Koaksialinis kabelis – kas tai, kaip veikia ir kur naudojamas
Koaksialinis kabelis: sužinokite, kas tai, kaip veikia ir kur naudojamas — nuo kabelinės TV iki aukšto dažnio perdavimo, tipai, privalumai ir praktiniai taikymai.
Koaksialinis kabelis yra specialus elektros kabelis, skirtas perduoti aukšto dažnio arba plačiajuosčius signalus. Jis yra specialiai izoliuotas ir dėl to gana standus. Šiandien koaksialiniai kabeliai plačiai naudojami, pavyzdžiui, kabelinei televizijai, palydovinei televizijai, CCTV vaizdo sistemoms ir interneto ryšiui per kabelinius modemus. Koaksialiniai kabeliai taip pat gali būti naudojami kompiuterių tinklams, tačiau XXI a. tai tapo rečiau — daugeliui tinklų patogiau naudoti vytą porą arba belaidžius sprendimus.
Struktūra ir medžiagos
Koaksialinis kabelis turi kelis sluoksnius, įprastai iš vidinės į išorinę dalį:
- Vidinis laidininkas — paprastai varinė viela (mono arba vielutėms arba pintai vielai).
- Dielektrikas — izoliacinė medžiaga aplink vidinį laidininką, kuri nulemia kabelio banginį pasipriešinimą (impedansą).
- Išorinis laidininkas / ekranas — aliuminio folija, metalinis pynimas (braid) arba jų kombinacija, apsauganti nuo išorinių trukdžių.
- Apsauginis apvalkalas — išorinė izoliacija, apsauganti kabelį nuo mechaninių pažeidimų ir drėgmės.
Skirtinguose kabeliuose naudojamos medžiagos ir ekrano tipai skiriasi — kai kur vartojamas storesnis dielektrikas arba tankesnis pynimas, kad sumažėtų praradimai ir pagerėtų ekranavimo efektyvumas.
Kaip veikia koaksialinis kabelis
Koaksialinis kabelis yra aukšto dažnio perdavimo linija: signalas perduodamas per vidinį laidininką, o grįžtamasis srautas teka per išorinį ekraną. Kadangi elektromagnetinis laukas, kuriuo perduodamas signalas, (idealiu atveju) egzistuoja tik erdvėje tarp vidinių ir išorinių laidininkų, signalas yra mažiau jautrus išoriniams trikdžiams ir taip pat mažiau skleidžia trukdžių aplinkai. Dėl šio ekrano koaksialiniai kabeliai yra atsparūs elektromagnetiniam triukšmui (trukdžiams).
Techniniai parametrai ir standartai
- Impedansas: dažniausiai pasitaiko 50 Ω (naudojami radijo ryšiui, profesionaliai įrangai) ir 75 Ω (televizija, palydovinė ir kabelinė televizija).
- Tipai / standartai: dažnai sutinkami RG serijos kabeliai, pvz., RG-6, RG-59, RG-11 — jie skiriasi skersmeniu, ekrano tipu ir praradimų dydžiu.
- Jungtys: populiarios jungtys yra F (televizijai), BNC (CCTV, laboratorinė įranga), N (RF, aukšti galingumai), SMA (kompaktiški RF jungikliai).
- Dažnių diapazonas ir nuostoliai: nuostoliai didėja su signalo dažniu — ilgesniais atstumais ir aukštesniais dažniais reikia storesnių kabelių arba mažesnio pralaidumo sprendimų.
Privalumai ir trūkumai
- Privalumai: geras ekranavimas nuo elektromagnetinių trukdžių, didesnis darbo dažnių diapazonas nei vytai porai, patikimumas ir ilgaamžiškumas, tinkamas RF signalo perdavimui.
- Trūkumai: gana stangrus ir storas (sunku montuoti siaurose ertmėse), didesnė kaina nei kai kurie alternatyvūs kabeliai, jungčių paruošimas reikalauja tinkamų įrankių ir žinių, o ilgais atstumais praradimai gali būti dideli.
Kur naudojamas
- Kabelinė ir palydovinė televizija (kabelinė televizija), namų ir komerciniai TV ryšiai.
- Internetui per kabelinius modemus (DOCSIS) ir plačiajuosčiau perdavimui.
- CCTV vaizdo stebėjimo sistemos ir vaizdo kameros (dažnai BNC jungtys).
- Radijo ir RF įranga, stotys, antenos (profesionalūs 50 Ω kabeliai).
- Matuoklių, laboratorinės įrangos jungtys bei testavimo prietaisai.
- Ankstesnės kartos kompiuterių tinklai (retai šiandien), taip pat tam tikri specializuoti pramoniniai sprendimai.
Montavimo ir eksploatacijos patarimai
- Atsargiai lenkite kabelį — venkite aštrių kampų ir mažesnio lenkimo spindulio nei nurodė gamintojas, nes tai padidina nuostolius.
- Naudokite tinkamas jungtis ir įrankius (pvz., užspaudimo antgalius arba tinkamai sukonfigūruotus F/BNC jungiklius).
- Suderinkite impedansą — labai svarbu, kad kabelio impedansas atitiktų įrangos impedansą (50 Ω arba 75 Ω), kitaip atsiras atspindžiai ir signalo praradimai.
- Jei kabelį montuojate lauke, pasirūpinkite hermetikavimu ir UV atspariu apvalkalu; lauko ilginimams naudokite ryšio dėžes ir sandarinimą.
- Žeminkite ir įžeminkite sistemą tinkamai (saugos ir trikdžių sumažinimo sumetimais); įžeminimo schema priklauso nuo įrangos tipo ir diegimo reikalavimų.
Santrauka
Koaksialinis kabelis yra patikima ir gerai ekranavimo turinti perdavimo linija, tinkama perduoti televizijos, palydovinius, CCTV ir RF signalus. Nors kai kuriose srityse (pvz., vietiniuose kompiuterių tinkluose) jis buvo pakeistas vytos poros ar belaidžiais sprendimais, koaksialiniai kabeliai išlieka pagrindiniu sprendimu daugeliui aukšto dažnio ir plačiajuosčių taikymų dėl savo konstrukcijos ir savybių.
Koaksialinio kabelio schematinis brėžinys
Laiko juosta
- 1880 m. Anglijoje Oliveris Heavisidas užpatentavo koaksialinį kabelį, patento Nr. 1 407.
- 1884 m. - "Siemens & Halske" Vokietijoje užpatentuoja koaksialinį kabelį (patento Nr. 28 978, 1884 m. kovo 27 d.).
- 1894 m. - Oliveris Lodge'as Karališkojoje institucijoje demonstruoja bangų perdavimo būdą.
- 1929 m. - Lloydas Espenschiedas ir Hermanas Affelis iš AT&T "Bell Telephone Laboratories" užpatentavo pirmąjį modernų koaksialinį kabelį.
- 1936 m. - pirmą kartą koaksialiniu kabeliu perduodami televizijos vaizdai iš 1936 m. vasaros olimpinių žaidynių Berlyne į Leipcigą.
- 1936 m. - nutiestas pirmasis pasaulyje povandeninis koaksialinis kabelis tarp Apollo įlankos netoli Melburno (Australija) ir Stenlio (Tasmanija). 300 km ilgio kabeliu gali būti perduodamas vienas 8,5 kHz dažnio transliavimo kanalas ir septyni telefono kanalai.
- 1936 m. - AT&T įrengia eksperimentinį koaksialinį telefono ir televizijos kabelį tarp Niujorko ir Filadelfijos su automatinėmis stiprinimo stotimis kas dešimt mylių. Gruodžio mėn. užbaigtas kabelis vienu metu gali perduoti 240 telefono skambučių.
- 1936 m. - "General Post Office" (dabar BT) nutiesė koaksialinį kabelį tarp Londono ir Birmingemo, kuriuo nutiesta 40 telefono kanalų.
- 1941 m. - AT&T pirmą kartą JAV komerciniais tikslais naudojasi tarp Mineapolio (Minesota) ir Stivens Pointo (Viskonsinas). L1 sistema, kurios pajėgumas - vienas televizijos kanalas arba 480 telefono grandinių.
- 1956 m. - nutiestas pirmasis transatlantinis koaksialinis kabelis TAT-1.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra koaksialinis kabelis?
A: Koaksialinis kabelis yra specialus elektros kabelis, naudojamas signalams perduoti.
K.: Kokia koaksialinio kabelio izoliacijos paskirtis?
A: Koaksialinio kabelio izoliacija naudojama tam, kad jis būtų standus ir apsaugotų signalą perduodantį elektromagnetinį lauką nuo išorinių elektromagnetinių laukų trukdžių arba jų poveikio.
K: Kokios yra įprastos koaksialinių kabelių naudojimo sritys?
A: Koaksialiniai kabeliai dažniausiai naudojami kabelinei televizijai, taip pat gali būti naudojami kompiuterių tinklams, nors XXI a. tai tapo reta.
K: Kaip gaminami koaksialiniai kabeliai?
A.: Koaksialiniai kabeliai paprastai gaminami iš laidžios vielos su izoliacija, kito laidžios medžiagos sluoksnio ir apvalkalo.
K: Kokią funkciją atlieka koaksialiniame kabelyje esanti laidioji viela ir laidioji medžiaga?
A.: Laidioji viela ir medžiaga naudojama aukšto dažnio arba plačiajuosčiam signalui perduoti.
Klausimas: Kaip signalas perduodantis EM laukas yra susijęs su koaksialinio kabelio vidiniais ir išoriniais laidininkais?
A.: Signalą nešantis elektromagnetinis laukas idealiai egzistuoja tik erdvėje tarp vidinio ir išorinio laidininkų.
K: Ar yra skirtingų koaksialinių kabelių tipų?
A: Taip, yra skirtingų tipų koaksialinių kabelių, kurie atitinka skirtingus standartus.
Ieškoti