Коаксиальный кабель: зачем он нужен и где ещё актуален

07.04.2025

Что такое коаксиальный кабель?

Коаксиальный кабель — это придуманный еще в 19 веке электрокабель, который состоит из четырех элементов:

Внутренней жилы/проводника
Изоляции
Экран/внешнего проводника
Защитного покрытия

Самые распространенные сферы применения коаксиального кабеля это трансляция сигнала в теле и радиовещании, компьютерных сетях, системах видеонаблюдения, других электронных устройствах.

Специальная конструкция кабеля обеспечивает сигналу надежную защиту от электромагнитных помех. Это позволяет передавать высокочастотные сигналы на дальние расстояния.

Еще одним преимуществом является надежная защищенность от взлома, поэтому коаксиальные кабели до сих пор используются в военной технике. Кроме того, сигнал передачи стабилен и точен

Основные сферы эксплуатации кабелей:

Систем пожарно-охранной безопасности:

Передача данных в системах сигнализации
Автоматизированные системы управления

Телевещания:

Подключение антенн к телевизорам
Кабельное и спутниковое телевидение
Передача видеосигнала с минимальными потерями

Системы связи:

Радиоэлектроника: передача радиочастотных сигналов
Радиолокация и радиосвязь: подключение антенн и соединение компонентов систем
Интернет и кабельные сети

Видеонаблюдения:

Соединение камер видеонаблюдения с регистраторами
Использование комбинированных кабелей с питанием для упрощения монтажа

Военная техника:

Используется в устройствах связи, радиолокационных системах и другом оборудовании, где требуется высокая защищённость сигналов.

Используется редко в компьютерной сфере, так как предел скорости передачи по данному кабелю составляет 10 Мбит в секунду. Сейчас эта скорость считается недостаточно быстрой для нормального функционирования.

Характеристики коаксиального кабеля

Коаксиальный кабель состоит из следующих элементов:

Центральная жила — проводник, выполненный из меди, алюминия или омедненной стали. Может быть как сплошным, так и многожильным. Каждый обладает своей характерной особенностью и используется в разных сферах
Изоляция — слой, обеспечивающий разделение центрального проводника и экрана. Используются материалы, такие как полиэтилен, фторопласт или вспененный полиэтилен
Экран — внешний проводник, выполняющий функцию экранирования. Может быть выполнен в виде металлической оплетки, фольги или их сочетания
Оболочка — наружный слой, защищающий кабель от механических и внешних воздействий. Обычно изготавливается из ПВХ, полиэтилена или других устойчивых к ультрафиолету и влаге материалов

Для кабелей с уменьшенными потерями между центральным проводником и экраном иногда используется тонкий пластиковый стержень с низкими диэлектрическими потерями. Также в конструкциях могут применяться дистанционные кольца или диски, надетые на центральный проводник, что характерно для кабелей, используемых в мощных радиолокационных станциях.

Материалы, используемые при производстве

Основные материалы, используемые для коаксиальных кабелей:

Пористая изоляция — вспененный диэлектрик, например, полиэтилен
Изоляция из пористой пленки — комбинация сплошной и пористой пленок
Сталемедная проволока — стальной проводник с медным покрытием
Алюмомедная проволока — алюминиевый проводник с медным покрытием
Металлополимерная лента — лента из полимера с металлическим покрытием

Категории и виды

Коаксиальные кабели делятся по следующим параметрам:

Волновое сопротивление: 50 Ом, 75 Ом, реже 100 Ом и выше
Диаметр изоляции: от субминиатюрных (до 1 мм) до крупногабаритных (свыше 11,5 мм)
Экран: сплошной, сетчатый или двойной (сочетание оплетки и фольги)
Теплостойкость: от обычной (до 125 °C) до высокой (свыше 250 °C)

В России используются стандарты, согласно которым кабель маркируется буквами и числами. Например, РК-75-4-11: буква Р указывается на радиочастоту, К - тип коаксиальный, 75 - это сопротивление в омах, 4 - диаметр в миллиметрах.

В международной практике применяются обозначения:

RG — стандартный телевизионный кабель
SAT — для спутникового ТВ
DG — для цифрового ТВ

Преимущества коаксиальных кабелей

Высокая защита от электромагнитных помех

Благодаря экранирующему слою (оплетке, фольге или их комбинации) коаксиальные кабели эффективно защищают сигнал от внешних электромагнитных воздействий. Это особенно важно при использовании в условиях сильных помех, например, в промышленности или вблизи силовых кабелей.

Стабильность сигнала

Конструкция кабеля с соосным расположением проводников минимизирует затухание и искажение сигнала, что обеспечивает его стабильность на всей длине линии.

Широкая полоса пропускания

Коаксиальные кабели поддерживают передачу сигналов в диапазоне частот до 5 ГГц, что делает их подходящими для работы с радиочастотными, телевизионными и интернет-сигналами.

Долговечность

Используемые в производстве материалы, такие как полиэтилен, ПВХ и фторопласт, устойчивы к воздействию ультрафиолетовых лучей, влаги, высоких температур и механических нагрузок. Это обеспечивает длительный срок службы кабелей.

Универсальность применения

Коаксиальные кабели используются в различных сферах: от бытового телевидения до военной техники. Они подходят как для передачи аналоговых, так и цифровых сигналов.

Низкое затухание сигнала

В сравнении с другими проводными решениями коаксиальные кабели обеспечивают минимальное затухание, особенно на коротких и средних расстояниях.

Относительная простота монтажа

При правильной подготовке концов кабеля установка разъемов и соединение устройств осуществляется быстро.

Совместимость с различными стандартами

Коаксиальные кабели подходят для множества стандартов связи, включая телевизионные, радиочастотные и интернет-протоколы.

Экономичность на коротких расстояниях

На небольших длинах коаксиальные кабели более рентабельны по сравнению с альтернативами, такими как оптоволоконные линии.

Недостатки коаксиальных кабелей

Ограниченная гибкость

Толстые коаксиальные кабели с большим диаметром (например, RG-11) плохо гнутся, что усложняет их монтаж в условиях ограниченного пространства.

Ограничение дальности передачи

При больших расстояниях сигнал в коаксиальных кабелях затухает. Для его усиления требуется использование дополнительных устройств, таких как репитеры или усилители.

Ограниченная скорость передачи данных

Максимальная скорость передачи данных по коаксиальному кабелю составляет 10 Мбит в секунду для старых стандартов. Хотя современные модели поддерживают более высокие скорости, они уступают оптоволокну, которое может передавать гигабиты информации.

Габариты кабеля

Для передачи сигнала на большие расстояния или при высокой мощности необходимы кабели большего диаметра, что увеличивает их вес и требует больше места для прокладки.

Чувствительность к повреждениям

Внешний экран кабеля, если он выполнен в виде сетчатой оплетки, может быть легко повреждён при механическом воздействии. Это ухудшает экранирование и снижает качество передачи.

Сложность монтажа разъемов

Для подключения коаксиального кабеля требуется предварительная зачистка его концов с соблюдением точности. Некачественное подключение может привести к значительным потерям сигнала.

Высокая стоимость на большие расстояния

При использовании коаксиальных кабелей для передачи данных на длинные дистанции требуются дополнительные устройства, что увеличивает затраты. В таких случаях оптоволоконные кабели становятся более экономичным решением.

Гальваническая связь между цепями

В коаксиальных кабелях существует электрическое соединение между входной и выходной цепями, что в некоторых случаях может привести к нежелательным электрическим воздействиям.

Уязвимость к коррозии

Хотя материалы экрана и проводника защищены, при длительной эксплуатации во влажной среде без дополнительной герметизации возможно окисление металлов.

Ограниченная модернизация

В отличие от оптоволоконных кабелей, коаксиальные линии связи сложно модернизировать для увеличения скорости передачи данных или пропускной способности.