Добавлен: 28.03.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
кабель может быть проложен без трубопровода, что снижает затраты на инсталляцию.
Галогенонесодержащий — низкое выделение дыма и паров, отсутствие галогенов в материале оболочки кабеля — такие требования предъявляют европейские правила техники безопасности (IEC33203 — тест на горючесть, IEC61034 — тест на дымовыделение, IEC754-1 — коррозионная стойкость).
Рисунок 4 - Многожильный кабель 5BNC с двумя симметричными аудиопарами
Для передачи сигналов RGBHV, S-Video и компонентных несколько коаксиальных кабелей могут объединяться в многожильный (multicore) с общей оболочкой. Количество коаксиальных кабелей в многожильном кабеле может быть от двух до шести, кроме того, в многожильные кабели могут добавляться симметричные аудиопары и силовые проводники, что делает их еще более универсальными (рис. 4).
2.2 Типы и классификация коаксиальных кабелей
Существует два типа коаксиальных кабелей: тонкий коаксиальный кабель и толстый коаксиальный кабель. Выбор того или иного типа кабеля зависит от потребностей конкретной сети.
Тонкий коаксиальный кабель - гибкий кабель диаметром около 0,5 см (около 0.25 дюймов). Он прост в применении и годится практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к платам сетевого адаптера компьютеров. Тонкий (thin) коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстояние до 185 м (около 607 футов) без его заметного искажения, вызванного затуханием.
Производители оборудования выработали специальную маркировку для различных типов кабелей. Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG-58, его волновое сопротивление равно 500 м. Волновое сопротивление (impedance) - это сопротивление переменному току, выраженное в омах. Основная отличительная особенность этого семейства - медная жила. Она может быть сплошной или состоять из нескольких переплетенных проводов.
Таблица 1 – Виды и характеристики тонких кабелей
Толстый (thick) коаксиальный кабель - относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см (около 0,5 дюймов). Иногда его называют «стандартный Ethernet», поскольку он был первым типом кабеля, применяемым в Ethernet - популярной сетевой архитектуре. Медная жила толстого коаксиального кабеля больше в сечении, чем тонкого. Чем толще жила у кабеля, тем большее расстояние способен преодолеть сигнал. Следовательно, толстый коаксиальный кабель передает сигналы дальше, чем тонкий, - до 500 м (около 1 640 футов). Поэтому толстый коаксиальный кабель иногда используют в качестве основного кабеля [магистрали (backbone)], который соединяет несколько небольших сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство - трансивер (transceiver).
Трансивер снабжен специальным коннектором, который назван весьма впечатляюще - «зуб вампира» (vampire tap) или «пронзающий ответвитель» (piercing tap). Этот «зуб» проникает через изоляционный слой и вступает в непосредственный физический контакт с проводящей жилой. Чтобы подключить трансивер к сетевому адаптеру, надо кабель трансивера подключить к коннектору AUI-порта сетевой платы. Этот коннектор известен также как DIX-коннектор (Digital Intel Xerox), в соответствии с названиями фирм-разработчиков, или коннектор DB-15.
Сравнение двух типов коаксиальных кабелей:
Как правило, чем толще кабель, тем сложнее с ним работать. Тонкий коаксиальный кабель гибок, прост в установке и относительно недорог. Толстый кабель трудно гнуть, и, следовательно, его сложнее устанавливать. Это очень существенный недостаток, особенно если необходимо проложить кабель по трубам или желобам. Толстый коаксиальный кабель дороже тонкого, но при этом он передает сигналы на большие расстояния.
Классификация коаксиальных кабелей:
1) По назначению кабель подразделяют на следующие группы:
2) По волновому сопротивлению:
Волновое сопротивление кабеля может быть различным. Однако же некоторые его величины стандартизированы. Это три значения международных стандартов и пять российских:
50 Ом — самый распространённый тип кабеля, используется в различных областях радиоэлектроники. Выбор данной величины волнового сопротивления обусловлен способностью такого кабеля, передавать радиосигналы, близкие к предельно достижимым показаниям передаваемой мощности и электрической прочности с минимальными потерями.
75 Ом — также является очень распространённым типом коаксиального кабеля. Традиционно применяется в телевизионных системах передачи сигнала. Выбран, благодаря хорошему соотношению механической прочности и небольшой себестоимости. Распространён в сферах, где не используются высокие мощности, и требуется большой метраж кабеля. Потери сигнала немногим больше, чем в кабеле с волновым номинальным сопротивлением 50 Ом.
100 Ом — редко используемая группа. Применяется, в основном, в технике, использующей импульсы и в специальных целях.
150 Ом — редко применяется, в основном, в технике, использующей импульсы, а также для специальных целей. В международных стандартах не предусмотрен.
200 Ом — используется очень редко, предусмотрен только российскими стандартами.
Существуют коаксиальные кабели с ненормируемыми волновыми сопротивлениями: наиболее распространены в аналоговой звукотехнике.
3) По диаметру изоляции:
- крупногабаритный диаметр — более 11,5 мм;
- среднегабаритный диаметр — 3,7 ÷ 11,5 мм;
- миниатюрный диаметр — 1,5 ÷ 2,95 мм;
- субминиатюрный диаметр — до 1 мм.
4) По степени экранирования:
- излучающие кабели - имеют намеренно заниженную, но контролируемую степень экранирования;
- обычный экран;
- однослойная оплётка;
- двойная или многослойная оплётка, и также с дополнительным экранирующим слоем;
- экран с лужёной оплёткой;
- сплошной экран;
- экран из металлической трубки.
5) По гибкости (стойкость к частым перегибам кабеля и по механическому моменту изгиба кабеля):
2. Основные параметры коаксиальных кабелей
Выбор типа кабеля для конкретного проекта сети основывается на оценке преимуществ от его использования с точки зрения всех его качественных характеристик. Перечислим те критерии, которыми должен руководствоваться разработчик кабельной сети при выборе кабеля:
• механические характеристики;
• электрические характеристики;
• стабильность параметров;
• стоимость.
Механические характеристики кабеля связаны с его структурой, конструктивными особенностями и определяют такие важнейшие его качества как гибкость, прочность и долговечность. Электрические характеристики также зависят от механической структуры кабеля и материалов, использованных при его изготовлении, и определяют качество передачи сигнала в системе. К электрическим характеристикам относится множество параметров, среди которых сопротивление проводников кабеля, затухание сигнала в кабеле, степень экранирования и другие. Механические и электрические характеристики составляют технические характеристики кабеля. Немаловажное значение для выбора кабеля имеет и его стоимость. Стоимость строительства сети из качественного кабеля будет выше, но обычно увеличение стоимости строительства оправдано и даже необходимо для того, чтобы затраты на последующую в процессе эксплуатации замену поврежденных участков проводки не оказались слишком высоки и обременительны. Повреждение кабеля может быть как чисто механическим, возникшим вследствие неправильного обращения с ним (разрыв, изгиб, деформация), так и появившимся вследствие естественного старения и ухудшения характеристик (под действием климатических условий).
В том и другом случае потребуется замена кабеля, поэтому затраты на строительство следует соизмерять с возможными будущими затратами на ремонт и техническое обслуживание сети. Более дорогие кабели обычно имеют более высокую прочность и длительную стабильность параметров, хотя это не является гарантированным правилом. Техническое обслуживание является серьезнейшей статьей расхода для оператора сети. Согласно статистическим данным на абонентских отводах производится около 70 % ремонтных работ в кабельных сетях. В целом выбор кабеля делается на основе компромисса между его стоимостью и техническими характеристиками. Найти оптимальное соотношение того и другого при соблюдении требований технического задания является целью разработчика.
Технические характеристики кабелей должны соответствовать общепринятым стандартам. Существует несколько стандартов качества кабельной продукции. Стандарт ISO 9001 устанавливает нормы на все технические характеристики кабеля. Кроме этого, кабели должны быть протестированы на соответствие экологическим стандартам, таким как европейские стандарты пожаробезопасное IEC 332-1, IEC 332-3 и IEC 754-1, определяющим огнестойкость кабеля, нормы выделения дыма и токсичных газов при возгорании. Фирма-производитель в процессе производства должна тщательно тестировать кабель на соответствие всем этим стандартам. Среди наиболее известных фирм, специализирующихся на изготовлении кабельной продукции можно назвать Cavel, Commscope, Belden, TFC, Finmark. Разнообразие марок кабеля очень велико и каждый производитель имеет собственную систему обозначений выпускаемых серий кабеля (CATV 11, RG-6, SAT 703, 27/115 FC, PK75-9-12, TX 840 и многие другие).
Совокупность механических и электрических характеристик относит данный кабель к какому-либо типу. Тип кабеля не устанавливает строго фиксированные значения его механических и электрических характеристик, но предполагает, что они находятся в допустимых, соответствующих данному типу границах. Кабель одного и того же типа от разных производителей может иметь несколько различающиеся характеристики. Тип кабеля, как правило, однозначно определяет только его размер, который зависит от диаметра внешнего проводника. Размер кабель кабеля измеряется по наружному диаметру внешнего проводника без защитных кожухов и армирующих элементов. Тип кабеля характеризует в целом его назначение или рекомендуемую область применения, т.е. показывает, для какого иерархического уровня системы он предназначен – транспортного, магистрального, домового или абонентского. В соответствии с этим коаксиальные кабели можно классифицировать по следующим типам:
• магистральные (транковые);
• распределительные (домовые);
• абонентские.
Среди электрических характеристик наиболее существенными являются низкие потери передачи на высоких частотах, высокая степень экранирования и хорошая электропроводимость по току питания. Если требуется повысить коэффициент экранирования, применяется трехкратное (tri-shield) или четырехкратное (quad-shield) экранирование в виде дополнительных металлических оплеток. Также для магистральных линий, которые предназначены для подземной прокладки, применяют специальный силиконовый компаунд, предотвращающий коррозию при повреждении внешней изоляции. Кабель для прокладки подвесных линий может иметь вспененный диэлектрик или, реже, воздушный, а в случае прокладки в грунт, где кабель более подвержен проникновению влаги, применяется вспененный диэлектрик. Кабели с твердым диэлектриком не применяются на магистралях из-за высоких потерь передачи. В настоящее время кабели ячеистой структуры “бамбук” с воздухом в качестве диэлектрика практически полностью конструктивных элементов – различных экранов, защитных покрытий и несущих тросов для прокладки подвесных магистралей. При этом гибкость кабеля ухудшается, но как раз этот параметр не слишком важен для магистральных кабелей, так как магистральная линия обычно строится по прямой или, во всяком случае, без сильных изгибов. Для магистрального кабеля гораздо более существенны надежность и стабильность электрических характеристик, гарантирующая высокое качество передачи.
Основное назначение коаксиального кабеля — передача сигнала в различных областях техники:
Галогенонесодержащий — низкое выделение дыма и паров, отсутствие галогенов в материале оболочки кабеля — такие требования предъявляют европейские правила техники безопасности (IEC33203 — тест на горючесть, IEC61034 — тест на дымовыделение, IEC754-1 — коррозионная стойкость).
Рисунок 4 - Многожильный кабель 5BNC с двумя симметричными аудиопарами
Для передачи сигналов RGBHV, S-Video и компонентных несколько коаксиальных кабелей могут объединяться в многожильный (multicore) с общей оболочкой. Количество коаксиальных кабелей в многожильном кабеле может быть от двух до шести, кроме того, в многожильные кабели могут добавляться симметричные аудиопары и силовые проводники, что делает их еще более универсальными (рис. 4).
2.2 Типы и классификация коаксиальных кабелей
Существует два типа коаксиальных кабелей: тонкий коаксиальный кабель и толстый коаксиальный кабель. Выбор того или иного типа кабеля зависит от потребностей конкретной сети.
Тонкий коаксиальный кабель - гибкий кабель диаметром около 0,5 см (около 0.25 дюймов). Он прост в применении и годится практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к платам сетевого адаптера компьютеров. Тонкий (thin) коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстояние до 185 м (около 607 футов) без его заметного искажения, вызванного затуханием.
Производители оборудования выработали специальную маркировку для различных типов кабелей. Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG-58, его волновое сопротивление равно 500 м. Волновое сопротивление (impedance) - это сопротивление переменному току, выраженное в омах. Основная отличительная особенность этого семейства - медная жила. Она может быть сплошной или состоять из нескольких переплетенных проводов.
Таблица 1 – Виды и характеристики тонких кабелей
| Кабель | Описание |
| RG-58 /LJ | Сплошная медная жила |
| RG-58 A/U | Переплетенные провода |
| RG-58 С/и | Военный стандарт для RG-58 A/U |
| RG-59 | Используется для широкополосной передачи (например, в кабельном телевидении) |
| RG-6 | Имеет больший диаметр по сравнению с RG-59, предназначен для более высоких частот, но может применяться и для широкополосной передачи |
| RG-62 | Используется в сетях ArcNet |
Толстый (thick) коаксиальный кабель - относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см (около 0,5 дюймов). Иногда его называют «стандартный Ethernet», поскольку он был первым типом кабеля, применяемым в Ethernet - популярной сетевой архитектуре. Медная жила толстого коаксиального кабеля больше в сечении, чем тонкого. Чем толще жила у кабеля, тем большее расстояние способен преодолеть сигнал. Следовательно, толстый коаксиальный кабель передает сигналы дальше, чем тонкий, - до 500 м (около 1 640 футов). Поэтому толстый коаксиальный кабель иногда используют в качестве основного кабеля [магистрали (backbone)], который соединяет несколько небольших сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство - трансивер (transceiver).
Трансивер снабжен специальным коннектором, который назван весьма впечатляюще - «зуб вампира» (vampire tap) или «пронзающий ответвитель» (piercing tap). Этот «зуб» проникает через изоляционный слой и вступает в непосредственный физический контакт с проводящей жилой. Чтобы подключить трансивер к сетевому адаптеру, надо кабель трансивера подключить к коннектору AUI-порта сетевой платы. Этот коннектор известен также как DIX-коннектор (Digital Intel Xerox), в соответствии с названиями фирм-разработчиков, или коннектор DB-15.
Сравнение двух типов коаксиальных кабелей:
Как правило, чем толще кабель, тем сложнее с ним работать. Тонкий коаксиальный кабель гибок, прост в установке и относительно недорог. Толстый кабель трудно гнуть, и, следовательно, его сложнее устанавливать. Это очень существенный недостаток, особенно если необходимо проложить кабель по трубам или желобам. Толстый коаксиальный кабель дороже тонкого, но при этом он передает сигналы на большие расстояния.
Классификация коаксиальных кабелей:
1) По назначению кабель подразделяют на следующие группы:
-
для систем связи; -
компьютерных сетей; -
космической техники; -
бытовой техники; -
для систем кабельного телевидения; -
авиационный
2) По волновому сопротивлению:
Волновое сопротивление кабеля может быть различным. Однако же некоторые его величины стандартизированы. Это три значения международных стандартов и пять российских:
50 Ом — самый распространённый тип кабеля, используется в различных областях радиоэлектроники. Выбор данной величины волнового сопротивления обусловлен способностью такого кабеля, передавать радиосигналы, близкие к предельно достижимым показаниям передаваемой мощности и электрической прочности с минимальными потерями.
75 Ом — также является очень распространённым типом коаксиального кабеля. Традиционно применяется в телевизионных системах передачи сигнала. Выбран, благодаря хорошему соотношению механической прочности и небольшой себестоимости. Распространён в сферах, где не используются высокие мощности, и требуется большой метраж кабеля. Потери сигнала немногим больше, чем в кабеле с волновым номинальным сопротивлением 50 Ом.
100 Ом — редко используемая группа. Применяется, в основном, в технике, использующей импульсы и в специальных целях.
150 Ом — редко применяется, в основном, в технике, использующей импульсы, а также для специальных целей. В международных стандартах не предусмотрен.
200 Ом — используется очень редко, предусмотрен только российскими стандартами.
Существуют коаксиальные кабели с ненормируемыми волновыми сопротивлениями: наиболее распространены в аналоговой звукотехнике.
3) По диаметру изоляции:
- крупногабаритный диаметр — более 11,5 мм;
- среднегабаритный диаметр — 3,7 ÷ 11,5 мм;
- миниатюрный диаметр — 1,5 ÷ 2,95 мм;
- субминиатюрный диаметр — до 1 мм.
4) По степени экранирования:
- излучающие кабели - имеют намеренно заниженную, но контролируемую степень экранирования;
- обычный экран;
- однослойная оплётка;
- двойная или многослойная оплётка, и также с дополнительным экранирующим слоем;
- экран с лужёной оплёткой;
- сплошной экран;
- экран из металлической трубки.
5) По гибкости (стойкость к частым перегибам кабеля и по механическому моменту изгиба кабеля):
-
особо гибкий; -
гибкий; -
полужёсткий; -
жёсткий.
2. Основные параметры коаксиальных кабелей
Выбор типа кабеля для конкретного проекта сети основывается на оценке преимуществ от его использования с точки зрения всех его качественных характеристик. Перечислим те критерии, которыми должен руководствоваться разработчик кабельной сети при выборе кабеля:
• механические характеристики;
• электрические характеристики;
• стабильность параметров;
• стоимость.
Механические характеристики кабеля связаны с его структурой, конструктивными особенностями и определяют такие важнейшие его качества как гибкость, прочность и долговечность. Электрические характеристики также зависят от механической структуры кабеля и материалов, использованных при его изготовлении, и определяют качество передачи сигнала в системе. К электрическим характеристикам относится множество параметров, среди которых сопротивление проводников кабеля, затухание сигнала в кабеле, степень экранирования и другие. Механические и электрические характеристики составляют технические характеристики кабеля. Немаловажное значение для выбора кабеля имеет и его стоимость. Стоимость строительства сети из качественного кабеля будет выше, но обычно увеличение стоимости строительства оправдано и даже необходимо для того, чтобы затраты на последующую в процессе эксплуатации замену поврежденных участков проводки не оказались слишком высоки и обременительны. Повреждение кабеля может быть как чисто механическим, возникшим вследствие неправильного обращения с ним (разрыв, изгиб, деформация), так и появившимся вследствие естественного старения и ухудшения характеристик (под действием климатических условий).
В том и другом случае потребуется замена кабеля, поэтому затраты на строительство следует соизмерять с возможными будущими затратами на ремонт и техническое обслуживание сети. Более дорогие кабели обычно имеют более высокую прочность и длительную стабильность параметров, хотя это не является гарантированным правилом. Техническое обслуживание является серьезнейшей статьей расхода для оператора сети. Согласно статистическим данным на абонентских отводах производится около 70 % ремонтных работ в кабельных сетях. В целом выбор кабеля делается на основе компромисса между его стоимостью и техническими характеристиками. Найти оптимальное соотношение того и другого при соблюдении требований технического задания является целью разработчика.
Технические характеристики кабелей должны соответствовать общепринятым стандартам. Существует несколько стандартов качества кабельной продукции. Стандарт ISO 9001 устанавливает нормы на все технические характеристики кабеля. Кроме этого, кабели должны быть протестированы на соответствие экологическим стандартам, таким как европейские стандарты пожаробезопасное IEC 332-1, IEC 332-3 и IEC 754-1, определяющим огнестойкость кабеля, нормы выделения дыма и токсичных газов при возгорании. Фирма-производитель в процессе производства должна тщательно тестировать кабель на соответствие всем этим стандартам. Среди наиболее известных фирм, специализирующихся на изготовлении кабельной продукции можно назвать Cavel, Commscope, Belden, TFC, Finmark. Разнообразие марок кабеля очень велико и каждый производитель имеет собственную систему обозначений выпускаемых серий кабеля (CATV 11, RG-6, SAT 703, 27/115 FC, PK75-9-12, TX 840 и многие другие).
Совокупность механических и электрических характеристик относит данный кабель к какому-либо типу. Тип кабеля не устанавливает строго фиксированные значения его механических и электрических характеристик, но предполагает, что они находятся в допустимых, соответствующих данному типу границах. Кабель одного и того же типа от разных производителей может иметь несколько различающиеся характеристики. Тип кабеля, как правило, однозначно определяет только его размер, который зависит от диаметра внешнего проводника. Размер кабель кабеля измеряется по наружному диаметру внешнего проводника без защитных кожухов и армирующих элементов. Тип кабеля характеризует в целом его назначение или рекомендуемую область применения, т.е. показывает, для какого иерархического уровня системы он предназначен – транспортного, магистрального, домового или абонентского. В соответствии с этим коаксиальные кабели можно классифицировать по следующим типам:
• магистральные (транковые);
• распределительные (домовые);
• абонентские.
Среди электрических характеристик наиболее существенными являются низкие потери передачи на высоких частотах, высокая степень экранирования и хорошая электропроводимость по току питания. Если требуется повысить коэффициент экранирования, применяется трехкратное (tri-shield) или четырехкратное (quad-shield) экранирование в виде дополнительных металлических оплеток. Также для магистральных линий, которые предназначены для подземной прокладки, применяют специальный силиконовый компаунд, предотвращающий коррозию при повреждении внешней изоляции. Кабель для прокладки подвесных линий может иметь вспененный диэлектрик или, реже, воздушный, а в случае прокладки в грунт, где кабель более подвержен проникновению влаги, применяется вспененный диэлектрик. Кабели с твердым диэлектриком не применяются на магистралях из-за высоких потерь передачи. В настоящее время кабели ячеистой структуры “бамбук” с воздухом в качестве диэлектрика практически полностью конструктивных элементов – различных экранов, защитных покрытий и несущих тросов для прокладки подвесных магистралей. При этом гибкость кабеля ухудшается, но как раз этот параметр не слишком важен для магистральных кабелей, так как магистральная линия обычно строится по прямой или, во всяком случае, без сильных изгибов. Для магистрального кабеля гораздо более существенны надежность и стабильность электрических характеристик, гарантирующая высокое качество передачи.
-
Применение
Основное назначение коаксиального кабеля — передача сигнала в различных областях техники:
-
системы связи; -
вещательные сети; -
компьютерные 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.
