What is coaxial cable and how is it used?

Плюсы и минусы коаксиального кабеля

Этот вид оснащения характеризуется своими преимуществами и недостатками. К плюсам оборудования относится:

1. Применяется коаксиальный кабель для звука – передачи речи, сигналов видео, телевидения, радио.
2. Оснащение характеризуется простотой монтажа.
3. Его использование обеспечивает высокую скорость передачи данных.
4. Его можно применять для создания коммуникаций на больших расстояниях.
5. Обладает коаксиальный кабель и высоким уровнем защиты данных – к нему невозможно незаметно подключиться для их считывания.
6. Оснащение обладает низким показателем затухания.
7. Оборудование имеет высокие пропускные способности.
8. Оно стабильно работает в широких областях частот.

Коаксиальный кабель телевизионный и применяемый для других сфер, обладает некоторыми недостатками:

1. Оборудование является дорогостоящим.
2. Оно имеет не самый высокий уровень стойкости к повреждениям.
3. Если кабель толстый, он может быть сложным в монтаже.
4. Полоса пропускания этого оборудования ниже, чем у оптоволоконного.

Что лучше коаксиальный или оптический кабель?

Какой вариант использовать, зависит от ряда критериев. Оптический кабель состоит из оптоволокон, способных передавать сигналы на длинные расстояния. Чтобы понять, какой из них оптимален в использовании, нужно сравнить их по некоторым параметрам:

1. Полоса пропускания. У оптоволокна она выше до 40 Гбит/с. Коаксиальный кабель имеет показатель до 10 Гбит/с, поэтому первым обеспечивается более высокая скорость передачи данных.
2. Установка. Оптоволоконный кабель имеет меньший вес и размер по сравнению с коаксиальным вариантом, поэтому его монтаж осуществляется проще.
3. Расстояние передачи данных. По этому параметру выигрывает оптоволокно (до 5 км без повторителей), тогда как у коаксиального кабеля она составляет до 2,4 км. В некоторых случаях показатель последнего существенной роли не играет, например, если используется коаксиальный кабель для видеонаблюдения.
4. Помехи. На оптоволокно они влияния не оказывают, а второй вариант их воздействию в небольшой степени поддается.
5. Электроизоляция. Оптоволоконный кабель обладает полной гальванической развязкой концов, поэтому он неуязвим перед перепадами напряжения. Второй вариант характеризуется наличием соединения между концами, поэтому является восприимчивым к электромагнитным помехам.

Категории

Коаксиальный кабель RG подразделяется по категориям шкалы Radio Guide. Наиболее распространенные типы кабелей:

• RG-213 и RG-8 — «Толстый Ethernet» (Thicknet). Кабель коаксиальный RG 213 (RG-8) с волновым номинальным сопротивлением 50 Ом. Стандарт 10BASE5;
• RG-58 — «Тонкий Ethernet» (Thinnet), с волновым номинальным сопротивлением 50 Ом. Стандарт 10BASE2;
• RG-58/U — центральный проводник выполнен сплошным;
• RG-58A/U — центральный проводник выполнен многожильным;
• RG-58C/U — кабель используется для военных целей;
• RG-59 — кабель для телевизионных целей (Broadband/CableTelevision), с номинальным волновым сопротивлением 75 Ом. Кабель коаксиальный RG 59 является Российским аналогом РК-75-х-х («кабель радиочастотный»);
• RG-6 — кабель для телевизионных целей (Broadband/CableTelevision), с номинальным волновым сопротивлением 75 Ом. У этой категории кабеля имеют некоторые разновидности, они характеризуют его тип и материал исполнения. Является Российским аналогом РК-75-х-х («кабель радиочастотный»);
• RG-11 — кабель для магистральных линий, используется для больших расстояний (до 600 м). Благодаря полиэтиленовой внешней изоляции, его без проблем можно использовать в сложных условиях (колодцы, улица). Модификация этого кабеля, S1160 отличается наличием троса, который используется в качестве несущего элемента, кабель пробрасывается по воздуху (например, между строениями);
• RG-62 — ARCNet, волновое сопротивление 93 Ом.

«Тoнкий» Ethеrnet

Когда-то был одним из наиболее распространённых кабелей для построения локальных сетей. Благодаря своим характеристикам, а именно диаметру в 6 мм и значительной гибкости, он может быть проложен практически в любых местах. Соединяются кабели между собой и с сетевой платой компьютера с помощью коннектора ВNC (Вayonet Nеill-Concеlman). Также существует соединение кабелей между собой при помощи прямого соединения (I-коннектора BNC). На неиспользуемых концах сегмента нужна установка терминаторов. По такому типу кабеля можно пересылать данные на скорости до 10 Мбит/сек. на расстояние около 185 м.

«Толстый» Ethеrnet

Данный кабель RG-11, толстый — диаметр его 11,7 мм, у него более толстый центральный проводник, чем у «тонкого Ethernet». Это обусловливает наличие двух существенных недостатков – он плохо гнётся и имеет достаточно высокую цену. Помимо этого, при подсоединении к компьютеру наблюдаются некоторые сложности — необходимо использование трансиверов АUI (Attаchment Unit Interfаce), которые присоединяются к сетевой карте с помощью ответвителя, пронизывающего кабель – так называемые «вампирчики». Но естественно есть у данного кабеля и достоинства. За счёт всё того же более толстого проводника передавать данные можно на расстояниях до 500 м, при этом максимально возможная скорость будет составлять 10 Мбит/с. В силу дороговизны и сложности установки этот кабель не получил достаточно широкого распространения, в отличии от RG-58. Иногда можно встретить иное название RG-8 – это «Желтый Ethеrnet» (англ. Yellоw Ethеrnet), так как исторически фирменный кабель имел жёлтую окраску (сейчас стандартным цветом является серый).

Устройство

Коаксиальный кабель (см. рисунок) состоит из:

• 4 (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;
• 3 (B) — внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия плёнки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;
• 2 (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;
• 1 (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.

Благодаря совпадению осей обоих проводников у идеального коаксиального кабеля оба компонента электромагнитного поля полностью сосредоточены в пространстве между проводниками (в диэлектрической изоляции) и не выходят за пределы кабеля, что исключает потери электромагнитной энергии на излучение и защищает кабель от внешних электромагнитных наводок. В реальных кабелях ограниченные выход излучения наружу и чувствительность к наводкам обусловлены отклонениями геометрии от идеальности. Весь полезный сигнал передаётся по внутреннему проводнику.

Подключение

Выбрав подходящий коаксиальный кабель, убедитесь, что в вашем устройстве подходящий для него разъем. Обычно встречаются F-коннекторы, реже – N-коннекторы.

Крепежей тоже существует два вида: винтовые заглушки и обжимные пробки. Как обжать изделие, описано ниже.
Самый простой способ подключения – с помощью углового или прямого F-штекера. Использовать для проводки лучше простой нож.

Разрежьте наружный слой на длину 1,5 см и снимите его. Заверните проводник-экран и фольгу. Снимите изоляционный слой с сердцевины и накрутите на нее штекер.

Выступающую центральную жилу обрежьте до нужной длины.
Обжимное кольцо наматываем на край, отрезаем изоляцию на длину 6 мм и снимаем ее. Очищенную часть освободите от слоев до медной трубки

Делайте это осторожно, дабы не повредить ее, ведь это повлияет на качество сигнала.
Наденьте и сдвигайте вилку по длине до тех пор, пока внутреннее волокно не выступит из центра. Вставляем разъем в конец кабеля и зажимаем обжимным кольцом

Осталось только отрезать торчащие провода. Теперь вы знаете, как подключить к телевизору кабель двумя несложными способами.

Зачем соахiаl разъём в телевизоре

Слово соахiаl в переводе с латинского буквально означает «совместная ось», а определение «коаксиальный» скорее относится к кабелю, устройство которого обеспечивает качественную передачу телевизионного сигнала высокой частотности от антенны к телевизору. То есть соахiаl разъём – это выход из телевизионного приёмника для подключения антенны.

Основным назначением коаксиальных устройств является обеспечение соединения между оборудованием разных видов. Это соединение имеет два типа парных составляющих: розетка-вилка и штырь-гнездо. Каждый кабель соотносится с соахiаl выходами различных видов.

По функциональному назначению различают такие виды разъёмов:

• приборные;
• кабельные;
• приборно-кабельные.

В связи с дороговизной медных конструкций магистральных соахiаl кабелей, их часто заменяют оптические аналоги. Удешевляют производство за счёт частичной замены медных компонентов. Основу делают из стали, частично включают в состав плакированную медь, а сверху оплетают стальной и алюминиевой проволоками.

По способу сборки различают три группы кабельных коннекторов:

• накрутные;
• обжимные;
• компрессионные.

Накрутные разъёмы

Корпус накрутного коаксиального выхода имеет встроенную скруглённую резьбу и дополняется напрессованной гайкой.

Такой коннектор для соединения ещё называется накрутным штекером. Он особенно широко применяется в домашних условиях и очень популярен из-за простоты подключения, осуществление которого не требует особых умений и специальных инструментов.

Однако такие распространённые штекеры имеют целый ряд существенных недостатков:

• ломкость, ненадёжность конструкции;
• кольцо корпуса не в полной необходимой мере прижимается к гайке, вследствие чего при вкручивании повреждаются разъёмы;
• недостаточная по длине внутренняя резьба, что делает невозможной максимальную плотность фиксации кабеля и, как следствие, является причиной помех при передаче сигнала;
• при накручивании штекера на кабель постепенно происходит частичное разрезание/обрыв проводников, а также по мере эксплуатации скручивается защитное покрытие вместе с проволочным оплетением.

Обжимные разъёмы

В обжимном устройстве используются два цилиндра: наружный, как бы продолжающий строение корпуса, и внутренний, который подбирается по диаметру кабельного диэлектрика с фольгой. Круговая симметрия кабеля не нарушается во время усадки выхода. Его корпус спрессовывается шестигранной призмой при помощи обжимного инструмента.

Обжимной соединитель для антенны также характеризуется упрощённым способом крепления.

Характеристики таких разъёмов могут ухудшаться из-за использования для их производства некачественных материалов, вследствие чего они быстро изнашиваются.

Компрессионные разъёмы

Положительные свойства компрессионных соахiаl выходов со сложностью конструкции компенсируют их относительную дороговизну в полной мере. Они считаются самыми надёжными, но подключение к ним требует понимания специфики крепления и использования специальных приспособлений.

К преимуществам этого вида коаксиальных разъёмов относятся:

• антикоррозионное покрытие;
• эксплуатация до 3-х Ггц;
• защищённость от воздействия влаги;
• наибольшая устойчивость к механическим воздействиям;
• лучшее экранирование в сравнении с другими;
• максимально возможная устойчивость к воздействию высокой и низкой температур;
• большая прочность на разрыв.

Принцип работы

Перед использованием желательно ознакомиться с принципом работы. Благодаря наличию проволоки и защитных слоев, быстро поглощающих разные помехи и шумы, поступающая информация не искажается. Чтобы выполнить кодировку данных, применяются электрические сигналы. Они поступают по поверхности жил.

Это главные компоненты коаксиального кабеля. Покупатели могут найти конструкцию сплошную или с одним медным проводом. На рынке представлены и более усиленные варианты, когда жила дополнительно защищается изоляцией. Благодаря этому предотвращается контактирование с металлической оплёткой. Её главное предназначение — заземление.

Коаксиальный кабель нужен для устранения электрического шума, перекрёстных помех. Учёные провели исследования и выяснили, что это электрические наводки, которые возникают в результате контакта двух проводов. Они располагаются рядом и должны хорошо защищаться дополнительной изоляцией, которая предотвращает их контакт между собой.

Если металлическая оплётка будет соприкасаться с основной жилой, произойдёт короткое замыкание и помехи начнут активно проникать в жилу. Такой процесс приведет к разрушению передаваемых данных. Благодаря качественной и надёжной защите от помех, можно корректно использовать оборудование, ведь наружная оболочка, изготовленная с использованием тефлона, пластика и резины, не проводит ток.

Виды коаксиальных кабелей

Провод для телевидения, в зависимости от решаемой им задачи и исполняемой функции, бывает нескольких видов. В первую очередь, классифицировать их можно в соответствии с диаметром. По такому признаку проводники бывают:

1. Тонкий коаксиальный кабель. Его диаметр должен быть не более 50 мм в сумме со всеми слоями, его протяжка между опорами осуществляется по направляющему тросу на расстояние не более 200 метров от передатчика до приемного устройства;
2. Толстый коаксиальный кабель. Общий размер в данном случае составляет до 100 мм, он бывает как одножильный, так и многожильный различной емкости. Такой провод можно прокладывать на расстояние до 650 метров, так как в нем двойная оплетка и более жесткий изолирующий слой наружной оболочки.

Тонкий провод

Перечисленные типы коаксиальных телевизионных кабелей могут производиться из одного и того же металла, но разной толщины, в зависимости от этого параметра меняются и их технические характеристики. Также в зависимости от того, какой диаметр имеет изделие, оно может использоваться в определенных условиях, например, толстый тв провод более устойчив к воздействию ультрафиолетовых лучей и влаги, поэтому чаще других используется в наружных системах видеонаблюдения или передачи других данных.

Также существуют другие разновидности провода. На основании конструкции и внутренних составляющих телевизионный кабель бывает двух типов:

1. Простой, когда по центру проходит одна жила, сделанная из цельной или плетеной проволоки, далее вспененная ПВХ изоляция, внешний проводник с экранирующей фольгой и внешняя оболочка. Это наиболее часто встречающаяся конфигурация проводника, которая используется для организации кабельного или цифрового телевидения в быту;

Комбинированный провод

1. Комбинированный тв провод может иметь тот же диаметр, что и в первом случае, но строение немного отличается. В его состав, помимо основных элементов, входят несущий трос для создания жесткости конструкции и несколько дополнительных проводников для передачи слаботочного электричества от блока питания на потребителя. Чаще всего подобные линии можно встретить при организации видеонаблюдения, когда в один комбинированный провод включены и питающие жилы для внешней камеры, и обычный проводник для передачи цифрового или аналогового сигнала на записывающее устройство.

Важно! Такое изделие должно подключаться к блоку питания с номиналом не более 12 Вольт, в противном случае несущие жилы могут не выдержать высокой нагрузки и при нагревании расплавят изоляционную оболочку, после чего изделие полностью выйдет из строя. Бывали случаи, когда подобное короткое замыкание приводило к возникновению пожара или другой аварийной ситуации, опасной для жизни

Указанные классификации не единственные, но наиболее распространённые, поэтому их необходимо использовать во время выбора изделия для решения той или иной задачи.

Литература и документация

Литература

• Справочник по элементам радиоэлектронных устройств: Под ред. В. Н. Дулина и др. — М.: Энергия,
• Краткий справочник конструктора РЭА. Под ред. Р. Г. Варламова — М.: Сов. Радио,
• Джуринский К. Б. Коаксиальные радиокомпоненты нового поколения для микроэлектронных устройств СВЧ. Справочные материалы по электронной технике — ОНТИ,
• Джуринский К. Б. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ: соединители, коаксиально-микрополосковые переходы, адаптеры, СВЧ-вводы, низкочастотные вводы, изоляционные стойки, фильтры помех — Техносфера,
• Савченко В. С., Мельников А. В., Карнишин В. И. Соединители радиочастотные коаксиальные — М.: Сов. радио, 1977, 48 с.

Нормативно-техническая документация

• ГОСТ РВ 51914-2002. Элементы соединения СВЧ трактов электронных измерительных приборов. Присоединительные размеры.
• ОСТ4-Г0.364.024-71. Переходы коаксиальные. Руководство по выбору.
• ОСТ5-8772-86. Переходы волноводно-коаксиальные. Конструкция, размеры, технические требования, правила приемки и методы испытаний.
• ЧТУ ВР0.364.016 ТУ-65. Вилки кабельные, переходы, розетки и тройники с резьбовым соединением.
• ТУ 11-АГ0.364.204ТУ-80. Соединители радиочастотные коаксиальные вилки и розетки.
• ТУ 107-ВР0.364.060ТУ-88. Соединитель радиочастотный коаксиальный.
• ТУ 88-НТДИ.004ТУ-91. Соединители радиочастотные коаксиальные типа РЦ.00.
• ВРО.364.049 ТУ. Соединители радиочастотные коаксиальные. Технические условия.
• IEC 60169. Соединители радиочастотные. Части 1-36.
• IEC/TR 61141 (1992). Соединители коаксиальные радиочастотные. Верхний предел частоты.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

Обозначения кабелей советского производства

Согласно ГОСТ 11326.0-78 марка кабеля обозначается буквами, указывающими его тип, и последующими тремя цифрами, разделённых дефисами.

Первая цифра выражает номинал волнового сопротивления. Вторая цифра означает:

• для коаксиальных кабелей — номинал диаметра по изоляции, округлённый до наиближайшего меньшего целого числа при диаметрах свыше 2 мм (исключение составляют диаметр 2,95 мм, который нужно округлить до 3 мм, и диаметр 3,7 мм – его округлять не следует).
• для кабелей с внутренними проводниками, выполненными в виде спирали — номинальное значение диаметра центральной жилы;
• для кабелей с двумя проводниками в раздельных экранах — номинал диаметра по изоляции, округлённый так же, как и для обычного;
• для кабелей с двумя проводниками в одной общей изоляции или скрученных из раздельно изолированных проводников — значение наибольшей величины по заполнению или диаметра по скрутке.

Далее идёт серия из  двух или трёх чисел. Первая цифра выражает — группу по изоляции и категории теплостойкости. Последующие числа указывают на порядковый номер в разработках.

Ниже приводится цифровое обозначение, присвоенное кабелям по теплостойкости:

1 — обычная теплостойкость, выполнена сплошным слоем изоляции;

2 — повышенная теплостойкость, выполнена сплошным слоем изоляции;

3 — обычная теплостойкость, выполнена полувоздушным типом изоляции;

4 — повышенная теплостойкость, выполнена полувоздушным типом изоляции;

5 — обычная теплостойкость, выполнена воздушным типом изоляции;

6 — повышенная теплостойкость, выполнена воздушным типом изоляции;

7 — высокая теплостойкость.

С  — данную букву добавляют в конце маркировки через тире, если кабель имеет повышенную однородности или повышенную стабильность своих параметров.

А(«абонентский») – наличие в конце названия этой буквы говорит о пониженном качестве кабеля, характеризующимся частичным отсутствием проводников, выполняющих роль экрана.

Пример:

«Кабель РК 75-4-15 ГОСТ (ТУ)» –  условное обозначение коаксиального радиочастотного кабеля. Номинальное волновое сопротивление его – 75 Ом, сплошная изоляция, обычная теплостойкость, диаметр по изоляции в номинале – 4,6 мм, 5 номер разработки.

Устаревшие обозначения кабелей советского производства

В СССР, в 1950 — 1960-х годах использовалась маркировка кабелей, в которой не прописывались значимые компоненты. Она включала в себя буквы «РК» и условный номер разработки. В эти годы обозначение «РК-50» означало, что это не кабель с волновым номинальным сопротивлением 50 Ом, а кабель, с 50 порядковым номером разработки,  волновое же сопротивление его составляло 157 Ом.

Обозначения кабелей импортного производства

В разных странах системы обозначений регламентируются национальными, международными и стандартами собственных предприятий-изготовителей (наибольшим спросом пользуются кабели марок DG , RG, SAT).

Как выбрать коаксиальный кабель?

Делать это нужно с учетом таких параметров:

1. Материал изготовления. Считается, что оптимальный вариант – медь. Жилы из меди гибкие и обеспечивают хорошие параметры передачи данных.
2. Толщина оснащения. От нее зависит скорость затухания. Коаксиальный кабель силовой – хороший вариант для прокладки на длинные расстояния, потому что он обеспечивает невысокий уровень этого параметра. В ряде случаев используется тонкий вариант – например, при выборе телевизионного кабеля для квартиры, если его длина не будет превышать 10 м.
3. Оплетка. Чем она толще и прочнее, тем лучше оборудование защищено от внешних повреждений и помех.
4. Сопротивление. Его показатель указан в Ом, и чаще используется оснащение с такими его значениями как 50 и 75 Ом. Для импульсной техники применяются конструкции с сопротивлением 100 Ом. Встречаются варианты со значением 150 и 200 Ом, но они не приняты международными стандартами и практически не используются.
5. Внешняя изоляция. Для внутренней прокладки применяются белые покрытия – например, если это коаксиальный телевизионный кабель. Для наружного использования предназначены варианты с черной внешней изоляцией, защищающей от воздействия ультрафиолетовых лучей. Стоимость вторых выше.
6. Отметки. На некоторых конструкциях указано, что они принадлежат к классу «Премиум» или являются цифровым кабелем. Специалисты считают, что это маркетинговая уловка, и оснащение без таких пометок соответствует важным критериям, поэтому не стоит переплачивать за оснащение с ними.