Сегодня я подробно расскажу о структуре морских кабелей Ethernet. Проще говоря, стандартные кабели Ethernet состоят из проводника, изоляционного слоя, экранирующего слоя и внешней оболочки, в то время как бронированные кабели добавляют внутреннюю оболочку и броневой слой между экранирующим и внешним слоями. Очевидно, что бронированные кабели обеспечивают не только дополнительную механическую защиту, но и дополнительную защитную внутреннюю оболочку. Теперь давайте рассмотрим каждый компонент подробно.
1. Проводник: основа передачи сигнала
Проводники кабелей Ethernet изготавливаются из различных материалов, включая луженую медь, неизолированную медь, алюминиевую проволоку, алюминий с медным покрытием и сталь с медным покрытием. Согласно IEC 61156-5:2020, в морских кабелях Ethernet следует использовать цельные отожженные медные проводники диаметром от 0,4 мм до 0,65 мм. По мере роста требований к более высоким скоростям передачи и стабильности, низкокачественные проводники, такие как алюминий и алюминий с медным покрытием, постепенно выводятся из употребления, и в настоящее время на рынке доминируют луженая и неизолированная медь.
По сравнению с нелуженой медью, луженая медь обладает превосходной химической стабильностью, устойчива к окислению, химической коррозии и влажности, что обеспечивает надежность цепи.
Проводники бывают двух типов: одножильные и многожильные. Одножильные проводники состоят из одного медного провода, тогда как многожильные состоят из нескольких тонких медных проводов, скрученных вместе. Ключевое различие заключается в характеристиках передачи – поскольку большая площадь поперечного сечения уменьшает потери на входе, многожильные проводники демонстрируют на 20-50% большее затухание, чем одножильные. Зазоры между жилами также увеличивают сопротивление постоянному току.
В большинстве кабелей Ethernet используются проводники сечением 23AWG (0,57 мм²) или 24AWG (0,51 мм²). Хотя в CAT5E обычно используется 24AWG, в более высоких категориях, таких как CAT6/6A/7/7A, для повышения производительности часто требуется 23AWG. Однако стандарты IEC не устанавливают обязательное сечение проводов – качественно изготовленные кабели 24AWG могут соответствовать спецификациям CAT6+.
2. Изоляционный слой: защита целостности сигнала.
Изоляционный слой предотвращает утечку сигнала во время передачи. В соответствии со стандартами IEC 60092-360 и GB/T 50311-2016, морские кабели обычно используютполиэтилен высокой плотности (ПЭВП)или вспененныйполиэтилен (пенополиэтилен). Полиэтилен высокой плотности (HDPE) обладает превосходной термостойкостью, механической прочностью и устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды, что делает его широко применимым. Вспененный полиэтилен (PE) обеспечивает лучшие диэлектрические свойства, что делает его идеальным для высокоскоростных кабелей CAT6A+.
3. Разделитель сигналов: уменьшение перекрестных помех
Перекрестный разделитель (также известный как перекрестный наполнитель) предназначен для физического разделения четырех витых пар на отдельные квадранты, эффективно уменьшая перекрестные помехи между парами. Обычно изготавливаемый из полиэтилена высокой плотности (HDPE) со стандартным диаметром 0,5 мм, этот компонент необходим для кабелей категории 6 и выше, передающих данные со скоростью 1 Гбит/с или выше, поскольку эти кабели демонстрируют большую чувствительность к шуму сигнала и требуют повышенной устойчивости к помехам. Следовательно, в кабелях категории 6 и выше без индивидуальной фольгированной экранировки пар повсеместно используются перекрестные наполнители для изоляции четырех витых пар.
В отличие от них, кабели категории 5e и кабели с экранированием пар фольгой не содержат перекрестного заполнения. Присущая кабелям Cat5e витая пара обеспечивает достаточную защиту от помех для их более ограниченных требований к полосе пропускания, устраняя необходимость в дополнительном разделении. Аналогично, кабели с экранированием пар фольгой используют присущую алюминиевой фольге способность блокировать высокочастотные электромагнитные помехи, что делает перекрестное заполнение ненужным.
Усиливающий элемент играет решающую роль в предотвращении удлинения кабеля, которое может ухудшить его характеристики. Ведущие производители кабелей преимущественно используют в качестве усиливающего элемента в своих кабельных конструкциях либо стекловолокно, либо нейлоновый шнур. Эти материалы обеспечивают оптимальную механическую защиту, сохраняя при этом передающие характеристики кабеля.
4. Экранирующий слой: электромагнитная защита
Экранирующие слои состоят из алюминиевой фольги и/или плетеной сетки для блокировки электромагнитных помех. В однослойных кабелях используется один слой алюминиевой фольги (толщиной ≥0,012 мм с перекрытием ≥20%) плюс слой майлара из ПЭТ для предотвращения утечки тока. Двухслойные версии бывают двух типов: SF/UTP (фольга + оплетка) и S/FTP (фольга отдельных пар + оплетка). Луженая медная оплетка (диаметр проволоки ≥0,5 мм) обеспечивает настраиваемое покрытие (обычно 45%, 65% или 80%). В соответствии со стандартом IEC 60092-350, однослойные морские кабели требуют дренажного провода для заземления, в то время как двухслойные версии используют оплетку для защиты от статического разряда.
5. Броневой слой: механическая защита
Броневой слой повышает сопротивление растяжению/раздавливанию и улучшает экранирование от электромагнитных помех. В морских кабелях в основном используется плетеная броня в соответствии со стандартом ISO 7959-2, при этом оцинкованная стальная проволока (GSWB) обеспечивает высокую прочность и термостойкость для сложных условий эксплуатации, а луженая медная проволока (TCWB) обеспечивает лучшую гибкость для работы в стесненных условиях.
6. Внешняя оболочка: Защита от воздействия окружающей среды
Внешняя оболочка должна быть гладкой, концентричной и съемной, не повреждая нижележащие слои. Стандарты DNV требуют, чтобы толщина (Dt) составляла 0,04 × Df (внутренний диаметр) + 0,5 мм, с минимальным значением 0,7 мм. Морские кабели в основном используютLSZH (низкопоточный безгалогенный материал)материалы (марки SHF1/SHF2/SHF2 MUD согласно IEC 60092-360), которые минимизируют выделение токсичных паров во время пожаров.
Заключение
Каждый слой морских Ethernet-кабелей – результат тщательной инженерной работы. В OW CABLE мы стремимся к развитию кабельных технологий – не стесняйтесь обсуждать с нами ваши конкретные потребности!
Дата публикации: 25 марта 2025 г.