По мере развития современного общества сети стали неотъемлемой частью повседневной жизни, а передача сетевых сигналов осуществляется по сетевым кабелям (обычно называемым кабелями Ethernet). Морское и шельфовое машиностроение, будучи современным мобильным промышленным комплексом, становится всё более автоматизированным и интеллектуальным. Окружающая среда становится всё более сложной, предъявляя всё более высокие требования к конструкции кабелей Ethernet и используемым материалам. Сегодня мы кратко рассмотрим структурные особенности, методы классификации и основные конфигурации материалов морских кабелей Ethernet.
1.Классификация кабелей
(1).В соответствии с производительностью трансмиссии
Обычно используемые нами кабели Ethernet представляют собой витую пару с медными проводниками, состоящую из одно- или многопроволочных медных проводников с изоляцией из полиэтилена или полиолефина, скрученных попарно, а затем из четырёх пар, образующих полноценный кабель. В зависимости от характеристик, можно выбрать различные категории кабелей:
Категория 5E (CAT5E): Внешняя оболочка обычно изготовлена из ПВХ или малодымного безгалогенового полиолефина, частота передачи данных составляет 100 МГц, максимальная скорость — 1000 Мбит/с. Кабель широко используется в домашних и офисных сетях.
Категория 6 (CAT6): Использует медные проводники более высокого качества иполиэтилен высокой плотности (HDPE)изоляционный материал со структурным разделителем, увеличивающий полосу пропускания до 250 МГц для более стабильной передачи.
Категория 6A (CAT6A): Частота увеличивается до 500 МГц, скорость передачи данных достигает 10 Гбит/с, в качестве материала экранирования пар обычно используется алюминиевая фольга и лента Mylar, а также используется высокопроизводительный малодымный безгалогенный материал оболочки для использования в центрах обработки данных.
Категория 7/7A (CAT7/CAT7A): Использует проводник из бескислородной меди сечением 0,57 мм, каждая пара экранированаалюминиевая фольга майларовая лента+ общая оплетка из луженой медной проволоки, улучшающая целостность сигнала и поддерживающая высокоскоростную передачу данных со скоростью 10 Гбит/с.
Категория 8 (CAT8): структура представляет собой SFTP с двухслойным экранированием (алюминиевая фольга, лента Mylar для каждой пары + общая оплетка), оболочка обычно изготавливается из огнестойкого материала XLPO, поддерживает скорость до 2000 МГц и 40 Гбит/с, подходит для соединений между оборудованием в центрах обработки данных.
(2) Согласно структуре экранирования
В зависимости от того, используются ли в конструкции экранирующие материалы, кабели Ethernet можно разделить на:
UTP (неэкранированная витая пара): использует только изоляционный материал PO или HDPE без дополнительного экранирования, низкая стоимость, подходит для сред с минимальными электромагнитными помехами.
STP (экранированная витая пара): в качестве экранирующего материала используется алюминиевая фольга, майларовая лента или медная проволочная оплетка, что повышает помехоустойчивость и подходит для сложных электромагнитных условий.
Морские кабели Ethernet часто сталкиваются с сильными электромагнитными помехами, требующими более мощных экранирующих конструкций. Распространенные конфигурации включают:
F/UTP: в качестве общего экранирующего слоя используется лента из алюминиевой фольги и майлара, подходит для кабелей CAT5E и CAT6, обычно применяется в бортовых системах управления.
SF/UTP: экранирующая лента из алюминиевой фольги и майлара + оплетка из неизолированной меди, повышающая общую устойчивость к электромагнитным помехам, обычно используется для передачи электроэнергии и сигналов на морских судах.
S/FTP: каждая витая пара экранирована алюминиевой фольгой и майларовой лентой, а внешний слой медной оплётки — общим экраном. Оболочка из высокоогнестойкого материала XLPO. Такая конструкция широко распространена для кабелей категории CAT6A и выше.
2. Различия в морских кабелях Ethernet
По сравнению с наземными кабелями Ethernet, морские кабели Ethernet имеют существенные различия в выборе материалов и конструкции. В связи с суровыми условиями морской среды — соляным туманом, высокой влажностью, сильными электромагнитными помехами, интенсивным ультрафиолетовым излучением и возгораемостью — материалы кабелей должны соответствовать более высоким стандартам безопасности, долговечности и механических характеристик.
(1).Стандартные требования
Кабели Ethernet для морских сетей обычно проектируются в соответствии со стандартами IEC 61156-5 и IEC 61156-6. Горизонтальные кабели обычно используют одножильные медные проводники в сочетании с изоляцией из полиэтилена высокой плотности (HDPE) для обеспечения большей дальности передачи данных и стабильности; коммутационные шнуры в помещениях для хранения данных используют многожильные медные проводники с более мягкой изоляцией из полиолефина (PO) или полиэтилена (PE) для упрощения прокладки в ограниченном пространстве.
(2). Огнестойкость и огнестойкость
Для предотвращения распространения пожара в морских Ethernet-кабелях часто используются оболочки из малодымных, безгалогенных, огнестойких полиолефиновых материалов (таких как LSZH, XLPO и т. д.), соответствующих стандартам IEC 60332 (огнестойкость), IEC 60754 (безгалогенность) и IEC 61034 (низкое дымовыделение). Для критически важных систем добавляют слюдяную ленту и другие огнестойкие материалы для соответствия стандартам огнестойкости IEC 60331, что гарантирует сохранение функций связи во время пожаров.
(3) Маслостойкость, коррозионная стойкость и структура брони
На морских объектах, таких как плавучие системы добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и земснаряды, кабели Ethernet часто подвергаются воздействию нефти и коррозионных сред. Для повышения долговечности оболочки используются материалы на основе сшитого полиолефина (SHF2) или грязестойкие материалы SHF2 MUD, соответствующие стандартам химической стойкости NEK 606. Для дополнительного повышения механической прочности кабели могут быть бронированы оплеткой из оцинкованной стальной проволоки (GSWB) или оплеткой из луженой медной проволоки (TCWB), что обеспечивает прочность на сжатие и растяжение, а также электромагнитное экранирование для сохранения целостности сигнала.
(4) Стойкость к ультрафиолетовому излучению и характеристики старения
Морские кабели Ethernet часто подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, поэтому материалы оболочки должны обладать превосходной стойкостью к ультрафиолетовому излучению. Обычно используется полиолефиновая оболочка с техническим углеродом или добавками, устойчивыми к ультрафиолетовому излучению, которая проходит испытания по стандартам UL1581 или ASTM G154-16 на старение под воздействием ультрафиолета, что гарантирует физическую стабильность и длительный срок службы в условиях интенсивного ультрафиолетового излучения.
Подводя итог, можно сказать, что конструкция каждого слоя морского Ethernet-кабеля тесно связана с тщательным выбором кабельных материалов. Высококачественные медные проводники, изоляция из полиэтилена высокой плотности (HDPE) или полиолефина (PO), алюминиевая фольга, майларовая лента, медная оплетка, слюдяная лента, оболочка из сшитого полиолефина (XLPO) и оболочка из материалов SHF2 вместе образуют кабельную систему связи, способную выдерживать суровые морские условия. Как поставщик кабельных материалов, мы понимаем важность качества материалов для производительности всего кабеля и стремимся предоставлять надежные, безопасные и высокопроизводительные решения для морской и шельфовой промышленности.
Время публикации: 16 июня 2025 г.