Конструкция металлических кабелей

На первый взгляд конструкция кабелей кажется примитивной и лишенной «хитростей». Однако это совсем не так.

С учетом сегодняшней ситуации можно выделить несколько областей, где симметричный кабель будет востребован еще довольно продолжительное время:

• физические линии связи (магистральные, распределительные и внутридомовые кабели абонентской сети ГТС, кабели аналоговых соединительных линий ГТС и т. п.);
• уплотненные линии связи (кабели аналоговых и цифровых многоканальных систем передачи межстанционных соединительных линий ГТС и СТС, магистральной и внутризоновой первичной сети, ведомственных сетей связи и т. п.);
• структурированные кабельные системы (кабели определенной категории для высокоскоростной передачи данных на малые расстояния).

Конечно, предложенная классификация условна (например, по кабелям для физических линий или кабелям СКС могут работать многоканальные системы передачи). Отличительным признаком каждой из этих областей применения являются, пожалуй, не только конструктивные особенности кабеля, но и специфика технологии монтажа кабельных линий (подробнее про укладку кабеля), набора контролируемых электрических параметров, правил эксплуатации, методики диагностики и поиска неисправностей.

С ростом скорости передачи информации растут и требования к параметрам симметричных кабелей в области высоких частот, которые можно условно разделить также по их частотным свойствам:

• низкочастотные — для физических линий связи и систем передачи, работающих в низкочастотной части спектра (в аналоговых и цифровых системах уплотнения абонентских линий, на линиях ISDN, в многоканальных системах передачи ИКМ-30);
• высокочастотные — для многоканальных систем аналоговой (КРР, КАМА, К-60 и др.) и цифровой передачи (ИКМ-120).

И вновь классификация условна, так как такое деление не подразумевает четкой численной границы. С ее помощью, например, весьма сложно классифицировать кабели СКС (скорее всего, к низкочастотным можно отнести кабели Категорий 3-4, а к высокочастотным — Категории 5 и выше). Основной признак высокочастотного кабеля — обеспечение высокого переходного затухания (оно примерно на 20 дБ выше, чем в низкочастотных). Иными словами, разница заключается в конструкции кабеля.

КОНСТРУКЦИЯ СИММЕТРИЧНЫХ КАБЕЛЕЙ

Основным элементом симметричного кабеля является двухпроводная электрическая цепь, состоящая из двух скрученных изолированных медных жил. Параметры этой электрической цепи (емкость и проводимость изоляции) симметричны относительно земли. Отсюда и название — симметричная пара. Кроме того, часто применяются термины «скрученная» и «витая пара».

Скручивание жил между собой необходимо для уменьшения электромагнитного влияния внутри многопарного кабеля. Чем выше частота сигнала, на которую рассчитан кабель, тем регулярнее и плотнее должна быть выполнена скрутка жил. Это первый «секрет» высокочастотных симметричных кабелей.

Сама медная жила может иметь различный диаметр, быть сплошной (в монтажных кабелях) или в виде жгута из нескольких тонких неизолированных проволок (в гибких кабелях и шнурах для подключения оборудования и коммутации цепей).

В качестве изоляции жил применяется телефонная бумага, полиэтилен, полистирол, ПВХ, стирофлекс, фторопласт и другие материалы. Полиэтиленовую изоляцию низкочастотных кабелей изготавливают сплошной, пористой или пористо-сплошной. Пористая позволяет снизить вес кабеля, что важно, так как толстая изоляция жил обеспечивает снижение электрической емкости и коэффициента затухания кабеля.

Второй «секрет» высокочастотных кабелей — изоляция жил. Для дальнейшего улучшения значений этих параметров в высокочастотных кабелях обычно используется кордельная изоляция, у которой слой изолирующего диэлектрика имеет меньшую площадь контакта с жилой. Она накладывается не на саму жилу, а на предварительно наложенную кордель (тонкий шнур) с сохранением воздушного промежутка.

Иногда для достижения более устойчивых механических и электрических характеристик кабеля вместо парной используется четверочная скрутка (две двухпроводные цепи). Особое значение имеет шаг скрутки — расстояние, через которое повторяется взаимное расположение жил кабеля. Для минимизации переходного влияния между парами в многопарных кабелях они скручиваются с различным шагом.

�

Пары и четверки, в свою очередь, скручиваются в сердечник кабеля для обеспечения однородности электрических параметров всех пар кабеля (между ними и по всей их длине). При повивной скрутке сердечник состоит из цилиндрических слоев (четные и нечетные пары слоя имеют различный шаг скрутки), где каждый следующий содержит на шесть пар больше предыдущего (начиная с двух или четырех пар). При пучковой скрутке сначала создаются элементарные пучки (из 10 пар или пяти четверок с разным шагом скрутки). Элементарные пучки скручиваются в сердечники кабелей с числом пар до 100 или в главные пучки (по 10 элементарных), а те уже, всвою очередь, – всердечник кабеля с числом пар более 100. Иногда главные пучки скручиваются не из элементарных, а с использованием повивной скрутки составляющих его пар. Очевидно, что пучковая скрутка сердечника обеспечивает максимум удобств при организации разветвлений, каковые часто присутствуют на магистральном и распределительном участке абонентской телефонной сети.

Защита от электромагнитных влияний симметричных кабелей осуществляется за счет создания электростатического экрана вокруг витых пар и/или всего сердечника кабеля. Он может быть выполнен из фольги или в виде сплетенного из проволок чулка. Например, хорошо известны кабели СКС с незащищенными витыми парами (UTP), с электростатическим экранированием сердечника (FTP) и с индивидуально защищенными парами (STP).

Как уже отмечалось, сегодня почти все кабели изготавливаются в оболочке из полиэтилена. Для защиты от проникновения влаги может применяться барьер из алюминиевой фольги (он же играет роль общего электростатического экрана). Вне зданий укладывают герметизированные кабели, у которых свободный объем сердечника заполнен водоотталкивающим составом (гидрофобным компаундом).

В оболочке кабеля применяются также элементы, обеспечивающие дополнительную механическую защиту. Незащищенные кабели называются голыми, предназначены для укладки в кабельной канализации, крепятся к стенам или подвешиваются. Непосредственно в грунт укладывают бронированные кабели. Броня изготавливается из стальных лент или проволок, алюминиевой или стальной гофрированной оболочки. В свою очередь, она защищается снаружи шлангом из полиэтилена или просмоленным джутовым покрытием.

Для подвески на опорах выпускаются самонесущие кабели, которые крепятся специальным встроенным стальным тросом.

• диаметр (0,32 мм; 0,4 мм; 0,5 мм; 0,63 мм; 0,7 мм; 0,9 мм; 1,2 мм);
• материал жилы (сплошной для монтажных кабелей или из нескольких проволок для гибких кабелей и шнуров).

• бумажная (пористо-бумажная, трубчато-бумажная, кордельная);
• полимерная (полиэтилен, полистирол, ПВХ, стирофлекс и др.) — кордельная, сплошная, пористая, пористо-сплошная.

• парная;
• звездная.

• от 1 до 2400.

• повивная;
• пучковая с повивной скруткой главных пучков;
• пучковая со скруткой главных пучков из элементарных пучков.

• кодирование жил (цветная маркировка изоляции);
• кодирование пучков сердечника (цветная маркировка скрепляющей нити или ленты).

• незащищенные кабели;
• экранирование сердечника кабеля (всех витых пар);
• экранирование групп сердечника;
• индивидуальное экранирование витых пар;
• комбинированное экранирование (сердечника кабеля и витых пар).

• свинцовая;
• полимерная.

• незащищенные (голые) кабели;
• бронированные кабели (броня из стальных проволок или стальных лент, гофрированная металлическая оболочка);
• защита брони (полимерный шланг, пропитанный волокнистый покров).

• незащищенные кабели;
• содержание кабеля под избыточным давлением;
• алюмополимерная лента (барьер Гловера);
• гидрофобное заполнение (герметизированные кабели).

• встроенный трос для подвески (самонесущие кабели);
• грозозащитный трос.