Коаксиальный кабель
Впервые термин электротехника появился в 1879 году, больше чем на три четверти века позже открытия первого источника электропитания, так называемого Вольтова столба. Но прототипы современной кабельной продукции появились гораздо раньше. В 1811 году российским ученым Павлом Шиллингом был предложен первый подводный электрокабель, состоявший из тонкой медной проволоки покрытой шелком и пенькой исполняющих роль изоляции.
Современный силовой кабель состоит из трех обязательных составляющих: жилы (которая собственно и проводит ток), изоляции и оболочки. Материалом для жилы обычно служат медь или алюминий.
В настоящий момент электромонтажная продукция различает три вида изоляции силового кабеля, это бумажная, ПВХ-изоляция и сшитый полиэтилен. Последний вид считается самым прочным, так как способен выдержать значительные перепады температур и скачки напряжения. Силовой кабель нашел свое применение в различных промышленных отраслях и используется как при прокладке линий высоковольтных передач, так и на бытовом уровне.
В 1894 году Николой Теслой был запатентован первый электропроводник для переменного тока. А уже в 1929 году благодаря Ллойду Эспеншиду и Герману Эффелю мир узнал, что такое коаксиальный кабель. В 1936 году с помощью него транслировалась первая телепередача с Олимпийских игр, проходящих в Берлине.
В отличие от обычного силового, коаксиальный кабель, служащий для передачи высокочастотных сигналов, обязательно имеет экранирование (оплетку). Тем самым он препятствует возникновению электромагнитных помех и сохраняет чистоту передаваемого сигнала. Коаксиальная кабельно-проводниковая продукция до сих пор применяется в каналах бытовой связи, но постепенно уступает позиции витой паре и более продвинутому оптоволокну.
Название произошло[от лат. со (cum) — совместно и axis — ось], кабель, в котором оба проводника тока, образующие электрическую цепь, представляют собой 2 соосных цилиндра. К. к. применяется для передачи электрических сигналов в линиях дальней связи,в антенно-фидерных устройствах радиоэлектронной и телевизионной аппаратуры, между блоками радиотехнической аппаратуры и т.д. Электромагнитное поле К. к. сосредоточено в пространстве между проводниками тока, то есть внешнего поля нет, и поэтому потери на излучение в окружающее К. к. пространство практически отсутствуют.
Коаксиальный кабель (coaxial cable, или coax) имеет конструкцию, схематически представленную на рисунке.
Строение коаксиального кабеля
Рис. 22. Строение коаксиального кабеля
Коаксиальный кабель (см. рисунок) состоит из:
(A) — оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала;
(B) — внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;
(C) — изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;
(D) — внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омеднённого алюминия, посеребрённой меди и т. п.
Здесь электрическими проводниками являются центральная жила и экранирующая оплетка. Диаметр жилы и внутренний диаметр оплетки, а также диэлектрическая проницаемость изоляции между ними определяют частотные свойства кабеля. Материал и сечение проводников и изоляции определяют потери сигнала в кабеле и его импеданс. В идеальном случае электрическое и магнитное поля, образующиеся при прохождении сигнала, целиком остаются внутри кабеля, так что ко-аксиальный кабель не создает электромагнитных помех. Также он малочувствителен ко внешним помехам (если он находится в однородном поле помех). На практике, конечно же, коаксиальный кабель и излучает, и принимает помехи, но в относительно небольшой степени. Самый лучший по свойствам коаксиальный кабель, применяемый в телекоммуникациях, — толстый желтый кабель Ethernet имеет по-серебреную центральную жилу толщиной 2 мм и двойной слой экранирующей оплётки. Коаксиальный кабель используется только при асимметричной передаче сигналов, поскольку он сам принципиально асимметричен.
Главный недостаток коаксиального кабеля — ограниченная пропускная способность — в локальных сетях «потолок» 10 Мбит/с достигнут в технологии Ethernet 10Base2 и 10Base5. В разных приложениях используется коаксиальный кабель с различными значениями импеданса: 50 Ом — Ethernet, 75 Ом — передача радио- и телевизионных сигналов, 93 Ом — в ЛВС ARCnet. Типы популярных коаксиальных кабелей приведены в табл. 1. В современных стандартах на кабели для телекоммуникаций коаксиальные кабели уже не рассматриваются и тем более не рекомендуются для применения при установке новых сетей. Стандарту EIA/TIA-568A соответствуют только коаксиальные кабели с импедансом 50 Ом, применяемые в технологии Ethernet.