Электрические кабели и их характеристики: Страница ошибки 404

Содержание

Среды передачи данных | Hyperline

Любовь Горшкова, Григорий Ефимов

При построении сети необходимо, прежде всего, определить, при помощи какого носителя следует передавать связные сигналы, которые принято называть слаботочными.

Под средой передачи данных понимают физическую субстанцию, по которой происходит передача электрических сигналов, использующихся для переноса той или иной информации, представленной в цифровой форме.

Среда передачи данных может быть естественной и искусственной. Естественная среда — это существующая в природе среда; чаще всего естественной средой для передачи сигналов является атмосфера Земли, но возможно также использование других сред — безвоздушного пространства, воды, грунта, корабельного корпуса и т.д. Соответственно под искусственными понимают среды, которые были специально изготовлены для использования в качестве среды передачи данных. Представителями искусственной среды являются, например, электрические и оптоволоконные (оптические) кабели.

Будем рассматривать среды передачи данных согласно их распространенности, поэтому начнем со сред передачи данных, которые мы решили называть искусственными.

Искусственные среды. Классификация и применение

Типичными и наиболее распространенными представителями искусственной среды передачи данных являются кабели. При создании сети передачи данных выбор осуществляется из следующих основных видов кабелей: волоконно-оптический (fiber), коаксиал (coaxial) и витая пара (twisted pair). При этом и коаксиал (коаксиальный кабель), и витая пара для передачи сигналов используют металлический проводник, а волоконно-оптический кабель — световод, сделанный из стекла или пластмассы.

Справедливости ради следует отметить, что помимо оптических волокон, для передачи слаботочных сигналов в электронике применяют углеродные волокна (carbon fibers). Такая «экзотическая» среда применяется, в частности, для соединения усилителей мощности с акустическими колонками класса high-end (считается, что электрический сигнал, передаваемый по такому «акустическому» кабелю, испытывает меньшее рассеяние, чем в металлическом кабеле). В такой аппаратуре применяют также кабели из серебра, что обеспечивает получение так называемого «серебряного» звучания.

Но не будем отвлекаться. Прежде чем в 1992 году были одобрены стандарты на сеть Ethernet в части установки неэкранированной витой пары, в большинстве локальных сетей использовался коаксиальный кабель. Но в последующих инсталляциях, в основном, использовали более гибкую и менее дорогостоящую среду — неэкранированную витую пару. Кроме того, все большее распространение получает волоконно-оптический кабель за счет своих лучших характеристик по сравнению с электрическими кабелями. Однако волоконно-оптический кабель обладает существенным недостатком — высокой стоимостью, поэтому он чаще всего используется в магистральной сети, а до рабочих мест протягивается пока еще относительно редко. (Кстати, волоконно-оптические кабели также широко используются для соединения проигрывателей с усилителями в аудиоаппаратуре класса high-end.)

При выборе кабеля, особенно электрического, возникает противоречие между достижением высокой скорости передачи и покрытием большого расстояния. Дело в том, что можно увеличить скорость передачи данных, но это уменьшает расстояние, на которое данные могут перемещаться без восстановления (регенерации). В таких ситуациях могут помогать устройства, осуществляющие регенерацию сигналов, в частности, повторители и усилители. Однако при этом некоторые ограничения накладывают физические свойства кабеля. Так, электрические кабели обладают характеристикой, считающейся косвенной, — импендансом (чем выше импенданс — тем выше сопротивление), которая может стать источником осложнений при попытке соединить два кабеля с различным импендансом.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель(coaxial), или коаксиал имеет длинную историю. Если в вашем доме есть кабельное телевидение, то вы имеете коаксиальный кабель. Кабельное телевидение использует те же самые принципы, что и широкополосная передача, применяемая в сетях передачи данных. Широкополосная сеть и кабельное телевидение используют важное достоинство коаксиального кабеля — его способность передавать в один и тот же момент множество сигналов. Каждый такой сигнал называется каналом. Все каналы организуются на разных частотах, поэтому они не мешают друг другу.

Коаксиальный кабель обладает широкой полосой пропускания; это означает, что в ней можно организовать передачу трафика на высоких скоростях. Он также устойчив к электромагнитным помехам (по сравнению с витой парой) и способен передавать сигналы на большое расстояние. Кроме того, с технологией передачи сигналов по коаксиальному кабелю хорошо освоились многие поставщики и инсталляторы как кабельных систем, так и различных сетей передачи данных.

Коаксиальный кабель состоит из четырех частей (см. рис. 1). Внутри кабеля размещена центральная жила (проводник, сигнальный провод, линия, носитель сигнала, внутренний проводник), окруженная изоляционным материалом (диэлектриком). Указанный слой изоляции охвачен тонким металлическим экраном. Ось металлического экрана совпадает с осью внутреннего проводника — отсюда и следует название «коаксиал». И, наконец, внешней частью кабеля является пластиковая оболочка.

Центральная жила может состоять из одного сплошного проводника (одножильный) или нескольких, являющихся одним проводником (многожильный). Она обычно выполнена из меди, медного сплава с оловом или серебром; алюминия или стали с медным покрытием. Диэлектрик — полиэтилен или тефлон с воздушной прослойкой или без нее. Экран может быть выполнен в виде фольги или оплетки. Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлорида или полиэтилена (noplenun), тефлона или кинара (plenun).

Внешний экран может быть выполнен из фольги, оплетки или из их комбинаций. Возможна также многослойная (например, четырехслойная) защита.

Существует несколько размеров коаксиального кабеля. Различают толстый (диаметром 0.5 дюйма) и тонкий (диаметром 0.25 дюйма) коаксиальные кабели. Толстый коаксиальный кабель более крепкий, стойкий к повреждению и может передавать данные на более длинные расстояния, но недостатком такого кабеля является сложность его подсоединения.

Заметим также, что существуют такие разновидности коаксиального кабеля, как твинаксиал, тринаксиал, quad-кабель и т.д.

Витая пара

Витая пара (TP — twisted pair) — кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание осуществляется для уменьшения внешних наводок (наводок от внешних источников) и перекрестных наводок (наводок от одного проводника другому проводнику из одной и той же пары). Часто кабель на витой паре (точнее, на нескольких, как правило, 4 витых парах) называют просто «витая пара», хотя, конечно, это -профессиональный жаргон. Заметим попутно, что витая пара была изобретена Александром Беллом в 1981 году.

В последние несколько лет производители витой пары научились передавать данные по своим кабелям с высокими скоростями и на большие расстояния. Некоторые из первых локальных сетей на персональных компьютерах, например, Omninet или 10Net, использовали витую пару, но могли передавать данные только со скоростью 1 Мбит/с. В 1984 году, когда была представлена сеть Token Ring, она обладала способностью пересылать данные со скоростью 4 Мбит/с по экранированной витой паре. А в 1987 году отдельные производители заявили, что сеть Ethernet может пересылать данные по неэкранированной витой паре, но компьютеры должны быть размещены на расстоянии, равном приблизительно 300 футов, а не 2000 футов, как было разрешено для соединения с помощью толстого коаксиального кабеля. Современные достижения сделали возможной передачу данных по кабелю на витой паре со скоростью 1 Гбит/с (по 250 Мбит/с в каждой из 4 пар).

По сравнению с волоконно-оптическими и коаксиальными кабелями, использование витой пары обладает рядом существенных преимуществ. Такой кабель более тонкий, более гибкий и его проще устанавливать. Он также недорог. И вследствие этого, витая пара является идеальным средством передачи данных для офисов или рабочих групп, где нет электромагнитных помех.

Однако, витая пара обладает следующими недостатками: сильное воздействие внешних электромагнитных наводок, возможность утечки информации и сильное затухание сигналов. Кроме того, проводники витой пары подвержены поверхностному эффекту — при высокой частоте тока, электрический ток вытесняется из центра проводника, что приводит к уменьшению полезной площади проводника и дополнительному ослаблению сигнала.

Несмотря на то, что существует несколько типов витой пары, экранированная (STP — shielded twisted pair) и неэкранированная (UTP — unshielded twisted pair) являются самыми важными (см. рис. 2). При этом кабель UTP не содержит никаких экранов, а кабель STP может иметь экран вокруг каждой витой пары и, в дополнение к этому, еще один экран, охватывающий все витые пары (кабель S-STP). Применение экрана позволяет повысить помехоустойчивость.

Материалы, используемые при изготовлении витой пары, аналогичны материалам, используемым при изготовлении коаксиального кабеля.

Стандарты TIA/EIA-568, 568А определяют категории для витой пары. Существуют 7 таких категорий. Самая младшая (Категория 1) соответствует аналоговому телефонному каналу, а старшая (Категория 1) характеризуется максимальной частотой сигнала в 600 МГц, при этом Категории 1…3 выполняются на UTP, а 4…7 — UTP и STP.

Многие специалисты высказывают сомнения по поводу целесообразности введения 7 категории, так как стоимость кабеля, соответствующего данной категории, приравнивается к стоимости волоконно-оптических кабелей, в то время как ведутся работы по созданию более дешевых волоконно-оптических кабелей.

Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) был разрекламирован как решение всех проблем, порождаемых медным кабелем. Такой кабель имеет огромную ширину полосы пропускания и может пересылать голосовые сигналы, видеосигналы и сигналы данных на очень большие расстояния. В связи с тем, что волоконно-оптический кабель для передачи данных использует световые импульсы, а не электричество, он оказывается невосприимчивым к электромагнитным помехам. Отличительной особенностью волоконно-оптического кабеля является также то, что он обеспечивает более высокую безопасность информации, чем медный кабель. Это связано с тем, что нарушитель не может подслушивать сигналы, а должен физически подключиться к линии связи. Для того чтобы добраться до информации, передаваемой по такому кабелю, должно быть подсоединено соответствующее устройство, а это, в свою очередь, приведет к уменьшению интенсивности светового излучения. К недостаткам волоконно-оптического кабеля следует отнести высокую стоимость и меньшее число возможных перекоммутаций по сравнению с электрическими кабелями, так как во время перекоммутаций появляются микротрещины в месте коммутации, что ведет к ухудшению качества оптоволокна.

По своей структуре волоконно-оптический кабель подобен коаксиальному кабелю (см. рис. 1). Однако вместо центральной жилы в его центре располагается стержень, или сердцевина, которая окружена не диэлектриком, а оптической оболочкой, которая, в свою очередь, окружена буферным слоем (слоем лака), элементов усиления и внешнего покрытия. Стержень и оболочка изготавливается как одно целое. Диаметр стержня составляет от 2 до нескольких сотен микрометров. Толщина оболочки — от сотен микрометров до единиц миллиметров. Буферный слой может быть свободным (жесткая пластиковая трубка) или плотноприлегающим. Свободный защищает от механических повреждений и температуры, прилегающий — только от механических повреждений. Элементы усиления выполняются из стали, кевлара и т.д., однако, могут иметь отрицательный эффект, например, элементы из стали могут притягивать разряды молний. Волоконно-оптический кабель с элементами усиления называется кабелем с усиленной конфигураций. В кабеле облегченной конфигурации пространство между внешней оболочкой и буферным слоем заполнено жидким гелием. Внешнее покрытие изготавливается аналогично покрытию электрических кабелей.

Волоконно-оптический кабель бывает одномодовым и многомодовым. Одномодовый кабель имеет меньший диаметр световода (5-10 мкм) и допускает только прямолинейное распространение светового излучения (по центральной моде). В стержне многомодового кабеля свет может распространяться не только прямолинейно (по нескольким модам). Чем больше мод, тем уже пропускная способность кабеля. Так, на 100 м максимальная частота сигнала на длине волны 850 нм для многомодового составляет 1600 МГц, для одномодового — 888 ГГц. Стержень и оболочка многомодового кабеля могут быть изготовлены из стекла или пластика, в то время как у одномодового — только из стекла. Для одномодового кабеля источником света является лазер, для многомодового — светодиод.

Для многомодового кабеля характерны следующие помехи: модальная дисперсия и хроматическая дисперсия. Модальная дисперсия заключается в том, что на большом расстоянии начинает сказываться многомодовость кабеля — световой импульс, идущий по самой длинной моде (неаксиальный луч) начинает «отставать» от импульса, идущего по центральной моде (аксиальный луч). В результате этого промежуток между импульсами должен быть больше, чем разница между аксиальным и неаксиальным лучами. Хроматическую дисперсию по другому можно назвать «эффектом радуги» — когда световой сигнал разделяется на световые компоненты., а так как волны света различной длины пропускаются световодом по-разному, то на больших расстояниях хроматическая дисперсия может привести к потере передаваемых данных — световые компоненты одного сигнала будут накладываться на световые компоненты другого.

Многомодовый волоконно-оптический кабель может быть со ступенчатым или плавным отражением сигнала. Кабель с плавным отражением сигнала имеет многослойную оболочку с разными коэффициентами отражения у каждого слоя, и лучшие характеристики по сравнению с кабелем со ступенчатым отражением сигнала.

Одномодовый кабель обладает наилучшими характеристиками, но и является самым дорогим. Многомодовый кабель из пластика является самым дешевым, но обладает самыми худшими характеристиками.

Радиоволновод (немного экзотики)

К искусственным средам передачи можно отнести радиоволноводы. Радиоволновод представляет собой полую металлическую трубку, внутри которой распространяется радиосигнал. Нужно отметить, что диаметр трубки должен соответствовать длине волны передаваемого сигнала. Обычно применяются короткие волноводы для передачи сигнала на передающую антенну. Однако есть сведения, что радиоволноводы применялись в военной отрасли для передачи сигналов на большие расстояния, причем коэффициент затухания сигнала был ниже, чем при использовании электрических кабелей. Но по мере развития технологий изготовления кабелей (в частности, волоконно-оптических) радиоволноводы перестали использоваться для передачи сигналов на большие расстояния.

Естественные среды

Рассматривая естественные среды передачи данных, сделаем следующие допущения: 1) так как наиболее используемой естественной средой является атмосфера (в основном, нижний слой — тропосфера), а различные сигналы распространяются в атмосфере по разному, то при рассмотрении данной среды различные виды сигналов будем рассматривать отдельно; 2) поскольку при спутниковой связи безвоздушная среда не накладывает каких-либо ограничений на проходящий через нее сигнал, а основные трудности сигнал спутниковой связи испытывает при прохождении атмосферы, — отдельно рассматривать безвоздушную среду не будем.

Атмосфера

Наибольшее распространение в качестве носителей данных в атмосфере получили электромагнитные волны. Здесь следует заметить, что от длины волны зависит характер распространения электромагнитных волн в атмосфере. Спектр электромагнитного излучения делится на радиоизлучение, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, гамма-излучение. В настоящее время в связи с техническими трудностями ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение не используются. Используемые радиоволны, в свою очередь, зависят от длины волны. Они делятся на (приведем отечественную классификацию): сверхдлинные (декакилометровые), длинные (километровые), средние (гектаметровые), короткие (декаметровые), метровые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые, субмиллиметровые. Последние пять диапазонов принято также называть ультракороткими волнами. Кроме того, в последние три диапазона входит СВЧ-излучение (а по некоторым источникам — и часть дециметрового диапазона 0.3…0.1 м).

Радиоволны

Волны, имеющую длину больше, чем у ультракоротковолновых, не представляют большого интереса для сети передачи данных из-за низкой потенциальной скорости передачи данных. Поэтому рассматривать их не будем.

В сетях передачи данных нашли применения радиоволны УКВ диапазона, которые распространяются прямолинейно и не отражаются ионосферой (как КВ) и не огибая встречающиеся препятствия (как ДВ или СВ). Поэтому связь в сетях передачи данных, построенных на УКВ радиосредствах, ограничена по расстоянию (до 40 км). Для преодоления этого ограничения обычно используют ретрансляторы.

Разработчику радиосети приходится, в первую очередь, заниматься юридическими проблемами. Это объясняется тем, что любая передающая радиостанция, превышающая ограничение на выходную мощность, подлежит лицензированию. Национальными комитетами по лицензированию (или государственными органами, занимающимися лицензированием), как правило, выделяются частоты, не подлежащие лицензированию (в США комитетом FCC определены три таких диапазона: 902…928 МГц, 2.4…2.5 ГГц и 5.8…5.,9 ГГц, в Европейском сообществе ETSI определен диапазон, утвержденный директивой ЕС 1.88…1.90 ГГц). Однако в этом случае на передающее устройство накладывается ограничение по мощности (для США — 1 Вт).

Сети передачи данных бывают узкополосными (как правило, одночастотные) и широкополосными (широкополосные, как правило, организуются на нелицензируемых частотах). Широкополосные сети могут использовать либо метод множественного доступа с кодовым уплотнением каналов и модуляцией несущей прямой последовательностью (DS-CDMA, DFM), либо метод множественного доступа с кодовым уплотнением каналов за счет скачкообразного изменения частоты (FH-CDMA, FHM).

Стоит добавить, что при использовании радиоволн с миллиметровыми длинами волны и менее, придется столкнуться с тем, что качество радиосвязи будет зависеть от состояния атмосферы (туман, дым и т.д.).

Разновидностью радиосвязи можно считать спутниковую связь, отличием от наземной радиосвязи будет являться только то, что вместо наземного ретранслятора используется спутник-ретранслятор, находящийся на геостационарной орбите. При использовании спутника-ретранслятора снимается ограничение по расстоянию, но возникают задержки между приемом и передачей сигнала — задержки распространения, которые могут составить 0.5…5 с.

Инфракрасное излучение и видимый свет

Источником инфракрасного излучения могут служить лазер или фотодиод. В отличие от радиоизлучения, инфракрасное излучение не может проникать сквозь стены, и сильный источник света будет являться для них помехой. Кроме того, при организации связи вне помещения на качество канала будет влиять состояние атмосферы. Инфракрасные сети передачи данных могут использовать прямое или рассеянное инфракрасное излучение. Сети, использующие прямое излучение, могут быть организованы по схеме «точка-точка» или через отражатель, закрепляющийся, как правило, на потолке. Организация сетей, использующих прямое излучение, требует очень точного наведения, особенно если в качестве источников наведения используются лазеры. Используемые частоты излучения 100…1000 ГГц, пропускная способность от 100 Кбит/с до 16 Мбит/с. Сети, использующие рассеянное излучение, не предъявляют требования к точной настройке, более того, позволяют абоненту перемещаться, но обладают меньшей пропускной способностью — не более 1 Мбит/с.

Использование в сетях передачи данных источника видимого света более проблематично, так как использующийся источник видимого света ( лазер) может нанести травму человеку (ожог глаз). Поэтому при организации сетей, использующих видимый свет, следует также решать проблемы исключения случайной травмы пользователя сети, обслуживающего персонала или случайных людей.

Основные понятия

Среда передачи данных — физическая среда, по которой происходит передача сигналов, использующихся для представления информации

Радиоволны — электромагнитные волны с частотой меньше 6000 ГГц (с длиной волны больше 100 мкм).

Коаксиальный (coaxial) кабель (от co — совместно и axis — ось) представляет собой два соосных гибких металлических проводника, разделенных диэлектриком.

Витая пара — (twisted pair, TP) — кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Существуют: экранированная (shielded twisted pair, STP) и неэкранированная (unshielded twisted pair, UTP) витые пары.

Двужильный или твинаксиальный (twinaxial) кабель — коаксиальный кабель с двумя проводящими жилами, каждая из которых помещена в свой собственный слой диэлектрика.

Триаксиальный (triaxial) кабель отличается от коаксиального тем, что содержит дополнительный медный экранирующий слой, который располагается между обычным экранирующим слоем и внешним покрытием.

Квадраксильный (quadrax) кабель — кабель, содержащий две жилы подобно твиаксиальному и окруженный подобно триаксиальному дополнительным экранирующим проводящим слоем.

Кабели с четырехслойной защитой (quadshield) — кабели такого типа содержат четыре чередующихся защитных слоя из фольги и металлической оплетки.

Волоконно-оптический кабель (fiber-optic cable) предназначен для организации физической сред передачи световых сигналов.

Мода (mode) — возможный путь распространения световых лучей по оптоволокну.

Одномодовый (single-mode) кабель- волоконно-оптический кабель, имеющий диаметр сечения стержня менее 10 мкм, в результате чего световые лучи внутри него могут распространяться только по одному маршруту.

Многомодовый (multimode) кабель — волоконно-оптический кабель, внутри стержня которого световые лучи могут распространяться по нескольким маршрутам.

Кабель со ступенчатым изменением коэффициента преломления (single-step fiber) — многомодовый волоконно-оптический кабель со скачкообразным коэффициентом преломления между сердечниками и оболочкой.

Кабель с плавным изменением коэффициента (graded-index fiber) — многомодовый волоконно-оптический кабель с плавным изменением коэффициента преломления между сердечниками и оболочкой.

Организации, занимающиеся стандартизацией сред передачи данных

Компания IBM — спецификации ICS (IBM cable system)

Национальный электротехнический кодекс (National Electric Code, NEC). Документы NEC публикуются национальным противопожарным комитетом. В них описываются стандарты надежности общецелевых кабелей. Стандарты второго класса (CL2x) описывают общецелевые кабели, а коммуникационные стандарты (CMx) кабели, предназначенные для передачи информации. Наиболее строгими из стандартов являются CL2P, CM2P (Plenum), менее строгие стандарты CL2R, CM2R.

Underwriters laboratories (UL)

Специалисты организации UL выполняют тестирование, предназначенное для проверки условий, при которых кабели и устройства могут работать с надежностью, соответствующей их спецификации. Продукция успешно прошедшая эти тесты помещается в списки UL. Для классификации кабелей различного типа UL используют систему отметок, которая содержит пять уровней.

Объединенный комитет Ассоциация электронной промышленности/Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA/EIA) разботал классификационные системы для витой пары: TIA/EIA-568/568А.

Международная организация по стандартизации/Международная электротехническая комиссия (ISO/IEC) разработали стандарт ISO/IEC 11801, определяющий спецификации на кабели и соединители.

Институт инженеров по радиотехнике и электронике (IEEE) разработал стандарт 802.11 на беспроводные сети

Статья опубликована с разрешения журнала «Сетевой», №05 2000

Электрические характеристики симметричных кабелей: параметры передачи

Применимость кабеля для передачи сигналов зависит от его электрических характеристик. А они, в свою очередь, определяются параметрами передачи и параметрами влияния. Параметры передачи характеризуют процесс распространения электромагнитной энергии по симметричной паре, а параметры влияния — переход электромагнитной энергии с одной симметричной пары на другую и защищенность цепей от взаимных и внешних помех.

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДАЧИ

Суть параметров передачи станет понятнее, если рассмотреть эквивалентную электрическую схему симметричной пары для однородной кабельной линии (строительной длины). Конечно, эта схема сильно упрощена. Во-первых, она асимметрична. Во-вторых, имеет сосредоточенные элементы, в то время как реальная симметричная пара представляет собой цепь с распределенными параметрами. Но поскольку длины волн в спектре передаваемого по кабельной линии сигнала много больше ее физических размеров, она с малой погрешностью может считаться цепью с сосредоточенными параметрами.

Двухпроводная линия обладает сопротивлением R, индуктивностью L, емкостью C и проводимостью изоляции G (проводимость изоляции — величина, обратная сопротивлению изоляции). Это первичные параметры передачи, их величина обусловлена конструкцией кабеля и частотой передаваемого сигнала. Так, сопротивление постоянному току зависит от температуры, материала, сечения и длины провода, а сопротивление переменному току — еще и от частоты, возрастая с увеличением последней. Данное явление известно под названием поверхностного эффекта: чем выше частота тока, тем в большей мере он вытесняется на поверхность проводника, что эквивалентно уменьшению поперечного сечения провода, поскольку его внутренняя область не задействуется.

Рост пропускной способности отразился и на локальных вычислительных сетях — повсеместное внедрение структурированных кабельных систем (СКС) сопровождается одновременным повышением скоростей передачи (см. также кабельные тестеры для сертификации СКС). Если первые симметричные кабели СКС (Категория 3, или Класс C) обеспечивали передачу сигнала на частотах до 16 МГц, то сегодня широко применяются кабели, у которых эта граница сдвинулась до 250 МГц (Категория 6, или Класс E), а разрабатываемые кабели имеют диапазон рабочих частот до 1,2 ГГц (Категория 8). За два десятилетия симметричные кабели СКС стали настолько отличаться от традиционных абонентских (до 20 кГц, Категория 2, или Класс B), что круг тестируемых параметров для сертификации кабелей и каналов СКС пришлось несколько раз менять.

Ниже кратко рассматриваются важнейшие традиционные и новые параметры скрученной пары.

Первичные параметры симметричной пары являются исходными для расчета вторичных параметров передачи (коэффициента затухания a, коэффициента фазы b и волнового сопротивления Z_c).

Коэффициент затухания a характеризует ослабление сигнала на выходе симметричной пары длиной 1 км, нагруженной на ее волновое сопротивление. Он измеряется в дБ/км и увеличивается с ростом частоты. Коэффициент фазы b характеризует фазовый сдвиг сигнала определенной частоты при распространении его по кабелю. Как и коэффициент затухания a, он нормирован относительно длины 1 км, а измеряется в рад/км.

Волновое, или характеристическое, сопротивление линии

Z_c = [(R + jwL) / (G + jwC)]^1/2

также является функцией первичных параметров линии.

При w = 0 (w = 2?f) характеристическое сопротивление Z_c = (R/G)^1/2. А на достаточно высоких частотах, где справедливы соотношения wL >> R и wC >> G, Z_c = (L/C), становится постоянной величиной, не зависящей от частоты. Поскольку R/G >> L/C, то модуль Zc — монотонно убывающая функция от (R/G)^1/2 при w = 0 до (L / C)^1/2 на высоких частотах.

Затухание (Attenuation) — важнейший параметр симметричной пары (линии) или канала, от которого напрямую зависит качество передачи сигнала. Слишком сильное затухание на линии (в канале) приводит к резкому увеличению ошибок в передаваемом сигнале. При этом возникает необходимость его повторной передачи, что снижает пропускную способность линии связи.

Обычно затухание сигнала а — отношение мощностей или амплитуд напряжения сигнала в начале линии и точке измерения — выражают в децибелах:

а = 10 lg (P₀ / P_x),

где P₀ и P_x — мощности сигнала в начале линии и произвольной точке X, соответственно. Если, например, P_x = 0,1 P₀, то а = 10 дБ.

Любая двухпроводная линия связи представляет собой фильтр нижних частот. Поэтому затухание линии связи является возрастающей функцией частоты.

Затухание линии увеличивается также с температурой, что следует учитывать при проектировании. Особенно чувствительны к изменению затухания цифровые системы связи: при увеличении затухания линии всего на 1 дБ коэффициент ошибок цифрового сигнала может возрасти на один-два порядка.

Следует отметить, что термин Attenuation относится к так называемому собственному затуханию, которое характерно для однородной линии. Такой линией является строительная длина кабеля с одинаковыми конструктивными и электрическими параметрами на всем ее протяжении. Любая реальная линия связи (например, абонентская или соединительная) — это совокупность множества последовательно включенных строительных длин кабеля, при этом у них могут быть отличающиеся конструктивные и электрические параметры. Поэтому на практике линия связи неоднородна, а основные неоднородности сосредоточены в стыках строительных длин кабелей или вызваны дефектами кабелей из-за отклонений в процессе их производства, монтажа и эксплуатации.

В теории электрической связи затухание такой линии называют вносимым затуханием Insertion Loss (IL). В отличие от собственного затухания, вносимое затухание не связано жесткой зависимостью с ее длиной. Степень связи определяется степенью однородности конкретной линии.

Любая линия связи вносит задержку сигнала. Сигнал будет передан без искажений, если время задержки одинаково во всем рабочем диапазоне частот.

Искажения времени задержки в линии могут возникать вследствие резких изменений ее входного сопротивления в местах стыка или чрезмерного изгиба кабеля, из-за чего появляются отраженные сигналы. Эти эффекты особенно заметны на высоких частотах, где они могут быть вызваны отсутствием скрутки пары в месте установки соединителя. Поэтому такие соединители не используются в СКС, начиная с Категории 5. Все строже становятся и требования к однородности характеристик кабеля по всей его длине, соответствию импеданса витых пар кабеля и соединителей, способам укладки и крепления, а также к качеству монтажа кабельных окончаний.

В случае использования технологий xDSL на абонентских линиях телефонной сети неоднородности составляющих их кабелей также играют отрицательную роль. Кроме упомянутых выше видов неоднородностей они могут быть обусловлены параллельными отводами, наличие которых объясняется тем, что при отказе абонента от пользования телефонными услугами соответствующая абонентская пара распределительного кабеля не всегда отключается.

Наряду с искажениями времени задержки весьма существенное влияние на качество передачи сигнала оказывает сама величина времени задержки (Propagation Delay). Она критически важна, например, при одновременной передаче сигналов в одном направлении по нескольким параллельным парам одного кабеля. Такой способ передачи (его называют еще инверсным мультиплексированием) используется, в частности, при пространственном разделении сигналов, когда высокоскоростной сигнал передается параллельно по нескольким симметричным парам. Следует учесть, что большой разброс времени задержки (Propagation Delay Skew) пар кабеля может нарушить правильный порядок восстановления исходного высокоскоростного сигнала на приеме.

Степень неоднородности линии связи оценивается с помощью параметра Return Loss (RL), который переводится чаще всего как «возвратные потери». Пожалуй, более правильно называть этот параметр затуханием отражения или затуханием несогласованности, поскольку он представляет собой логарифмическую меру коэффициента отражения в месте стыка двух отрезков кабеля:

RL = 20 lg (1 / |p|) дБ,

где |p| — модуль коэффициента отражения, причем

|p| = |(z1 — z2) / (z1 + z2)|,

где z1 и z2 — входные сопротивления отрезков кабеля 1 и 2 в месте стыка.

Все системы связи (и, в первую очередь, цифровые) чувствительны к шумам внешних источников (люминесцентных ламп, микроволновых печей, офисного оборудования и др.), особенно если скрученная пара имеет недостаточную симметрию — в этом случае она становится приемной антенной, легко воспринимающей внешние помехи. Если помехи чрезмерны, а их источник не удается локализовать, то используют экранированные кабели или волоконно-оптические кабели.

Механические характеристики кабелей | Коаксиальные и высокочастотные кабели связи | Архивы

Страница 24 из 38

Раздел 6
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЕЙ

Общие сведения

В процессе прокладки, подвески кабелей, выкладки в котлованах, смотровых колодцах, а также при вводе кабелей в усилительные (регенерационные) пункты и в процессе эксплуатации кабели подвергаются различного рода механическим нагрузкам. В результате этого может произойти необратимая деформация кабелей, приводящая к ухудшению его электрических характеристик.
Для проверки механической устойчивости кабеля на кабельных заводах производят двукратную перемотку с барабана на барабан, диаметр шейки которых равен двукратному допустимому радиусу изгиба кабеля; при этом контролируют и электрические характеристики кабеля. Механическая устойчивость кабеля характеризуется допустимыми растягивающим усилием, раздавливающим усилием и радиусом изгиба.

Допустимые растягивающие усилия

Пределы растягивающих нагрузок зависят от типов и марок кабелей и определяются материалом, площадью сечения металлических элементов, материалом и площадью сечения оболочек и защитных покровов, а также допустимым изменением параметров кабеля под воздействием растягивающих деформаций.
Численные значения допустимых механических нагрузок на коаксиальные кабели приведены в табл. 6.1, а на симметричной — в табл. 6.2.

Допустимые раздавливающие усилия

Раздавливающие усилия характеризуются допустимой интенсивностью поперечной сжимающей нагрузки, воздействие которой на кабель связи возможно при прокладке и в процессе эксплуатации. Допустимые значения нагрузки на коаксиальные кабели приведены в табл. 6.1, а на симметричные — в табл. 6.2.

Допустимые механические нагрузки на коаксиальные кабели

Марка кабеля	Допустимое растягивающее усилие, кН	Допустимая интенсивность поперечной сжимающей нагрузки, кН/м	Допустимое гидростатическое давление, кПа	Минимальный радиус изгиба, мм
КМБ-4	6,5	12,4	550	400
КМ.К-4	75,3	18,2	670	410
КМБ-8/6	15,0	10,3	250	600
КМК-8/6	105,4	13,6	300	605
КМАБп-4	8,1	17,2	1500	630
КМАБлШп-4	8,1	17,2	1950	630
КМАКпШп-4	75,3	20,9	2050	630
МКТСБ-4	2,1	14,8	350	250
МКТСК-4	68,3	9,2	370	270
ВКПАП	1,0	13,1	—	350
ВКПАПт	3,4	13,3	—	350
ВКПАПК	21,1	16,6	3500	350

Допустимые механические нагрузки на симметричные кабели
Таблица 6.2

Марка кабеля	Допустимое растягивающее усилие, кН	Допустимая интенсивность поперечной сжимающей нагрузки, кН/м	Допустимое гидростатическое давление, кПа	Минимальный радиус изгиба, мм
МКСАШп	2,5	9,0	1950	340
МКСАШп-7Х4	3,5	7,8	1750	420
МКССтШп-4Х4	2.5	29,5	3500	340
МКССтШп-7Х4	3,2!	18,5	3700	420
МКСАБп-4Х4	2,6	15,3	1750	360
МКСАБп-7Х4	3,7	14,0	1600	430
МКСАБпШп-4Х4	2,6	14,2	1750	360
МКСАБпШп-7Х4	3,7	13,1	1600	440
МКСАКпШп-4Х4	53,0	21,9	1700	380
МКСАКпШп-7Х4	63,0	19,1	1550	480
МКСАСпШп-7Х4	4,4	35,4	3000	300
МКСГ-4Х4	1,3	2,2	550	280
МКСГ-7Х4	2,1	3,0	500	360
МКСБ-4Х4	2,0	9,4	590	330
МКСБ-7Х4	3,0	8,9	550	410
МКСК-4Х4	53,0	13,9	570	370
МКСК-7Х4	63,0	12,5	550	460
ЗКАШп-1Х4	1,0	12,0		330
ЗКВ-1Х4	0,3	1,8	_	340
ЗКАБп-1Х4	1,2	1,0	_	480
ЗКП-1Х4	0,3	1,9	_	340
ЗКПБ-1Х4	0,4	3,7	_	540
ЗКАБпШп-1Х4	1.2	15,4	_	480
МККШп-1Х4	12,4	5,2	—	520
МККШв-1Х4	12,4	5,2	_	520
ЗКАКпШп-1Х4	12,4	15,2	—	560

Допустимые радиусы изгиба

Допустимые радиусы изгиба принято вычислять исходя из диаметра кабеля по металлической оболочке по формуле rmиn=ndм, где rтin — наименьший радиус изгиба кабеля, мм; dм — диаметр кабеля по металлической оболочке, мм; п — коэффициент, зависящий от типа и марки кабеля, материала оболочек и защитных покровов. Значения rmin, принятые стандартами и техническими условиями для коаксиальных кабелей связи приведены в табл. 6.1, а для симметричных — в табл. 6.2.

Классификация кабелей и проводов: особенности + фото

Классификация кабелей и проводов на данный момент разнообразна, каких только не существует. Хочу заметить, что есть и обычные модификации. Человек, когда пытается найти для себя нужный кабель, всегда сталкивается со сложностями. Поэтому в данной статье я решил собрать весь класс проводов и кабелей. Надеюсь, что эта статья будет полезна всем и поможет сделать правильный выбор.

Классификация кабелей и проводов

Силовые кабели

Кабель ВВГ

Силовой кабель ВВГ состоит из изоляции ПТЖ и имеет оболочку из ПВХ. В средине медная жила, она не имеет защиты. Кабель применяется для распространения электрического тока, рабочее напряжение составляет 600-1000 Вольт, при этом частота – 50 Герц. Количество жил может быть разное в зависимости от модификации, обычно от 1 до 5. Сечение – 1.5 до 2.4 миллиметров.

Кабель ВВГ

Данный кабель широко применяется практически во всех сферах, рабочее напряжение всегда составляет +50 -50 градусов. Не боится влаги и устойчив ко всем внешним агрессивным веществам.

Разновидности ВВГ:

АВВГ – характеристики те же, но в средине алюминиевая жила;
Кабель АВВГ
ВВГнг – хорошая защита от горения;
ВВГнг LS – редкий экземпляр на нашем рынке;
Кабель ВВГнг LS
ВВГп – одна особенность, плоское сечение кабеля;
ВВГз – пространство между изоляцией и жилами из резиновой смеси.

Кабель NYM

Требования к проводам и кабелям этой модели особенные, ведь именно он считается повышенной прочности. Все жилы только медные, их количество от 2 до 5. В тоже время сечение от 1.5 до 1.6 мм. Предназначается для проведения различных осветительных систем. Не боятся влаги и устойчивы ко многим внешним факторам, рабочая температура от -50 до +70 . Один большой минус – плохо выдерживает прямые солнечные лучи, лучше его накрывать от них. Прочитайте, как нарастить кабель NYM.

Кабель КГ

Если говорить за обозначение кабелей и проводов данной модели, то здесь все предельно просто – кабель гибкий. Рабочее напряжение до 1000 Вольт, переменное 660 Вольт. Все жилы медные, легко гнуться. Жилы: от двух и до пяти. Изоляция резиновая.

Кабель КГ

ВББШв

Классификация кабелей и проводов данного вида означает, что это силовой кабель. Предназначается для проведения электричества для различных стационарных установок, или к отдельным объектам.

Кабель ВББШв

Жилы медные;
Количество жил от 1 до 5;
Сечение составляет от 1,2 до 2,4 мм;
ТПЖ изоляция;
Защитное покрытие ПВХ;
Рабочая температура: -50 +50;
Устойчив в влаге (98%).

Модификации:

АВББШв – алюминиевая жила;
ВББШвнг – кабель не горит;
ВББШвнг-LS – кабель не горит и здесь низкое газо и дымовыделение.

Провода

Провод ПБПП (ПУНП)

Плоский провод, здесь только медные однопроволочные жилы. Применяется для прокладки различных осветительных систем и для монтажа розеток и выключателей. Из него можно сделать и ответвление провода.

Провод ПБПП (ПУНП)

Покрытие – ПВХ;
2-3 жилы;
Сечение от 1.5 до 6 мм;
Напряжение номинальное 250 Вольт;
Чистота 50 Герц;
Температура работы: -15 до +50.

Провод ПБППг (ПУГНП)

Классификация кабелей и проводов данной модели отличается от предыдущего варианта только тем, что здесь все жилы многопроволочные. Остальные характеристики полностью совпадают.

Провод ПБППг (ПУГНП)

Првод ППВ

Данный провод медный. Применяется при прокладке силовых линий и стационарных систем освещения. Провод не боится агрессивных веществ и не подвергается горению.

Провод ППВ

Сечение: 0.75-6 мм;
Количество жил: от двух до трех;
Номинальное напряжение – 450 Вольт;
Частота: 400 Герц;
Температура работы: от -50 до +70 градусов;
Влагостойкий.

Провод АПВ

Применяет практически во всех известных сферах монтажа силовых и осветительных систем. Прокладывается только в пустотах, трубах или других подобных приспособлениях.

Провод АПВ

Изоляция ПВП;
Сечение: 2.5 – 16 мм;
Алюминиевый одножильный провод;
Температура: -50 + 70;
Влагостойкий.

Провод ПВ1 и ПВ3

Такие типы электрических проводов и кабелей очень схожи друг с другом, единственная разница – это материал жилы, может быть алюминий и медь. Применятся только для установки различных осветительных и силовых систем.

Провод ПВ1 и ПВ3

Защита ПВП;
Материал – медь или алюминий;
Радиус изгиба – 6 метров;
Сечение начинается с 0.75.

Провод ПВС

Классификация кабелей и проводов данного типа считается самой популярной. Ведь данный кабель применяется для подключения различного электроустройств, розеток, выключателей, по мощности практически нет никаких ограничений.

Провод ПВС

Медный провод;
Сечение: от 0.75 до 16 мм;
Количество жил: от 2 до 5;
Рабочее напряжение – 380 Вольт;
Температура от -40 до +40;
Частота: 50 Герц.

Провод ШВВП

Данный вид проводов используется для присоединения бытовой техники, и осветительных приборов, которые имеют небольшое напряжение.

Провод ШВВП

Защита ПВХ;
Жил: от двух до трех;
Сечение: от 0.5 до 0.75 мм;
Рабочее напряжение: 380 Вольт;
Частота: 50 Герц.

Кабели для передачи информации

Антенные кабели

RG-6

Предназначается для передачи сигналов электронной аппаратуры. Данный кабель коаксиальный, медная жила, которая имеет сечение 1 мм. Изоляция из полиэтилена.

Кабель RG-6

Кабель РК 75

Считается лучшим для передачи видеосигнала на различные антенны и видеокамеры. С помощью него можно передавать сразу несколько источников.

Кабель РК 75

Кабель РК 75 в разрезе

RG

У него существует множество разновидностей. Главная особенность – устойчив к температуре, и различным ударным нагрузкам.

Компьютерные кабели

Это те кабели, которые подключаются к компьютеру. Их возможности практически безграничны, собой представляют витые пары. Каждый имеет изоляции ПВХ, дополнительно такие кабеля могут оснащаться влагостойкими оболочками.

Витая пара

Витая пара схема

Можно выделить следующих представителей:

Будет интересно: Как изолировать провод.

Электрические кабели, провода и шнуры – в чем их отличие!

Основная задача электрического шнура, провода или кабеля – это передача на расстояние электрической энергии. Однако, несмотря на общую функцию, каждая из этих продукций имеет свои собственные существенные отличия.

Основные отличия электрического провода

Электрический провод представляет собой одиночную жилу с изоляцией. Материалом для жилы может выступать алюминий или медь, она может быть монолитной или скрученной (состоять из нескольких). Изоляция проводов производится из материалов на основе резины, полиэтиленов, ПВХ, на бумажной основе или с применением фторопласта. Она служит защитной оболочкой для жилы и, в зависимости от материала, обеспечивает устойчивость провода к повышенным или пониженным температурам, механическим и другим воздействиям.

Из-за конструкции, провод существенно отличается от остальной кабельной продукции по области применения. Обычно провода используют в бытовых электроприборах, при сборке автомобильной проводки, оргтехники и другого. Провода также применяют при устройстве линий электропередач, электромонтаже промышленных знаний, при подключении машин, станков и других механизмов с переменным напряжением до 450 В или постоянным до 1000 В.

На сегодняшний день самыми распространенными проводами считаются провода с маркировкой АППВ и СИП. Хотя в отношении последнего следует сделать несколько пояснений. Несмотря на то что СИП считается самонесущим изолированным проводом, по конструкции (несколько жил с общей изоляцией) его можно отнести к кабелю.

Электрический кабель

Другой вид кабельной продукции – электрический кабель. По сути, это несколько проводов, которые объединены общим слоем изоляции. Такая конструкция дает возможность использовать кабель при монтаже электропроводки освещения и силовых розеток в жилых домах. К тому же он обеспечивает более высокую технологичность прокладки.

Также как и с проводом, электрический кабель имеет несколько маркировок, которые подбираются для монтажа в зависимости от способа прокладки, окружающей среды, механических и других воздействий.

Особой популярностью пользуются маркировки электрического кабеля ВВГ, ВВГнг и ВБбШв.

Электрический шнур

Вариант гибкого электрического кабеля с многопроволочными жилами называется электрическим шнуром. Именно он используется в быту как шнур электропитания для подключения приборов к розеткам. В остальном он используется в качестве соединения источника электрической энергии с подвижным электроприбором. Одним из наиболее популярных примеров является шнур ПВС. В нашем каталоге вы можете найти и заказать кабель различных маркировок по ценам завода-изготовителя. Мы предоставляем большой выбор ассортимента, работаем с физическими и юридическими лицами. Для организаций, которые желают перейти на долгосрочное сотрудничество, нами предусмотрены специальные выгодные предложения.

Основные электрические характеристики кабелей связи

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ [c.57]

Деление кабельных изделий по конструктивному признаку носит условный характер и не дает полной их характеристики. Поэтому кабельные изделия принято классифицировать в зависимости от области их применения. В этом случае их можно объединить в три основные группы кабели и провода для сильноточных электрических цепей кабели и провода связи обмоточные провода для производства обмоток электрических машин и приборов (эта группа проводов в книге не рассматривается). [c.6]

В результате проведенного исследования разработан эффективный метод определения места повреждения свинцовой оболочки кабеля связи с помощью радиоактивных газов — радона и бромистого метила, меченого по брому. Основными вопросами исследования были 1) диффузия и адсорбция указанных газов в различных почвах (глина, песок, чернозем) на различной глубине (0,8—1,5 м) и при различных термогигрометрических условиях (зима, весна, лето, осень) 2) выбор оптимальной активности исследуемых газов, обеспечивающих безопасность работы с ними и возможность их обнаружения 3) определение влияния радона и бромистого метила на электрические характеристики кабеля связи. [c.299]

Кабели дальней связи для 12- и 24-канальных систем по своей конструкции аналогичны упомянутым выше кордельным кабелям, работающим при низких частотах. Для улучшения электрических характеристик применяются проволока и кордель с повышенной точностью изготовления обмотка жилы корделем производится с несколько меньшим шагом, а обмотка двумя лентами бумаги — с пониженным объемным весом (для уменьшения е ) и т. д. У нас такие кабели изготовляются трех марок в голой свинцовой оболочке (марка МКГ) —для прокладки и телефонной канализации, в ленточной броне (марка МКБ)—для про кладми в земле и в круглой проволочной броне (марка МКК) — для прокладки под водой. По числу групп эта магистральные кабели разделякугся в соответствии с ТУК ОММ 505. 125-55 на 3-, 4-, 7-четверочные и 21-парные (диаметр медных проволок 1,2 мм). В кабеле могут быть отдельные экранированные пары и сигнальные жилы с диаметром медных проволок 0,9 мм. Основные характеристики изоляции этих кабелей приведены в табл. 23-29. [c.169]

После первоначального усиления принятый приемником сигнал поступает на решающее устройство, которое его стробирует в некоторой тoч ie в течение каждого тактового интервала и затем сравнивает полученное значение отсчета с некоторым заданным пороговым уровнем. Если амплитуда отсчета превышает порог, генерируется 1, если нет, предполагается, что передан 0. При наличии ошибок регенерированный сигнал будет отличиться от сигнала, переданного первоначально. Определение приемлемого значения коэффициента ошибок является существенной частью технических требований на любую систему связи. В соответствии с международным стандартом на цифровые телефонные каналы связи в линии протяженностью 2500 км допускается не более 2 ошибок при передаче 10 бит информации. Обычно это выражается в виде вероятности ошибки (РЕ) во всей линии, как 2-10 . Это означает, что для каждых 10 км линии связи средняя вероятность ошибки должна поддерживаться на уровне ниже (2-10 )-(10/2500) == 0,8-10 . Необходимо гюнять, что эта цифра представляет собой минимальные средние требования для каждых 10 км линии связи. На практике основная часть имеющихся ошибок относится только к очень малому числу из многих звеньев, входящих в состав протяженного канала связи. Более вероятно, что реальные характеристики системы связи будут определяться внешними возмущениями, или помехами в нашей терминологии, а не внутренними источниками шума, которые рассматриваются в гл. 14 и 15. Это часто вызывает появление пачек ошибок, а не нх стационарное случайное распределение. Одним из достоинств волоконно-оптических систем связи является, то что в отличие от электрических сама линия передачи обычно нечувствительна к таким помехам. Однако оконечная аппаратура чувствительнее к ним, так же, как и электрические схемы электропитания, которые могут составлять часть оптического волоконного кабеля. Имея это в виду, примем в качестве обычного требования на допустимую вероятность ошибки для типичной оптической линии связи значение, равное 10 . В других применениях допустимые значения вероятностей ошибок могут изменяться в пределах 10 . .. 10 , однако, как будет показано, при таких уровнях ошибок требуемая мощность сигнала на входе приемника относительно нечувствительна к точному значению вероятности ошибок, которое нужно обеспечить. [c.372]

Красноярцам нужно быть внимательными при покупке электрических кабелей (проводов)

Покупая электрические кабели (провода), потребители могут приобрести товар, не соответствующий заявленным характеристикам.

Специалисты Красноярского центра стандартизации и метрологии при проведении мониторинга кабельной продукции выяснили, что реальные характеристики многих образцов не соответствуют заявленным.

ФБУ «Красноярский ЦСМ» Росстандарта проверил наиболее популярные кабели и провода, реализуемые в специализированных магазинах Красноярска: ПВС, ПУВ, КГ, ВВГ, ПВ-1 сечением от 2,5 мм² и 6 мм², Специалистами Центра было приобретено 37 образцов продукции в магазинах «Леруа Мерлен», «Вираж», «Кабель плюс системы», «Энергия», «Планета Электрика», «Электросфера».

Уже при покупке выяснилось, что зачастую продавцы предоставляют сертификаты на другую продукцию, либо сертификаты не того производителя, который указан на маркировке. На проводах некоторых изготовителей маркировка отсутствовала полностью.

Комплекс исследований для мониторинга включает определение таких параметров, как: сечение жил кабеля, (провода), удельное сопротивление жил кабеля (провода), сопротивление изоляции кабеля (провода), а также проведено испытание на образование горящих капель/частиц.

«В результате испытаний выявлено, что отличие сечения кабеля (провода) у некоторых образцов составляет до 40% от заявленного производителем. Не соответствие кабелей(проводов) заявленному сечению, может приводить к нагреванию их при работе, и как следствие, преждевременному старению и выходу из строя,— сообщил начальник испытательной лаборатории электрооборудования ФБУ «Красноярский ЦСМ» Владимир Овечкин. — Разброс удельного сопротивления жил кабеля (провода) в целом по всем проверенным кабелям составляет менее 10% и соответствует удельному сопротивлению меди».

В лаборатории электрокабели также подвергли воздействию огня (стойкость к огню). Образцы помещались на минуту на расстоянии менее полуметра от газовой горелки (методика испытаний ГОСТ IEC 60332-1-3-2011). По итогам испытаний выяснилось, что по показателю «горючести»(образованию горящих капель/частиц), наихудшими характеристиками обладают кабели КГ хл.

Следует отметить, что все испытанные кабели обладают достаточно хорошими характеристиками по сопротивлению изоляции. По данным ФБУ «Красноярский ЦСМ», наибольшим сопротивлением изоляции для потребителей обладают кабели ВВГ нг-LS.

05 сентября 2018

Кабельные материалы | Типы металлов, используемых в кабелях и проводах

Металлы

Иногда мы забываем, что многие кабели не предназначены для передачи электроэнергии или сигналов, например, кабели, поддерживающие мосты, приводящие в действие элероны и буксируемые автомобили. Механические провода и кабели — это большая (но другая) отрасль.

Однако между механическими и электрическими проводами и кабелями есть сходство — по крайней мере, с точки зрения средств их изготовления.

По мере изготовления жилы проволоки протягиваются через фильеры все меньшего размера.Это верно для всех проводов. Алмазные матрицы используются из-за их чрезвычайной твердости и того факта, что они сохраняют свой точный размер в течение длительного времени. Фактически, система калибровки American Wire Gauge (AWG) предлагает эту процедуру рисования. Например, провод размером 22 AWG, менее 20 AWG, теоретически протягивается через 22 матрицы все меньшего размера. Проволока большего размера протягивается через меньшее количество штампов; отсюда и «калибр» с меньшим числом. См. Таблица 1 .

Медь считается стандартом для электрических проводников, уступая только серебру по проводимости, но гораздо более многочисленна и поэтому экономична.

Поскольку пайка меди может быть затруднена без использования флюса (который может оставлять коррозионные остатки), ее обычно покрывают лужением или гальваническим покрытием, если она предназначена для пайки. (Это не исключает использования флюса, но покрытие облегчает пайку и обеспечивает некоторую защиту от коррозии в целом.)

Медь без покрытия идеально подходит для концевых муфт под давлением (опрессовка и т. Д.), Которые предотвращают окисление поверхности.

Меньший вес

Aluminium позволяет предположить, что он предпочтителен для авиастроительной промышленности с ограниченным весом.Его вес составляет примерно 1/3 веса меди, и даже с его более низкой проводимостью он работает лучше, чем медь на фунт веса почти в 2: 1.

Так почему же алюминий не предпочтителен? Начнем с того, что физические характеристики проволоки — это только часть истории. Много лет назад, когда медь была в дефиците, для жилой проводки часто выбирали алюминий. В то время не было полностью оценено серьезное влияние гальванической реакции между алюминием и латунными или медными фитингами или клеммами в присутствии влаги.Это приведет к коррозии, которая вызовет отказ в соединении либо в виде разрыва цепи, либо, что еще хуже, высокого сопротивления, что приведет к многочисленным пожарам. Алюминий оказался гальванически слишком агрессивным для прямого контакта с медью или латунью. [ В таблице 2 перечислены металлы в соответствии с их гальваническим рангом.]

Та же проблема существует и в других схемах. Если бы все выводы были заменены на алюминиевые, гальваническую проблему можно было бы решить, но это применимо ко всем штырям, клеммам, контактам и проводящему оборудованию, и существует множество существующих систем, которые потребуют адаптации.Кроме того, алюминий образует твердый оксидный слой на своей поверхности, который необходимо пронизать для хорошего электрического соединения.

Хотя это второе лучшее решение, существуют биметаллические («AL / CU») адаптеры, соединяющие алюминиевые и медные проводники, где переподключение домашней проводки нецелесообразно. Это решает проблему гальванического воздействия, которая ставит под угрозу пожарную безопасность.

Еще один серьезный недостаток алюминия заключается в том, что его нельзя легко припаять или покрыть металлом для улучшения паяемости.

Все это может свидетельствовать о недопустимости законного использования алюминия в электрических системах, не говоря уже о самолетах. Не так. По правде говоря, алюминий одобрен для использования в воздухе с калибром 6 AWG или больше. Это нацелено на энергетические приложения, а не на системы авионики. При высоких токах, подходящих для таких больших проводов, эффекты возможной коррозии в некоторой степени компенсируются самим током.

Серебро проводит лучше, чем медь, хотя и значительно дороже.В результате его часто используют в качестве покрытия для меди, чтобы улучшить проводимость кожи и обеспечить некоторую защиту от коррозии. Это особенно важно на очень высоких частотах, где ток более склонен концентрироваться на «коже» проводника, что называется скин-эффектом. Серебро тоже легко паяется.

Олово обеспечивает защиту медного проводника от коррозии, но не оказывает заметного влияния на его проводимость. Это, конечно, в высшей степени припаяно.На самом деле «луженый» проводник может быть покрыт сплавом свинца и олова — припоем.

Золото , хотя и дорого, но является обычным покрытием для латунных контактов разъема, коаксиальных контактов ARINC и частей некоторых других разъемов. По сути, это покрытие является предпочтительным из-за его превосходных свойств коррозионной стойкости в приложениях, где может быть большое воздействие. Золото также является хорошим проводником и легко паяется.

В таблице 3 перечислены основные проводящие материалы и их свойства, как абсолютные, так и относительно меди.

Оболочка и диэлектрические материалы

Номинальные значения температуры изоляции

ПВХ

— плохой выбор для изоляции проводов и кабелей в самолетах — позиция, подтвержденная FAA. Другие хорошие и одобренные варианты существуют и легко доступны.

Температурные рейтинги отражают диапазон, в котором будет сохраняться целостность изоляции — достаточно гибкая в холодном состоянии и без эффектов размягчения или разрушения в верхней части шкалы.Следует отметить, что верхний температурный рейтинг должен учитывать нагрев, вызванный рассеиванием мощности в самом проводе.

Хотя ожидается, что большая часть бортовой электропроводки не выдержит воздействия номинальных температурных пределов, такие номинальные характеристики обеспечивают меру «запаса прочности» для обеспечения безопасности в случае пожара или неисправности.

Другие свойства изоляции, вызывающие озабоченность, в зависимости от области применения, включают диэлектрическую проницаемость, которая определяет потери, взаимную емкость (между проводниками), полное сопротивление, скорость распространения и т. Д.[См. Фактор скорости ]

Наиболее распространенные изоляционные материалы для проводов и кабелей, одобренные и обычно приемлемые для самолетов, относятся к семейству Teflon® — знакомой торговой марке фторполимеров — которые включают, например, PTFE, ETFE (также известный как Tefzel®), TFE и FEP. .

Провода

MIL-W-22759 имеют изоляцию из TFE или Tefzel®. Изоляция из ТФЭ рассчитана на верхние температуры окружающей среды от + 200 ° C до + 260 ° C, в зависимости от толщины изоляции и материалов проводов.Tefzel® обычно рассчитан на + 150 ° C. Оба подходят для температуры -65 ° C, что может быть реализовано в непосредственной близости от кожи на больших высотах.

Проблемы с температурой / производительностью

Есть несколько старых «резервных» коаксиальных кабелей — например, RG58 и RG214 — и некоторые более новые кабели с низкими потерями, которые на самом деле могут вызвать серьезные проблемы с производительностью в авиационных системах. Их полезность ограничена использованием полиэтилена в качестве диэлектрического материала. В результате получается номинальная температура, как правило, 85 ° C (что равно 185 ° F), что на первый взгляд может показаться вполне адекватным.

Но воздушные системы намного безопаснее обслуживаются кабелями с номинальной температурой 200 ° C. Теперь 200 ° C — это колоссальные 394 ° F — достаточно, чтобы расплавить припой! Конечно, выше человеческой терпимости. Итак, является ли излишним указывать (и оплачивать) кабели с номиналом 200 °? Определенно нет. И вот почему.

Многие специалисты по авионике знают — если не на основании научного опыта, — что использование «высокотемпературных» кабелей предпочтительнее менее дорогих коаксиальных кабелей. Причина в производительности — возможно, не на начальном этапе, а со временем.

В очень многих самолетах кабели вьются через корпус в местах, которые могут стать намного более горячими, чем кабина. Несмотря на то, что при контакте с воздуховодами, брандмауэрами двигателей и других горячих точках или вблизи них температура не достигает даже 200 ° C, для них нередко точки соприкосновения значительно превышают 100 ° C. Именно там может случиться ущерб. Какой ущерб?

Немного предыстории: Коаксиальные кабели по определению коаксиальные, то есть цилиндр экранирования и поперечное сечение центрального проводника имеют одну и ту же ось.Пространство [диэлектрик] между ними во всем одинаковое. Идеально.

Низкотемпературные диэлектрические материалы размягчаются при относительно низких температурах, и центральный проводник неизбежно смещается от центра к экрану, в направлении силы тяжести или внутрь изгиба кабеля. В таком случае «ко-ось» уходит с оси, и концентричность, необходимая для поддержания импеданса, ухудшается. Это навсегда и лишь часть возможного ущерба.

Другая часть находится в коробке.В случае приемника изменения импеданса могут вызвать снижение сигнала — возможно, вплоть до потери полезности.

В случае передатчика все может быть хуже. Отражение мощности [измеряемое как КСВ, или коэффициент стоячей волны] возвращается прямо к последней стадии, выделяя тепло… а тепло является заклятым врагом всех электронных компонентов. Это приглашение к лавке на ремонт. Вы знаете кого-нибудь, кто предпочел бы оплатить ремонт, чем скромные дополнительные расходы на кабель 200 ° C?

Кабели, в которых используются диэлектрические материалы из полиэтилена (PE) с номинальной температурой 85 ° C, становятся мягкими при температурах, характерных для изолированных участков в самолетах.В некоторых кабелях с низкими потерями используется вспененный полиэтилен, который изначально является мягким. Прокладка кабеля с особым вниманием к избеганию горячих точек в целом важна, но крайне важна для таких кабелей.

Разве не имеет смысла всегда использовать лучший выбор, когда так много внимания уделяется целостности кабелей?

Типы кабелей

— Руководство по покупке Thomas

Кабели передают электроэнергию или электрические сигналы через проводящие металлы, такие как медь и алюминий, или, в случае волоконно-оптических кабелей, свет через стеклянные или пластиковые волокна.Электрические кабели отличаются от проводов тем, что кабели будут содержать несколько изолированных проводов в изолированных оболочках, тогда как провод будет иметь один провод, сплошной или многопроволочный, который изолирован. Таким образом, проволока используется для формирования кабеля. Термин «кабель» обычно подразумевает стационарно установленную конструкцию, в которой концевые заделки применяются во время установки, а материал поставляется навалом. Это отличается от кабельных сборок, которые имеют фиксированную длину с заранее установленными концевыми муфтами, и шнуров, которые аналогичным образом снабжены концевыми муфтами и часто имеют определенные применения, такие как шнуры осушителя и удлинительные шнуры.Механические кабели, используемые для такелажа, растяжки, управления движением и т. Д., Более правильно называть «тросами».

Некоторые современные кабели сочетают силовую проводку с проводами меньшего диаметра для сигнализации или заземления.

Основные типы обычно используемых кабелей включают:

Кабели витой пары
Многожильные кабели
Коаксиальные кабели
Кабели питания
Волоконно-оптические кабели
Ленточные кабели

Электрические кабели производятся в соответствии с рядом стандартов, обеспечивающих единообразие габаритных и эксплуатационных характеристик и материалов.NFPA 79 — это электрический стандарт для промышленного оборудования, глава которого охватывает кабели, а NFPA 70 — это национальный электрический кодекс, регулирующий бытовую и коммерческую проводку. Кабели обычно имеют знак испытательной лаборатории, такой как UL. Кроме того, силовые кабели обычно имеют опознавательные знаки, относящиеся к:

Количество жил
Калибр провода
Наличие заземляющего провода
Максимальное номинальное напряжение при температуре
Пригодность для использования под прямыми солнечными лучами и т. Д.

Кабели с витой парой

Кабельная витая пара предназначена для минимизации электрических шумов в сигнальных кабелях и является основным кабелем, используемым в телефонных системах, компьютерных сетях и некоторых системах видеонаблюдения. Кабели витой пары доступны в экранированном и неэкранированном вариантах. Это самый дешевый вид кабеля, доступный для компьютерных сетей.

Кабели многожильные

Многожильные кабели используются в электронных, управляющих, звуковых и измерительных системах и других низковольтных операциях для прокладки нескольких отдельных многожильных и одножильных проводов через здания и т. Д.с помощью обычного изолированного кабеля. Отдельные провода имеют цветовую маркировку. Имеются многожильные кабельные провода различных размеров, до шестидесяти проводников, упакованных в один кабель. Изоляционные оболочки доступны из неопрена, EPDM, термопласта и т. Д., А также устойчивы к ультрафиолетовому излучению для наружной установки. Доступны как экранированные, так и неэкранированные версии.

Коаксиальные кабели

Коаксиальный кабель

используется для кабельного телевидения, передачи РЧ и СВЧ, приборов и т. Д.потому что его конструкция позволяет передавать сигналы очень малой мощности с небольшими внешними помехами от электромагнитных полей. Коаксиальный кабель состоит из одиночного, центрального, многожильного или сплошного проводника, окруженного диэлектрическим изолятором, металлической оболочкой из плетеного провода или фольги или того и другого, а также пластиковым внешним покрытием.

Кабели питания

Силовые кабели используются для передачи более высоких значений силы тока и напряжения, чем кабели, используемые для передачи электрических сигналов. Количество проводников также ограничено, обычно до одного, двух, трех или четырех.Существуют специальные силовые кабели, которые включают сигнальную проводку вместе с силовой проводкой, которая полезна для обеспечения питания и управления частотно-регулируемыми приводами и т.п.

Ленточные кабели

Плоские многожильные ленточные кабели используются в основном в компьютерах, принтерах и подобном электронном оборудовании и обычно стандартизированы для соответствия количеству контактов на так называемых разъемах IDC. Поскольку проводники расположены параллельно, меньше внимания необходимо уделять цветовому кодированию отдельных проводов, хотя такие ленточные кабели доступны.Другой подобный кабель — FFC, или кабель с гибкой плоской схемой, который заменяет тонкий провод ленточных соединителей проводниками, которые индивидуально ламинированы на несущей пленке, что позволяет создать кабель, способный выдержать множество циклов изгиба.

Волоконно-оптические кабели

Волоконно-оптические кабели вытеснили медные кабели в некоторых телефонных и кабельно-телевизионных системах. Вместо передачи электрических сигналов волоконно-оптические кабели действуют как трубы, которые отражают свет вдоль внутренних стенок специальных стеклянных волокон с очень низкими потерями по всей длине.Волоконно-оптические кабели доступны в одномодовом и многомодовом вариантах, а также в формате на пластиковой основе для небольших пробегов.

Кабели прочие

Многие кабели идентифицируются по их конкретным функциям, например, кабели Ethernet, сварочные кабели и соединительные кабели. Некоторые из них, особенно последние два, могут не соответствовать определению кабеля в строгом смысле слова, состоящего из нескольких изолированных проводов, поскольку сварочный кабель обычно представляет собой одножильный многожильный провод. Здесь, вероятно, присутствует какой-то просторечный язык.Сварочная проволока продается в катушках для сварки MIG, поэтому было бы неправильно называть толстый провод, используемый для сварки штангой, «проволокой», хотя, строго говоря, это так. Кабельные перемычки часто содержат как положительные, так и отрицательные проводники в общей оболочке, но не всегда, поэтому они могут или не могут лучше соответствовать строгому определению кабеля. Во многих из этих случаев термин «сверхмощный» может применяться для обозначения кабелей с большей допустимой нагрузкой и т. Д.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор некоторых распространенных типов кабелей.Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие кабельные изделия

Прочие «виды» статей

Больше от компании Electric & Power Generation

Руководство по трем кабелям питания и их использованию для

Электрический кабель предназначен для передачи электроэнергии из одного места в другое. Кабели могут быть сконфигурированы по-разному в зависимости от их предполагаемого использования, всегда в соответствии с национальными и международными требованиями.Силовые кабели в большинстве случаев используются для передачи энергии в низковольтных соединениях, в промышленных приложениях и частотно-регулируемых приводах. Отдельный кабель можно разделить на несколько групп, поскольку процесс классификации кабеля зависит от многих факторов.

Каждому кабелю присваивается уникальный идентификационный номер. Номер состоит из набора букв и цифр, каждая из которых имеет свое значение. Это обозначение относится к набору характеристик продукта, которые помогают выбрать наиболее подходящий кабель для вашего приложения, исключая возможные сбои в питании, вызванные заменой одного кабеля другим.Ниже обсуждаются три силовых кабеля, их свойства и способы использования.

1. Коаксиальные кабели

Коаксиальный кабель — это медный кабель с металлическим экраном и другими компонентами для предотвращения помех сигнала. Провайдеры кабельного телевидения обычно используют его для подключения своих спутниковых антенн к домам потребителей и предприятиям. Телефонные компании иногда используют его для подключения центральных офисов к телефонным столбам, расположенным рядом с клиентами.

Термин «коаксиальный кабель» происходит от того факта, что он состоит из одного физического канала, по которому передается сигнал, окруженного другим концентрическим физическим каналом, проходящим вдоль той же оси.Внешний канал действует как заземляющий канал.

Коаксиальные кабели изготавливаются из концентрических слоев жил и изоляционного материала. Эта конструкция поддерживает соединение внутри провода и устраняет импульсные помехи.

Сплошная или плетеная медная проволока составляет основной проводящий слой. Проволока окружена диэлектрическим слоем, состоящим из изолирующего материала с заданными электрическими характеристиками.

Слой диэлектрика покрыт защитным слоем из металлической фольги или витой медной сетки.Изолирующая крышка полностью защищает всю кабельную сборку. Внешний металлический экранный слой коаксиального кабеля обычно заземляется с обоих концов для защиты связи и обеспечения пути для рассеивания сигналов уличных помех. Коаксиальный кабель 50 Ом обеспечивает превосходную производительность на больших расстояниях, поскольку он передает сигналы мощности и напряжения.

Критическим аспектом конструкции коаксиального кабеля является жесткий контроль над размером и материалами провода. Они работают в тандеме, чтобы гарантировать постоянное характеристическое сопротивление кабеля.При несовпадении импеданса высокочастотные сигналы частично отражаются. Это явление приводит к неточностям. Электрические свойства коаксиального кабеля зависят от области применения и имеют решающее значение для его производительности.

2. Ленточные кабели

Ленточный кабель — это плоский кабель прямоугольной формы, получивший свое название от того, что он похож на кусок ленты. Ленточный кабель состоит из проводов или проводов, которые проходят рядом или параллельно друг другу на одной плоской плоскости, в результате чего получается широкий и плоский кабель.Для большинства простых соединений ленточного кабеля точка-точка вы можете приобрести компоненты в Интернете и собрать их самостоятельно.

Ленточные кабели соединяют внутренние периферийные устройства, такие как жесткие диски, приводы компакт-дисков и дисководы гибких дисков, с компьютерами. В некоторых более ранних компьютерных системах эти кабели использовались для внешних подключений. К сожалению, ленточная структура ухудшает охлаждение компьютера, блокируя воздушный поток внутри компьютерного блока, ограничивая использование ленточных кабелей в современных компьютерных конструкциях. Для внешних соединений круглые кабели в основном заменили ленточные.

3. Экранированные кабели

Экранированные кабели — это линии связи, защищенные конструкцией. Плетеные медные жилы, спиральная медная лента или другой проводящий полимер составляют экран. Защищенные кабели зачастую толще и прочнее, чем незащищенные. Кроме того, они требуют дополнительной осторожности при обращении с ними. Экранированные кабели чаще всего используются в промышленных установках и установках.

Экранированные кабели защищают данные при их перемещении по кабелю от повреждения, вызванного обычными электромагнитными помехами.Экранирование экранированного кабеля сводит к минимуму объем и интенсивность электрического шума, сводя к минимуму его влияние на сигналы и передачи и уменьшая электромагнитное излучение.

Кабели различных типов подходят для самых разных областей применения. Не все кабели имеют одно и то же предназначение. Его вид определяет функцию кабеля. Электрические кабели в основном представляют собой алюминиевые или медные провода, покрытые изоляционным покрытием из синтетических полимеров. Перечисленные выше кабели являются одними из наиболее частых типов кабелей, с которыми вы можете контактировать ежедневно, поэтому необходимо иметь обзор кабелей.

FAQ: Типы кабелей и их конструкция

Изоляционный слой разработан с учетом требований к электрическим характеристикам кабеля, поэтому выбор типа материала и толщины может варьироваться. В некоторых случаях более высокое напряжение может потребовать дополнительных слоев кабеля в соответствии с местными спецификациями и национальными или международными стандартами.

Материалы, используемые в конструкции кабеля, выбираются из-за их электрических свойств, таких как проводимость и сопротивление изоляции.Эти материалы и точная конструкция могут также влиять на значения реактивного сопротивления, импеданса, емкости и индуктивности кабелей.

Предполагаемое применение также определяет конструкцию кабеля и используемые материалы. Например:

Провода воздушных линий должны быть прочными, чтобы выдерживать их вес между опорами или столбами, и быть устойчивыми к коррозии, но им не нужен слой изоляции для защиты от короткого замыкания и поражения электрическим током, если они используются в зонах, где существует опасность. контакта или заземления не существует.
Подземные кабели должны быть изолированы для защиты от проникновения воды и возможных механических повреждений. Кабели, подходящие для непосредственного захоронения, часто имеют металлическую броню для дополнительной защиты.
Кабели для использования в областях, чувствительных к данным, таких как кабели для КИП, часто необходимо экранировать с помощью металлических лент для защиты от электрических помех (также обычно называемых электромагнитными помехами).
Кабели с противопожарными характеристиками, предназначенные для поддержки систем пожарной безопасности, таких как сигнализация и аварийное освещение, должны выдерживать условия пожара и поддерживать работоспособность.

В различных отраслях промышленности есть свои особые требования к электрическим кабелям, например, горнодобывающая промышленность требует кабелей, устойчивых к суровым условиям, в которых они работают. Часто используются резиновая изоляция и оболочка, поскольку это может обеспечить дополнительную гибкость, но также требует улучшения надежность и устойчивость к химическим веществам, которым они могут подвергаться в процессе эксплуатации. Также необходимо учитывать механические свойства, такие как сопротивление истиранию и ударам, а также предел прочности на разрыв и требуемую эластичность.Защита может включать проволочную оплетку, проволочную броню и металлическую ленту.

Химические свойства материалов должны соответствовать национальным и международным нормам, таким как RoHS и REACH, и быть способными противостоять различным химическим воздействиям и воздействиям окружающей среды, с которыми они могут вступать в контакт. Кабели, используемые для использования вне помещений, должны быть устойчивыми к атмосферным воздействиям и выдерживать солнечный свет и озон. Другие соображения по выбору материала и конструкции включают диапазон температур, в которых кабели должны работать (как при высоких, так и при низких температурах).

Наконец, как стоимость, так и внешний вид (например, цветовая кодировка для облегчения идентификации) могут влиять на конструкцию кабеля, но, конечно, эти факторы должны играть второстепенную роль по сравнению с безопасным применением.

Вернуться к часто задаваемым вопросам

Типы кабелей, назначение, преимущества, недостатки, применение

Кабель — это физический носитель, через который осуществляется аналоговая и цифровая передача данных.

При выборе кабеля учитывались тип передачи данных, назначение, преимущества и недостатки.

Типы кабелей

Кабели классифицируются как

Кабели витой пары состоят из пар изолированных медных проводов с цветовой кодировкой, один провод передает сигнал, а другой используется для заземления. Каждые два провода скручены друг с другом, образуя пары, заключенные в пластиковую оболочку, каждый провод диаметром от 0,4 мм до 0,8 мм.

Количество пар зависит от типа кабеля. Больше витков на фут в паре проводов, меньше перекрестных помех.

Значение скручивания заключается в том, что оно уменьшает или сводит на нет помехи, такие как шум или перекрестные помехи, вызванные радиочастотными электромагнитными помехами.

Из-за скручивания проводов шум или помехи одинаковы для обоих проводов. Поскольку приемник принимает только разницу между двумя проводами, эффективный шум подавляется.

Кабели витой пары бывают двух типов.

Экранированный витой кабель (STP)
Неэкранированный кабель витой пары (UTP).

Кабель экранированной витой пары (STP)

Как следует из названия, экранированная витая пара добавляет проводящий слой (обычно металлическую фольгу или сетку), окружающий каждую пару или весь кабель.

Назначение

Shield на витой паре обеспечивает более высокую скорость передачи.

Преимущества

Простая установка.
Имеет большую пропускную способность по сравнению с кабелем UTP.
Он экранирован, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных.

Недостатки

Кабели большего диаметра дороже, чем UTP или коаксиальный кабель.

Приложения

Используется в качестве измерительного кабеля в промышленности.
Используется в суровых холодных и жарких условиях.
Исследовательские приложения.

Неэкранированная витая пара (UTP)

Неэкранированная витая пара не использует дополнительного экранирования, такого как сетка или алюминиевая фольга, которые увеличивают объем.

Существуют разные типы неэкранированной витой пары, каждый из которых поддерживает разную полосу пропускания.

Категория 1: используется для телефонной линии с низкой скоростью передачи данных.

Категория 2: поддерживает скорость до 4 Мбит / с.

Категория 3: поддерживает скорость до 16 Мбит / с.

Категория 4: поддерживает скорость до 20 Мбит / с.

Категория 5: поддерживает скорость до 200 Мбит / с.

Назначение

Кабель без витой пары

используется для передачи голоса, низкоскоростных и высокоскоростных систем передачи данных и звука.

Преимущества

Это дешевый по сравнению с коаксиальным или оптоволоконным кабелем.
Используется в компьютерных сетях, таких как Ethernet для малых и средних расстояний.

Недостатки

Этот кабель можно использовать на меньших расстояниях из-за ослабления сигнала.

Приложения

Коаксиальный кабель

Коаксиальные кабели также называют коаксиальными (сокращенно).

Коаксиальный кабель — это многослойный кабель.

Коаксиальные кабели имеют внутренний проводник, называемый сердечником, по которому передается радиочастотный сигнал. Сердечник может быть однопроволочным или многожильным скрученным кабелем. Он окружен диэлектрическим изолятором.

Диэлектрический изолятор разделяет внутренний проводник и внешнюю медную плетеную сетку. Диэлектрический изолятор покрыт медной сеткой (фольгой или оплеткой). Диэлектрический изолятор может быть из вспененного полиэтилена или ПТФЭ, который сводит к минимуму омические потери, возникающие при контакте с проводниками.Наружная оболочка предназначена для защиты кабеля от воздействия окружающей среды и механических повреждений. Обычный выбор — ПВХ.

И внутренний проводник, и провод в оплетке из проволочной сетки в кабеле имеют общую центральную ось, отсюда и термин коаксиальный. Коаксиальные кабели имеют номинальное сопротивление в Ом. Общие импедансы составляют 50 Ом, 75 Ом, 95 Ом.
Существует много типов разъемов для коаксиального кабеля.

Четыре обычных. Типы BNC, SMA, N, F. Коаксиальные кабели классифицируются в зависимости от типа передачи сигнала.Один — это основной диапазон, а другой — широкополосный кабель.

Кабель основной полосы

Это кабель с сопротивлением 50 Ом, обеспечивающий цифровую передачу. Используется на коротких расстояниях для оптимальной производительности.

Широкополосный кабель

Это кабель с сопротивлением 75 Ом, используемый для аналоговой передачи данных. Используется до 100 км.

В соответствии со стандартами Radio Gauge (RG) существует два типа коаксиальных кабелей:

Толстая сетка и тонкая сетка

Thicknet: коаксиальный кабель RG 8, RG 9, RG 11 также известен как системы Thick Ethernet или 10Base5.10 означает, что это скорость 10 Мбит / с, а 5 относится к расстоянию 500 метров между узлами или ретрансляторами. Где Base указывает, что тип передачи — «передача в основной полосе частот»

В кабелях

Thicknet используется коаксиальный кабель большего сечения, чем в Thinnet.

Thinnet: RG 58 Коаксиальный кабель используется в системах 10Base2. 10 означает скорость 10 Мбит / с, а 2 означает расстояние 200 метров между узлами или ретрансляторами.

Преимущества

Коаксиальный кабель полезен как для аналоговой, так и для цифровой передачи данных.
Он имеет более высокую пропускную способность, поэтому поддерживает смешанный набор услуг.
Относительно дешевле по сравнению с оптоволоконным кабелем.

Недостатки

Количество узловых подключений ограничено.
Склонен к повреждениям от ударов молнии.

Приложения

Широкополосный интернет, высокоскоростные компьютерные шины данных, кабельное телевидение, Ethernet.

Оптоволоконный кабель

Он также известен как оптоволоконный кабель, состоящий из прядей одного или нескольких волокон внутри корпуса, и его сборка аналогична электрическому кабелю.

Оптическое волокно состоит из трех частей

Ядро

Это внутренний слой, называемый сердечником, с показателем преломления n1. В этой части направляется свет. Сердечник будет иметь более высокий показатель преломления, чем оболочка.

Облицовка

, который окружает сердцевину, с показателем преломления n2. У кого показатель преломления меньше сердечника? Цель покрытия — сохранить световые отражения в сердцевине, а не быть отражениями.

Кожух

Это внешний слой для защиты кабеля от повреждений.

Существует два типа оптических волокон: стекло и пластик. Пластиковое волокно используется для короткого общения. Оптическое волокно передает данные в стекле со скоростью света.

Волоконно-оптический кабель для передачи данных использует световые импульсы вместо электрических. Потенциальная опасность инфракрасного красного света, используемого в телекоммуникациях, не видна невооруженным глазом.

Оптоволоконный кабель может быть одномодовым или многомодовым.

Одномодовый

Одномодовый позволяет пропускать только один режим света за раз через ядро, что обеспечивает более широкую полосу пропускания.

Одномодовое оптоволокно, количество отражений света в сердечнике меньше, что приводит к низкому затуханию и позволяет данным перемещаться дальше и быстрее. Одномодовый обеспечивает наименьшие потери связи.

Многорежимный

Многомодовые соединения имеют больший диаметр жилы. Он позволяет передавать свет с несколькими длинами волн одновременно по нескольким путям.

Многомодовые соединения используются на более коротких расстояниях, так как затухание сигнала будет больше, скорость передачи данных низкая, так как количество отражений в ядре больше.

Преимущества

Чрезвычайно высокая пропускная способность и скорость.
Устойчив к электромагнитным помехам.
Несколько километров оптоволоконного кабеля можно сделать дешевле, чем эквивалентная длина медного кабеля.
Оптические волокна обычно имеют более длительный жизненный цикл, превышающий 100 лет.
Потери сигнала в оптоволоконном кабеле намного меньше, чем в медном проводе.
Меньший размер и легкий вес по сравнению с аналогичным кабелем из медной проволоки.
Можно объединить меньший вес.
Оптическое волокно тоньше, и его можно протянуть до меньшего диаметра, чем из медной проволоки.

Недостатки

Более опасно, чем повреждение по сравнению с медными проводами.
Не следует слишком сильно перекручивать или сгибать оптоволоконные кабели. Следуйте спецификации радиуса изгиба кабеля.

Приложения

Используется в телефонной связи, интернет-связи, кабельном телевидении.

Источник: передача данных и компьютерные сети группы ISRD, издание McGraw-Hill.

Автор: Р. Джаган Мохан Рао

Читать дальше:

Электрические кабели и проводка — по электромагнитным наводкам и радиационной защите.

Типы электрических кабелей в зависимости от защиты от электромагнитных наводок и излучения: витая пара, коаксиальный кабель, кабель в оболочке. А в зависимости от используемых материалов медный кабель, алюминиевый кабель.

Подробная информация о типах электрических кабелей

Кабель витой пары

витая пара

Два проводника одной цепи скручены вместе с целью нейтрализации электромагнитных помех (EMI) от внешних источников.

Восприимчивость витой пары к электромагнитным помехам в значительной степени зависит от схемы скручивания пары (обычно запатентованной производителями), которая остается неизменной во время установки. Таким образом, скрученное тянущее натяжение; Радиус изгиба — важный термин в кабеле витой пары.

Коаксиальный кабель:

Коаксиальный кабель — это тип кабеля, у которого внутренний проводник окружен трубчатым изолирующим слоем, окруженным трубчатым проводящим экраном. Многие коаксиальные кабели также имеют изолирующую внешнюю оболочку или оболочку.Термин коаксиальный происходит от внутреннего проводника и внешнего экрана, имеющих общую геометрическую ось.

Коаксиальная конструкция помогает еще больше снизить низкочастотную магнитную передачу и прием. В этой конструкции экран из фольги или сетки имеет круглое поперечное сечение, а внутренний проводник находится точно в его центре. Это приводит к тому, что напряжения, индуцированные магнитным полем между экраном и сердечником, состоят из двух почти равных величин, которые компенсируют друг друга.

конструкция коаксиального кабеля

Медный кабель

Электрические устройства часто содержат медные проводники из-за их множества полезных свойств, включая их высокую электропроводность, предел прочности, пластичность, сопротивление ползучести, коррозионную стойкость, теплопроводность, коэффициент теплового расширения, паяемость, устойчивость к электрическим перегрузкам, совместимость с электрическими изоляторами. , и простота установки.

Алюминиевый кабель

Алюминиевый провод дешевле и весит меньше, чем медный, но из-за его большего удельного сопротивления для алюминиевой проводки требуются проводники большего диаметра, чем для меди.

Недостатки — Склонность к холодному течению — Склонность твердого материала к медленному перемещению или постоянной деформации под действием напряжений / давления. Алюминий образует на поверхности изолирующий оксидный слой .

Дополнительная литература

Как узнать качество ваших кабелей

Безусловно, наиболее часто задаваемый вопрос: «Это хороший качественный кабель? «, а также следующий вопрос:» Как узнать что это кабель хорошего качества? »В этой статье мы попытаемся предложить некоторые общие рекомендации по проверке качества кабеля; мы также развенчать некоторые популярные мифы о качестве.

Если вы откроете словарь, вы найдете несколько определений слова «качественный.» Однако в целом понимается, что Кабель «хорошего качества» — это тот, который:

хорошо сконструирован, так что он не сломается во время нормального (или даже сверх нормы) использование
выполняет ту работу, для которой был разработан

Итак, качество кабеля — это мера того, насколько кабель выдерживает или не удовлетворяет этим двум требованиям.

К сожалению, определение того, является ли кабель кабелем «хорошего качества» Использование двух приведенных выше тестов может быть непростым по нескольким причинам. Хотя это часто легко определить, плохо ли построен кабель, но не всегда легко знать, хорошо ли построен кабель; еще хуже, кабель, который кажется хорошо сконструированный, может все же не быть должным образом спроектирован или спроектирован для задача, которую предполагается выполнить. Однако существует и другая крайность; там это кабели, которые чрезмерно спроектированы, с функциями, которые ничего не делают для включения кабель для выполнения.

Что еще хуже, существует очень мало общих правил, применимых к все кабели, так как разные кабели имеют разную конструкцию, разные материалы, различные производственные процессы и характеристики, которые желательно для одного типа кабеля может быть совершенно неподходящим для другого тип. Сказав это, с точки зрения кабеля, «хорошо сконструированный», в практически любой кабель.

В первую очередь следует искать признаки неисправности кабеля. как правило, не по длине провода, а по качеству изготовления на разъемы, так как 95% и более отказов кабеля происходят на разъеме.В зависимости от конкретного кабеля, большинство из них изготавливается (в отличие от ручного изготовления) кабели имеют так называемое «устройство снятия натяжения», которое представляет собой формованный, слегка гибкий участок провода, где он крепится к кабелю.


Сравнение двух кабелей с устройством снятия натяжения и без него

Его цель двоякая: во-первых, он помогает закрепить разъем на проводе, во-вторых, это помогает предотвратить слишком резкое изгибание проволоки (например, под острым углом 90 градусов), когда он выходит из разъема (отсюда и название «снятие напряжения»).Вам нужно будет найти устройство для снятия натяжения, которое прочно закреплен («запрессован») в разъем, не виден швы, трещины или отслоение от соединителя.

Некоторые кабели по самой своей природе упрощают просмотр качество исполнения разъема; некоторые телефонные и сетевые кабели попадают в эта группа, а также некоторые аудио / видео кабели (например, некоторые RCA кабели). Если возможно, проверьте качество изготовления на предмет чистых срезов, чистого припоя. соединения (редко видимые), прямые разъемы заподлицо и т. д.


Примеры устройства снятия натяжения

К сожалению, подавляющее большинство качественных грехов совершается таким образом. как сделать их трудно увидеть. Такие вопиющие примеры, как желтый сетевой кабель, указанный ниже, редко (хотя иногда) можно увидеть на публике. Но большинство ярлыки качества находятся внутри кабеля, где они не будут видны, если вы не позволяйте себе роскошь перерезать кабель.

Так как же защитить себя? Один из способов — попросить поставщика предоставить технический чертеж кабеля. Это рисунок, который детализирует количество и тип материалов, использованных в конструкции этого кабеля. Несмотря на то что иногда очень технически по своей природе и непрофессионалу сложно понимаем, что поставщик готов предложить свои чертежи для общественный контроль, как правило, красноречиво говорит о приверженности поставщика качественный. Из чертежей кабеля вы можете узнать что-то интересное:

Материал, используемый в проводниках (медь, плакированная медью сталь, серебро, так далее)
Тип экранирования кабеля (и, следовательно, его эффективность)
Используемый материал оболочки (и другой изоляционный материал) (который может повлиять на электрические представление)
Номинальные электрические характеристики кабеля (эта информация различается в зависимости от актуальность от одного типа кабеля к другому)

Всегда хорошо относиться немного скептически к продавцам, рекламирующим качество. функции, которые не могут точно объяснить, в чем польза от этого «особенность» есть.Также хорошо скептически относиться к поставщикам, которые будут описывать свои кабели в общих чертах, но не могут или не хотят предоставить подробные характеристики своей продукции.


Плохо сделанный сетевой кабель	Высококачественный кабель RCA

Распространенные мифы о качестве

Ниже приведены некоторые из самых популярных мифов о качестве кабеля.

Миф №1: Чем толще, тем лучше
Мы все слышали: «Это хороший толстый кабель. хорошего качества ». К сожалению, кажущаяся толщина кабеля действительно имеет очень мало общего с качеством кабеля. В определенной степени это Верно, что более толстые медные провода обычно могут передавать данный сигнал (или электрическая нагрузка) немного дальше, чем более тонкие провода, это верно только для точка. И «толстый кабель» не обязательно означает, что провода внутри какие-то толще; мы видели любое количество «толстые кабели» с тонкими проводами внутри и толстыми внешними оболочками, создавая обманчивый вид, не принося никакой пользы.Даже когда конкретный кабель состоит из более толстых проводов, что не всегда гарантия того, что качество сигнала будет лучше.
Миф № 2: Чем лучше материалы, тем лучше качество
Большинство людей удивляются, увидев этот миф в списке мифов. После всего, здравый смысл ясно показывает, что если вы используете более качественные материалы, вы получить кабель лучшего качества, не так ли?
В некотором смысле это отчасти правда. Это, безусловно, правда, что плохое качество материалы могут привести к некачественному кабелю.Однако есть момент, когда после того, как кабель сделает то, что он должен делать, дополнительное качество изготовления, лучшие материалы или больше «функций» ничего не делают для дальнейшего улучшить характеристики кабеля. Некоторые производители любят рекламировать различные «особенности» их кабелей, особенности которых, в то время как конечно впечатляюще звучит, на самом деле ничего не делается для улучшения производительность кабеля. Один из примеров, который мы часто приводим, — это покрытие серебром. провода на двухметровом кабеле HDMI. Да, это правда, что серебро очень хороший проводник электричества, но на таком коротком кабеле он не дает преимущества в производительности по сравнению с традиционными кабелями на основе меди.
Миф № 3: Высококачественный кабель может «улучшить» производительность
Это миф, в одинаковой степени поддерживаемый как потребителями, так и производителями. Они утверждают что качественный кабель «улучшит» сигнал любого устройство, к которому он подключен. Это нонсенс. Так же, как цепь хороша как самое слабое звено, кабель может передавать только то, что получает от устройство. Он не может «улучшить» или «очистить» какие-либо данные. входя в это.
Этот миф, вероятно, подкрепляется тем, что покупатели будут покупать качественную кабель, подключите его и увидите улучшение.Это означает, что предыдущий кабель не выполнял свою работу и ухудшал качество сигнала. Что заказчик теперь видит — это просто то, что он или она должны были видеть все это время.
Несмотря на это, есть производители, которые утверждают, что их кабель может улучшить производительность системы. Некоторые даже заходят так далеко, что заявляют что их продукт «уберет» плохой сигнал. Держаться подальше от эти продукты; хорошие принципы кабельной инженерии диктуют, что кабель должен делать одно и только одно: передавать полученный сигнал, в целости и сохранности, на другой конец.
(Примечание: есть одно исключение из этого правила, но это не кабель. Питание сетевые фильтры * имеют * встроенную электронику, которая позволяет им «убрать» скачки / выбросы и электромагнитные помехи, которые обычное дело в бытовой электросети.
No related posts.

Разное