Добавлен: 28.03.2024
Просмотров: 15
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
высшего образования
Тульский государственный университет
ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра «Информационная безопасность»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
" Средства и системы технического обеспечения обработки,
хранения и передачи информации "
на тему:
«Коаксиальные кабели»
Выполнил ст. гр.___________
____________ ( И.О. Фамилия)
«_____» _____________20__ г.
Проверил.___________
____________ ( И.О. Фамилия)
«_____» _____________20__ г.
Тула 2018
Содержание
Введение………………………………………………………………………….3
1. История создания……………………………………………………………..5
2. Характеристика коаксиального кабеля……………………………………...6
2.1 Строение коаксиального кабеля……………………………………………6
2.2 Типы и классификация коаксиальных кабелей…………………………...11
3. Применение…………………………………………………………………...19
4. Обозначения…………………………………………………………………..20
4.1 Обозначения советских кабелей…………………………………………...20
4.2 Старые обозначения советских кабелей…………………………………..21
4.3 Обозначения импортных кабелей…………………………………………21
5. Основные параметры коаксиальных кабелей……………………………...22
5.1 Электрические показатели коаксиальных кабелей………………………22
5.1.1 Полоса частот и потери передачи……………………………………….23
5.1.2 Волновое сопротивление………………………………………………...25
5.1.3 Показатель возвратных потерь………………………………………….26
5.1.4 Сопротивление по постоянному току…………………………………..28
5.1.5 Коэффициент экранирования…………………………………………...29
Заключение……………………………………………………………………..31
Список использованной литературы………………………………………....32
Введение
Сооружение СКТВ началось с использованием радиочастотных кабелей с волновым сопротивлением 750 Ом общего применения РК-75-9-12, РК-75-17-12, РК-75-17-17. Однако к конструкциям кабелей для СКТВ предъявляются особые требования.
Во-первых, от радиочастотных кабелей для СКТВ требуется во возможности минимальное затухание. Известно, что стоимость кабелей увеличивается пропорционально уменьшению коэффициента затухания, которая компенсируется магистральными усилителями. При достаточно большом количестве усилителей при конечной длине линии можно найти оптимальные размеры кабеля, при которых при заданных параметрах усилителя стоимость кабельной сети в целом будет минимальной.
Очень важно обеспечение высокой стабильности кабелей. Наиболее существенной дестабилизирующий фактор – это изменение температуры окружающей среды, а также изменение влажности, различные механические нагрузки. Очень важно в СКТВ требование высокой регулярности (однородности) волнового сопротивление кабеля, определяющей искажения телевизионного сигнала. Требуемые параметры к высокой регулярности могут быть получены только при весьма жестких допусках на диаметры внутреннего и внешнего проводников. Конструкция кабелей для СКТВ должна обеспечивать особенности прокладки и монтажа РК, которые, как правило, связаны с допустимыми радиусами изгибов, перемотками кабеля и допустимыми растягивающими усилителями.
Исходя из указанных и ряда других требований, внутренний проводник РК, который вносит затухания существенно большее чем внешний проводник, выполняется сплошным, из меди.
В специальных кабелях для СКТВ внешний проводник из оплетки не применяется, т.к. он существенно увеличивает затухания на высокой частоте и не обеспечивает требуемого затухания экранирования. Поэтому для уменьшения затухания кабеля, увеличения экранирования коаксиальной цепи от внешних высокочастотных полей, сохранение достаточной гибкости РК и т.д. внешний проводник изготавливается в виде сплошных медных гофрированных или гладких трубок или ленту. Для получения высокой однородности по волновому сопротивлению, исключению проникновения влаги внутрь кабеля, обеспечение высокого сопротивления изоляции в качестве изоляционного материала обычно применяется пористый пропилен. Оболочки кабелей выполняются из светостабилизированного полиэтилена.
В зависимости от функционального применения все кабели для СКТВ обычно подразделяются на: магистральные, распределительные, абонентские. В соответствии с указанными требованиями отечественной промышленностью была разработана и выпускается серия радиочастотных кабелей специально для СКТВ. Все они имеют волновое сопротивление 75 Ом. Для субмагистральных и магистральных линий используются кабели типа РК-75-17-13С и РК-75-11-11С, для распределительных – РК-75-7-19 и для абонентских – РК-75-4-11 Наряду с этим используются целый ряд других типов кабелей с аналогичными параметрами.
-
История создания
1894 год ― Никола Тесла запатентовал электрический проводник для переменных токов (№514167).
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.[2]
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.
-
Характеристика коаксиального кабеля
Коаксиальный кабель – это кабель, в котором оба проводника тока, образующие электрическую цепь, представляют собой два соосных цилиндра. Применяется для передачи электрических сигналов в линиях дальней связи, в антенно-фидерных устройствах радиоэлектронной и телевизионной аппаратуры, между блоками радиотехнической аппаратуры и т.д.
Электромагнитное поле коаксиального кабеля сосредоточено в пространстве между проводниками тока, то есть внешнего поля нет, и поэтому потери на излучение в окружающее коаксиального кабеля пространство практически отсутствуют. Так как внешний проводник одновременно служит электромагнитным экраном, защищающим электрическую цепь тока от влияний извне, коаксиальный кабель обладает высокой помехозащищенностью.
Коаксиальный кабель имеет относительно малые потери энергии передаваемых сигналов. Коаксиальные кабели связи характеризуются диаметрами внутренних и внешних проводников, которые, как правило, отражены в их марке, например, КПК-5/18 (коаксиальный подводный кабель с диаметрами внутреннего проводника 5 мм и внутренним диаметром внешнего 18 мм).
В отличие от них, в марках радиочастотных кабелей коаксиального типа отражён только внутренний диаметр внешнего проводника тока.
2.1 Строение коаксиального кабеля
Основной показатель, формирующий параметры коаксиального кабеля — его конструкция. Ответственные производители уделяют немало внимания электрическим параметрам используемых проводников и изоляционных материалов. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, внутреннего диэлектрика, экрана и внешней оболочки (рис. 1).
Рисунок 1 – Структура коаксиального кабеля
Проводник: Центральный проводник кабеля предназначен для передачи сигнала из одной точки в другую. Его делают из материалов, хорошо проводящих электрический ток. Обычно используется медь, которая подходит для этих целей по своим электрическим, механическим и стоимостным параметрам. Другие материалы также могут применяться в каких-то специальных целях. К ним можно отнести алюминий, серебро и золото. Центральный проводник может быть, как одножильным (рис. 2), так и многожильным (рис. 3).
Рисунок 2 - Коаксиальный кабель с центральным одножильным проводником и двойным экраном.
Рисунок 3 - Коаксиальный кабель с центральным многожильным проводником и экраном-оплеткой
Одножильный — это центральный проводник, выполненный в виде одного прямого провода (рис. 2). Одножильный проводник хорошо формуется, но не отличается хорошей гибкостью. Поэтому кабели с одножильным проводником обычно используются в стационарных инсталляциях.
Витой многожильный — представляет собой проводник, состоящий из множества тонких проводов, свитых вместе (рис. 3). Эти кабели гибкие, они легче и применяются в основном в мобильных инсталляциях. Однако по своим характеристикам такой кабель несколько уступает кабелю с одножильным проводником такого же типоразмера.
На российском рынке широко используются кабели американских производителей, которые производятся в соответствии с американским стандартом проводов AWG (American Wire Gauge). Поэтому было бы полезно привести данные этого стандарта по нормированию центрального проводника коаксиальных кабелей (табл. 1).
Таблица 1. Перевод американских обозначений AWG диаметра жил кабеля в метрические единицы
Внутренний диэлектрик: Внутренний диэлектрик, называемый также внутренней изоляцией кабеля, выполняет в коаксиальных кабелях важную роль. Прежде всего, это материал, который изолирует центральный проводник от экрана. Но, кроме того, он определяет импеданс и емкость кабеля.
Обычно в кабелях общего назначения используется полиэтилен, а для производства негорючих кабелей — фторсодержащие полимеры. Вообще, материал диэлектрика играет огромную роль, влияя на электрические и эксплуатационные свойства кабеля. Дешевые кабели имеют диэлектрик из твердого полиэтилена. Более серьезный производитель использует вспененный полиэтилен, который обеспечивает более низкое погонное затухание сигнала в кабеле на высоких частотах.
Стоит заметить, что некоторые производители вспенивают диэлектрик химическим способом. В результате получается низкоплотный полиэтиленовый компаунд, подверженный механическим повреждениям и нестабильный к воздействию окружающей среды в виде температуры и влажности. Наивысшее качество кабеля получается с физически вспененным диэлектриком (gas injected foam polyethylene). Он содержит до 60% воздушных пузырьков, за счет чего уменьшается затухание высоких частот сигнала. По прочности физически вспененный полиэтилен не отличается от обычного твердого невспененного полиэтилена, обеспечивая необходимую гибкость и устойчивость к механическим воздействиям. И, наконец, обладая высокой стойкостью к температурным колебаниям и влажности, физически вспененный диэлектрик обеспечит стабильность параметров и длительную эксплуатацию кабеля.
Экран: Экран выполняет две важные роли. Он работает как второй проводник, подключенный к общему «земляному» проводу оборудования. В то же время он экранирует сигнальный проводник от посторонних излучений. Существуют различные методы экранировки для кабелей, выполняющих различные задачи. Это экран из фольги, плетеный экран и комбинации из фольги и оплетки.
Оплетка — экран, который изготавливается из множества тонких проводников, сплетенных в виде сетки, охватывающей центральный проводник с внутренним диэлектриком (см. рис. 3). Оплетка обычно обладает меньшим сопротивлением, чем фольга, и отличается лучшей устойчивостью к постороннему электромагнитному полю и электромагнитным наводкам. Наводки имеют различный характер и происхождение. Это могут быть как низкочастотные наводки (например, от промышленной сети питания), так и высокочастотные (ВЧ-шум от работы электронных приборов и при искрении электрических машин). Оплетка может сочетаться с другими видами экранов, например, с алюминиевой или медной фольгой для обеспечения необходимого процента экранировки. Фольга позволяет обеспечить до 100% экранировки в сочетании с оплеткой (см. рис. 2). Учитывая, что оплетка может обеспечить эффективность экранировки до 90%, чтобы получить 100%, необходимы две оплетки, что существенно увеличивает стоимость кабеля, его вес и ухудшает гибкость. Гораздо легче добиться 100% эффективности экранировки можно сочетанием оплетки и фольги.
Оболочка: Необходимую защиту внутренних компонентов кабеля обеспечивает внешняя оболочка. Оболочка защищает кабель от климатического, химического воздействия и предохраняет от солнечного света. По типу оболочки кабели можно разделить на стандартные и специального исполнения. Стандартный кабель — имеет обычную, чаще всего поливинилхлоридную оболочку, которая защищает кабель (в том числе и многожильный) от механических воздействий и влаги, а также играет роль электрической изоляции. Заполненный (Plenum) — стандартная инсталляция предполагает прокладку кабеля через стены и потолки. Возможное возгорание внутри здания предъявляет особые требования к оболочке кабелей. Кабели типа Plenum имеют огнестойкую оболочку, в составе которой используются специальные компаунды. Это обеспечивает низкую горючесть и дымовыделение в случае, если кабель будет подвергнут воздействию огнем. Такой
