двух- и многослойной оплёткой и с дополнительными экранирующими слоями
излучающие кабели, имеющие намеренно низкую (и контролируемую) степень экранировки
Обозначения
Обозначения советских кабелей
По ГОСТ 11326.0-78 марки кабелей должны состоять из букв, означающих тип кабеля, и трёх чисел (разделённых дефисами).
Первое число означает значение номинального волнового сопротивления. Второе число означает:
- для коаксиальных кабелей - значение номинального диаметра по изоляции, округлённое до ближайшего меньшего целого числа для диаметров более 2 мм (за исключением диаметра 2,95 мм, который должен быть округлен до 3 мм, и диаметра 3,7 мм, который округлять не следует):
- для кабелей со спиральными внутренними проводниками - значение номинального диаметра сердечника;
- для двухпроводных кабелей с проводниками в отдельных экранах - значение диаметра по изоляции, округлённое так же, как и для коаксиальных кабелей;
- для двухпроводных кабелей с проводниками в общей изоляции или скрученных из отдельно изолированных проводников - значение наибольшего размера по заполнению или диаметра по скрутке.
Третье - двух- или трёхзначное число - означает: первая цифра - группу изоляции и категорию теплостойкости кабеля, а последующие цифры означают порядковый номер разработки. Кабелям соответствующей теплостойкости присвоено следующее цифровое обозначение:
1 - обычной теплостойкости со сплошной изоляцией;
2 - повышенной теплостойкости со сплошной изоляцией;
3 - обычной теплостойкости с полувоздушной изоляцией;
4 - повышенной теплостойкости с полувоздушной изоляцией;
5 - обычной теплостойкости с воздушной изоляцией;
6 - повышенной теплостойкости с воздушной изоляцией;
7 - высокой теплостойкости.
К марке кабелей повышенной однородности или повышенной стабильности параметров в конце через тире добавляют букву С.
Наличие буквы А («абонентский») в конце названия обозначает пониженное качество кабеля - отсутствие части проводников, составляющих экран.
Кабели делятся по шкале Radi Guide. Наиболее распространённые категории кабеля:
- RG-8 и RG-11 - «Толстый Ethernet» (Thicknet), 50 Ом. Стандарт 10BASE5;
- RG-58 - «Тонкий Ethernet» (Thinnet), 50 Ом. Стандарт 10BASE2:
- RG-58/U - сплошной центральный проводник,
- RG-58A/U - многожильный центральный проводник,
- RG-58C/U - военный кабель;
- RG-59 - телевизионный кабель (Bradband/Cable Televisin), 75 Ом. Российский аналог РК-75-х-х («радиочастотный кабель»);
- RG-6 - телевизионный кабель (Bradband/Cable Televisin), 75 Ом. Кабель категории RG-6 имеет несколько разновидностей, которые характеризируют его тип и материал исполнения. Российский аналог РК-75-х-х;
- RG-11- магистральный кабель, практически незаменим, если требуется решить вопрос с большими расстояниями. Этот вид кабеля можно использовать даже на расстояниях около 600 м. Укреплённая внешняя изоляция позволяет без проблем использовать этот кабель в сложных условиях (улица, колодцы). Существует вариант S1160 с тросом, который используется для надёжной проброски кабеля по воздуху, например, между домами;
- RG-62 - ARCNet, 93 Ом
«Тонкий» Ethernet
Был наиболее распространённым кабелем для построения локальных сетей. Диаметр примерно 6 мм и значительная гибкость позволяли ему быть проложенным практически в любых местах. Кабели соединялись друг с другом и с сетевой платой в компьютере при помощи Т-коннектора BNC (Baynet Neill-Cncelman). Между собой кабели могли соединяться с помощью I-коннектора BNC (прямое соединение). На обоих концах сегмента должны быть установлены терминаторы. Поддерживает передачу данных до 10 Мбит/с на расстояние до 185 м.
«Толстый» Ethernet
Более толстый, по сравнению с предыдущим, кабель - около 12 мм в диаметре, имел более толстый центральный проводник. Плохо гнулся и имел значительную стоимость. Кроме того, при присоединении к компьютеру были некоторые сложности - использовались трансиверы AUI (Attachment Unit Interface), присоединённые к сетевой карте с помощью ответвления, пронизывающего кабель, т. н. «вампирчики». За счёт более толстого проводника передачу данных можно было осуществлять на расстояние до 500 м со скоростью 10 Мбит/с. Однако сложность и дороговизна установки не дали этому кабелю такого широкого распространения, как RG-58. Исторически фирменный кабель RG-8 имел жёлтую окраску, и поэтому иногда можно встретить название «Жёлтый Ethernet» (англ. Yellw Ethernet)
Вспомогательные элементы коаксиального тракта
- Коаксиальные разъёмы - для подключения кабелей к устройствам или их сочленения между собой, иногда кабели выпускаются из производства с установленными разъёмами.
- Коаксиальные переходы - для сочленения между собой кабелей с непарными друг другу разъёмами.
- Коаксиальные тройники, направленные ответвители и циркуляторы - для разветвлений и ответвлений в кабельных сетях.
- Коаксиальные трансформаторы - для согласования по волновому сопротивлению при соединении кабеля с устройством или кабелей между собой.
- Оконечные и проходные коаксиальные нагрузки, как правило, согласованные - для установления нужных режимов волны в кабеле.
- Коаксиальные аттенюаторы - для ослабления уровня сигнала в кабеле до необходимого значения.
- Ферритовые вентили - для поглощения обратной волны в кабеле.
- Грозоразрядники на базе металлических изоляторов или газоразрядных устройств - для защиты кабеля и аппаратуры от атмосферных разрядов.
- Коаксиальные переключатели, реле и электронные коммутирующие коаксиальные устройства - для коммутации коаксиальных линий.
- Коаксиально-волноводные и коаксиально-полосковые переходы, симметрирующие устройства - для состыковки коаксиальных линий с волноводными, полосковыми и симметричными двухпроводными.
- Проходные и оконечные детекторные головки - для контроля высокочастотного сигнала в кабеле по его огибающей.