Коаксиальный кабель

Витая пара

Служит для построения компьютерных сетей. Витая пара может быть экранированной и неэкранированной.

Состоит из одной или нескольких пар проводов, перевитых попарно, что делается в целях улучшения приема и передачи сигнала. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4—0,6 мм. Скручивание проводов снижает влияние внешних и взаимных помех на полез­ные сигналы, передаваемые по кабелю (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары).

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычнокапрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки — при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Каждый проводник заключен в изоляцию из ПВХ или пропилена. Внешняя оболочка также из ПВХ. Кабель может быть дополнительно оснащен влагонепронициаемой оболочкой из полипропилена.

В зависимости от вида кабеля возможны различные варианты защиты:

• UTP или незащищенная, без общего экрана для пар проводов;
• FTP, или фольгированная, с экраном из алюминиевой фольги;
• STP, или защищенная, с общим экраном из медной сетки, к тому же каждая витая пара окружена отдельным экраном;
• S/FTP, или фольгированная, экранированная с общим экраном из фольги, к тому же каждая пара дополнительно включена в экран.

Кроме того, витые пары разделяются на категории по количеству пар, объединенных в один кабель. Самый распространенный вид, применяемый для компьютерных сетей – это категория CAT5. Он состоит из 4 пар проводов различного цвета. Скорость передачи данных – до 1 Гб/с при использовании всех пар.

Нужно отличать электрическую изоляцию проводящих жил, которая имеется в любом кабеле, от электромагнитной изоляции. Первая состоит из непрово­дящего диэлектрического слоя — бумаги или полимера, например поливинилхлорида или полистирола. Во втором случае помимо электрической изоляции проводящие жилы помешаются также внутрь электромагнитного экрана, в каче­стве которого чаще всего применяется проводящая медная оплетка.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов.

Экранированная витая пара хорошо защищает передаваемые сигналы от внеш­них помех, а также меньше излучает электромагнитные колебания вовне, что, в свою очередь, защищает пользователей сетей от вредного для здоровья излу­чения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его про­кладку.

Для построения сетей применяются следующие разновидности кабеля:

UTP (unshielded twisted pair)

Состав и конструкция кабеля

Элементами коаксильного кабеля являются:

• Внутренний электрический проводник или центральная жила;
• Оболочка из диэлектрического материала;
• Экран из двухсторонней фольги. Применяется не во всех типах кабеля;
• Оплетка разной плотности из меди;
• Наружная оболочка.

Внутренний проводник изготавливают:

• Из одножильной алюминиевой или медной проволоки;
• Покрытой слоем меди проволоки из стали или алюминия;
• Многожильной проволоки из меди;
• Покрытой слоем серебра медной проволоки.

Медь и алюминий используются как в очищенном виде, так и в качестве своих сплавов. Внутренний проводник в коаксиальном кабеле является основным элементом, служащим для передачи сигнала. Материал внутреннего проводника или центральной жилы легко определяется внешним осмотром среза кабеля: серебристый цвет – алюминий или сталь с медным покрытием, полностью золотистый – медь. Чем больше сечение, тем лучший сигнал можно передать. Но не следует забывать, что прямо пропорционально будет расти цена на 1 погонный метр кабеля и увеличиваться его жесткость, что не всегда приемлемо.

Оболочка из диэлектрического материала изолирует внутренний проводник от оплетки. Выполняется из монолитного или вспененного  полиэтилена или полиуретана. Монолитный материал более пригоден при прокладке через помещения с высокой влажностью, лучше защищает от наводок, механических повреждений центральной жилы при сдавливании, из-за жесткости ограничен при необходимости прокладки по коридорам и помещениям с множеством поворотов, где более применим гибкий кабель с изоляцией из вспененного пористого материала.

Оплетка кабеля служит вторым проводником и заземленным экраном для защиты центрального проводника. Иногда дополняется экраном из металлической фольги. Чем плотнее оплетка с большим содержанием в проволоке меди, тем лучший обеспечивается видеосигнал.

Наружная оболочка кабеля – защита от внешних воздействий. Выполняется из поливинилхлоридного пластиката.

Стандартная кабельная продукция марок РК, RG – коаксиальные оплеточные кабели с изоляцией из монолитного или пористого полиэтилена. Одножильный или многожильный внутренний проводник из меди или покрытой медью стальной проволоки. Внешний проводник – фольга из алюминия + медная оплетка или две посеребренные медные оплетки. Оболочка выполнена из пластиката, не распространяющего горение.

Виды и особенности кабеля

Этот кабель изобретен в 1880 году в Великобритании. Конструктивная особенность коаксиального кабеля — это совмещение на одной оси двух проводников, разделенных слоем диэлектрического материала в общей внешней оболочке. Изначально коаксиальный радиочастотный кабель использовался для передачи телевизионного сигнала от антенн домовой сети общего пользования и индивидуальных антенных устройств до телевизоров, а также в системах радиорелейной, радиопередающей, спутниковой, мобильной радиосвязи. В этих областях он применяется и сейчас. В основном, это мощные кабели с большим сечением внутреннего проводника и оплетки в жесткой оболочке. В системах видеонаблюдения в связи с особенностями прокладки в стесненных условиях, большим числом изгибов кабеля применяются гибкие кабели меньших сечений в более мягкой оплетке.

Виды кабельной продукции

Существует два вида кабельной продукции, которую используют для прокладки в системах видеонаблюдения:

• Обычный коаксиальный;
• Комбинированный (коаксиальный + 2 провода для подключения электропитания видеокамер и/или передачи управляющих сигналов) кабель. Изготавливается также кабель с несущим стальным тросом для наружной воздушной прокладки между зданиями.

Применение комбинированного кабеля предпочтительней по многим параметрам:

Стоимость кабеля ниже суммы цен обычного коаксиального кабеля и двухжильного электрического провода при одинаковых характеристиках по сечению, материалу жил, оплетке и изоляции;
Более легкая прокладка, удобный монтаж при меньшем количестве крепежных изделий и соответственно опрятный внешний вид, что особенно важно при прокладке в офисных, торговых и других общественных помещениях и зданиях.

Маркировка

Наиболее известен коаксиальный кабель для видеонаблюдения таких маркировок:

• РК – кабели, произведенные в России;
• RG – импортного производства.

Марок комбинированного видеокабеля – КВК значительно больше:

• КВК-В – в поливинилхлоридной внешней оболочке для внутренней прокладки;
• КВК-П – во внешней оболочке из светостойкого полиэтилена для наружной прокладки;
• КВК-Пт – аналогичен по изготовлению КВК-П, но имеет стальной трос для наружной прокладки между зданиями и сооружениями;
• ККСВ и ККСП – для внутренней и наружной прокладки, с одножильным внутренним проводником;
• ККСВГ и ККСПГ – такие же кабели, но с многожильным внутренним проводником;
• КВКнг – универсальный кабель, часто ошибочно называемый за обозначение «нг» негорючим, не распространяет горение при групповой прокладке.

Виды коаксиального кабеля

Основные параметры: общая толщина кабеля, толщина и плотность оплетки, сечение внутреннего проводника, применяемые в производстве кабеля материалы прямо влияют на волновое сопротивление кабеля. Волновое сопротивление – эта электрическая характеристика кабеля, измеряемая в Ом. Она показывает возможность и качество передачи телевизионного сигнала от видеокамеры до приемного устройства (видеорегистратора с монитором или персонального компьютера, выбранного в качестве рабочего места оператора). В системе видеонаблюдения объекта охраны рекомендуется использовать кабель с одинаковым волновым сопротивлением для обеспечения качества сигнала, отсутствия дополнительных помех и искажений.

Также условно делят коаксиальный кабель по общей толщине:

Тонкий – до 50 мм, с одинарной оплеткой и тонкой внешней оболочкой, для прокладки в зданиях на расстояние не более 200 до дальней видеокамеры от комплекса наблюдения;
Толстый – до 100 мм, с двойной оплеткой, толстой внешней оболочкой, позволяющий передачу видеоизображения с камеры без затухания телевизионного сигнала на расстояние до 650 м, что очень важно для систем видеонаблюдения на предприятиях и складах.

Категории кабеля витая пара

Существует несколько категорий кабеля витая пара, которые определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины.

• Кабель категории 1 — это обычный телефонный кабель (пары проводов не витые), по которому можно передавать только речь, но не данные. Данный тип кабеля имеет большой разброс параметров (волнового сопротивления, полосы пропускания, перекрестных наводок). 
• Кабель категории 2 — это кабель из витых пар для передачи данных в полосе частот до 1 МГц. Кабель не тестируется на уровень перекрестных наводок. В настоящее время он используется очень редко. Стандарт Е1А/Т1А 568 не различает кабели категорий 1 и 2. 
• Кабель категории 3 — это кабель для передачи данных в полосе часто до 16 МГц, состоящий из витых пар с девятью витками проводов на метр длины. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Это самый простой тип кабелей, рекомендованный стандартом для локальных сетей.
• Кабель категории 4 — это кабель, передающий данные в полосе частот до 20 МГц. Используется редко, так как не слишком заметно отличается от категории 3. Стандартом рекомендуется вместо кабеля категории 3 переходить сразу на кабель категории 5. Кабель категории 4 тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом.
• Кабель категории 5 — самый совершенный кабель в настоящее время, рассчитанный на передачу данных в полосе частот до 100 МГц. Состоит из витых пар, имеющих не менее 27 витков на метр длины (8 витков на фут). Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Рекомендуется применять его в современных высокоскоростных сетях. Кабель категории 5 примерно на 30-50% дороже, чем кабель категории 3. 
• Кабель категории 6 — перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 200 МГц. 
• Кабель категории 7 — перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 600 МГц.

Электрические характеристики коаксиальных кабелей

e=»14″>

Электрические характеристики коаксиальных кабелей производства США

Литература по коаксиальным кабелям

1. Н. И. Белоруссов, И. И. Гроднев. Радиочастотные кабели. 2-е изд., перераб. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959.
2. Т. И. Изюмова, В. Т. Свиридов. Волноводы, коаксиальные и полосковые линии. — М.: Энерия, 1975.
3. Д. Я. Гальперович, А. А. Павлов, Н. Н. Хренков. Радиочастотные кабели. — М.: Энергоатомиздат, 1990.
4. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник/Н. И. Белоруссов, А. Е. Саакян, А. И. Яковлева: Под ред. Н. И. Белоруссова. — 5 изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 536 с.; ил.
5. Любительская радиосвязь на КВ. Под ред. Б. Г. Степанова. — М.: Радио и связь, 1991.
6. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. Под ред. Н. И. Чистякова. — М.: Радио и связь, 1990.
7. Дж. Дэвис, Дж. Дж. Карр. Карманный справочник радиоинженера. Пер. с англ. — М.: Додэка-XXI, 2002.

Нормативно-техническая документация на коаксиальные кабели

1. ГОСТ 11326.0-78. Кабели радиочастотные. Общие технические условия.
2. IEC 60078(1967). Кабели радиочастотные коаксиальные. Волновое сопротивление и размеры.
3. IEC 60096-1(1986). Кабели радиочастотные. Часть 1: Общие требования и методы измерений.
4. IEC 60096-2(1961). Кабели радиочастотные. Часть 2: Частные технические условия на кабели.
5. IEC 60096-3(1982). Кабели радиочастотные. Часть 3: Общие требования и испытания одножильных коаксиальных кабелей для использования в кабельных распределительных системах.
6. MIL-C-17 Coaxial Cable (военный стандарт США).
7. МЭК 78-67, МЭК 96-0-70, МЭК 96-1-86, МЭК 96-3-82.
8. ТУ 16.К99-006-2001, ТУ16-505.858-81, ТУ16-705.125-79, ТУ16-505.166-77.

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража «Вселенная, жизнь, разум»?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть «реликтовое» излучение, оставшееся после «Большого Взрыва», то есть от момента «рождения» Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца… Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Рассмотрим элементы коаксиального кабеля, отмеченные на рисунках цифрами.

1. Центральный проводник (Center Conductor). Представляет собой металлический стержень, цельный или состоящий из нескольких проводников. В качестве металла, как правило, выступает медь или сплав с медью, например сплав меди с карбоном, омедненная сталь или омедненный алюминий. Толщина проводника обычно находится в пределах 1-2 мм.

2. Диэлектрик (Dielectric). Служит для надежного разделения и изолирования центрального проводника и оплетки, которые используются для передачи сигнала. Диэлектрик может изготавливаться из различных материалов, например из полиэтилена, фторопласта, пенополиуретана, поливинилхлорида, тефлона и т. д.

3. Оплетка (Braid). Является одним из носителей, который участвует в передаче сигнала. Кроме того, она играет роль заземления и защитного экрана от электромагнитных шумов и наводок. Как правило, оплетка сделана из медной или алюминиевой проволоки. Когда требуется увеличить помехозащищенность системы, может использоваться кабель сдвойной и даже четверной оплеткой.

4. Изолирующая пленка (Foil). Выступает обычно в роли дополнительного экрана. В качестве материала используется алюминиевая фольга.

5. Внешняя оболочка (Outer Jacket). Используется для защиты кабеля от воздействия внешней среды. Оболочка, как правило, имеет ультрафиолетовую защиту и защиту от возгорания, для чего используется материал с определенными свойствами, например поливинилхлорид, пластик, резина и т. д.

Волновое сопротивление коаксиального кабеля, используемого для передачи данных в локальных сетях, составляет 50 Ом. При этом толщина тонкого коаксиального кабеля — примерно 0,5-0,6 см, а толстого — 1-1,3 см.

Существует определенная маркировка (категория) кабелей, которая позволяет различать их характеристики. Например, кабель с волновым сопротивлением 50 Ом имеет маркировку RG-8, RG-11 и RG-58. Различают также подкатегории кабелей, например RG-58/U (одножильный проводник) или RG-58A/U (многожильный проводник).

Наибольшее распространение получил тонкий коаксиальный кабель, поскольку он более гибкий и его легче прокладывать. Если требуется увеличить диаметр сети, то используется толстый коаксиальный кабель. Иногда тонкий и толстый кабели применяются одновременно: тонким кабелем соединяют близкорасположенные компьютеры, а толстым — компьютеры на большом удалении или два сегмента сети.

… Вернуться назад

Общие недостатки коаксиальных кабелей.

—
к сети на коаксиальном кабеле трудно
добавлять новые станции или

отключать
существующие;

—
при выходе из строя одного сетевого
узла или разрыва кабеля

останавливается
вся сеть.

19.
Перечислить основные компоненты ВОЛС.

1)
оптическое волокно;

2)
волоконно-оптический кабель;

3)
оптические соединители (коннекторы);

4)
электронные компоненты систем оптической
связи.

20.
Что представляет собой оптическое
волокно?

Оптическое
волокно — главный компонент ВОЛС –
состоит из сердцевины (световодной
жилы) и оболочки с разными показателями
преломления n1 и n2.

Оптические
волокна в зависимости от способа
распространения в них

излучения
делятся на одномодовые и многомодовые.

21.
Пояснить на рисунке разницу между одно-
и многомодовым оптическим

волокном.

См.
конспект. Одномодовые -в каждый момент
времени по кабелю может передаваться
только одна мода (световой луч);
многомодовые — в каждый момент времени
по кабелю могут передаваться несколько
мод (световых лучей);

22.
Важнейшие параметры оптического волокна.

1)
затухание;

2)
дисперсия.

23.
Чем обусловлено затухание в оптическом
волокне?

Затухание
определяется потерями на поглощение и
рассеяние излучения в

оптическом
волокне и измеряется в децибелах на
километр (дБ/км).

24.
На каких длинах волн осуществляется
передача сигналов по

оптическому
волокну и почему?

В
настоящее время передача сигналов по
оптическому волокну осуществляется в
трех диапазонах: 0,85 мкм, 1,3 мкм и 1,55
мкм, так как именно в этих диапазонах
кварц имеет повышенную прозрачность.

25.
Показать на графике характер зависимости
затухания сигнала в

оптическом
волокне от длины волны.

См.
конспект.

26.
Понятие дисперсии (полосы пропускания)
для оптического волокна.

Дисперсия
— рассеяние во
времени спектральных и модовых
составляющих

оптического
сигнала.

Полоса
пропускания —
величина, обратная величине уширения
импульса при

прохождении
им по оптическому волокну расстояния
в 1 км.

27.
В каких 5Ѻдиницах измеряется «полоса
пропускания» для оптического
волокна?

Измеряется
полоса пропускания в мегагрцах на
километр (МГц.км).

28.
Достоинства и недостатки одномодовых
волокон.

:
1.Т.к. передаётся только 1 мода, то лучше
характеризуются по

затуханию
и дисперсии

2.Возможность
передачи данных на большие расстояния
без регенерации

сигнала.

3.Более
высокие скорости передачи.

:
1.Сложно вести луч, т.к. очень тонкая
жила.

2.Сложнее
сращивать одномодовые волокна.

3.Дорогой
монтаж оптических разъёмов.

29.
Какие оптические волокна имеют лучшие
характеристики по затуханию и полосе
пропускания и почему?

Одномодовые,
т.к. передаётся только 1 мода

30.
Какие оптические волокна имеют большую
стоимость?

Одномодовые

31.
Для каких оптических волокон меньше
потери сигнала при их сращивании?

многомодовых

32.
Какие оптические волокна более удобны
при монтаже и почему?

Многомодовые
более удобны при монтаже,так как в них
больше

размер
световодной жилы;

33.
Что представляет собой волоконно-оптический
кабель (ВОК)?

Волоконно-оптический
кабель(ВОК)-среда передачи данных,
состоящая из оптических волокон
(стеклянных или пластиковых), заключенных
в защитную герметичную оболочку.

34.
С помощью каких приборов световой поток
вводится в ВОК?

Информация
в ВОК переносится модулированным
световым потоком, генерируемым
светодиодами или лазерами.

35.
На какое расстояние обеспечивает
передачу данных без регенерации

сигнала
одномодовый (многомодовый) ВОК?

Одномодовый
ВОК — тонкий
кабель, позволяющий при использовании
лазерных передатчиков увеличить
расстояние между станциями до 10-50 км;

Многомодовый
ВОК — обеспечивает
передачу информации на расстояние до
2 км без применения промежуточных
повторителей;

36.
Достоинства и недостатки ВОК.

:1)Высокая
пропускная способность;

2)
отсутствие электромагнитного излучения,
что исключает утечку

информации;

3)
помехоустойчивость;

4)
большое расстояние передачи (не менее
2 км без повторителей);

5)
малый вес;

6)
высокое электрическое сопротивление,
обеспечивающее гальваническую

развязку
соединяемых устройств;

7)
умеренная стоимость, незначительно
превышающая стоимость медного

кабеля.

:
1) трудоемкость монтажа, требующая
специального оборудования;

2)
высокая стоимость сетевых устройств.

Выбор коаксиального кабеля

Подходящий по всем параметрам коаксиальный кабель для видеонаблюдения выбирается исходя из задач и условий при организации системы наблюдения на каждом конкретном объекте охраны. Эти задачи и условия изложены в проектно-сметной документации, если она имеется или в техническом задании заказчика. В первом случае кабель выбран. Во втором варианте, который встречается гораздо чаще, подрядчику или собственнику, собирающемуся монтировать систему видеонаблюдения самостоятельно, следует рассмотреть и оценить несколько существенных параметров:

• Расстояния до выбранных мест установки видеокамер;
• Наличие распределительных электрощитов, коробок осветительной сети недалеко от мест установки камер;
• Однородность способа прокладки кабеля до каждой камеры (внутренняя, наружная, воздушная на тросе);
• Наличие источников электрических наводок и электромагнитных помех по выбранной линии прокладки кабеля (силовые и осветительные электротрассы, электродвигатели, мощные электрические приборы и другие устройства, создающие вокруг себя электромагнитное поле), что приведет к потере качества видеоизображения;
• Требования к кабельной продукции по цвету, толщине, возможности прокладки за подвесными потолками, в кабельных каналах, в том числе существующих на объекте, для сохранения целостности интерьера помещений;
• Необходимость записывать звуковой сигнал.

Важны также выбранные разъемы для коаксиального кабеля, позволяющие правильно подключить кабельную линию к видеокамере.

Рассмотрев все условия и варианты прокладки, составить простейший кабельный журнал с промером расстояний, учитывающий геометрию прокладки, количество изгибов.

Необходимо учитывать защиту кабеля от механических повреждений, влажность в помещениях, климатические условия и температуру воздуха во время монтажных работ при наружной прокладке, необходимость переходов между зданиями. С учетом этого, можно сделать выводы о возможности и необходимости применения тех или иных видов кабеля. Часто в одной системе используются различные виды кабеля: обычный, комбинированный, на тросе.

В заключение стоит сказать, что выбор кабеля очень важен. Но это только один элемент системы видеонаблюдения и добиться поставленных задач можно только правильным подбором всего перечня необходимого оборудования, что послужит темами других статей.