کابل کواکسیال

کابل کواکسیال نوعی کابل مسی است که مخصوصاً با یک محافظ فلزی و سایر اجزای مهندسی شده برای جلوگیری از تداخل سیگنال ساخته شده است.

یک کابل کواکسیال — یا کواکسی — در درجه اول توسط شرکت های تلویزیون کابلی برای اتصال امکانات آنتن ماهواره ای خود به خانه ها و مشاغل مشتریان استفاده می شود. شرکت های تلفن نیز گاهی اوقات از کابل کواکس برای اتصال دفاتر مرکزی به تیرهای تلفن نزدیک مشتریان استفاده می کنند. برخی از خانه‌ها و ادارات از کابل کواکسیال استفاده می‌کنند، اما کابل شبکه تا حد زیادی جایگزین استفاده گسترده کواکسیال به عنوان یک بستر اتصال اترنت در شرکت‌ها و مراکز داده شده است.

کابل کواکسیال نام خود را به این دلیل دریافت کرد که شامل یک کانال فیزیکی است که سیگنال احاطه شده توسط کانال فیزیکی متحدالمرکز دیگری را حمل می کند که هر دو در امتداد یک محور حرکت می کنند. داخلی ترین کانال معمولا یک سیم مسی است که سپس توسط یک لایه عایق بین آن و کانال بیرونی احاطه می شود.

کانال بیرونی به عنوان زمین، معمولاً به عنوان مش از جنس مس عمل می کند. لایه دیگری از عایق هر دو کانال داخلی و خارجی را احاطه کرده است. بسیاری از این کابل‌ها یا جفت‌های لوله کواکسیال را می‌توان در یک پوشش بیرونی قرار داد و با تکرارکننده‌ها، می‌تواند اطلاعات را برای مسافت زیادی حمل کند.

این کابل در سال 1880 توسط مهندس و ریاضی دانی اهل انگلستان به نام الیور هیوساید اختراع شد. او در همان سال اختراع این طرح را به ثبت رساند. شرکت AT&T نیز اولین سیستم انتقال کواکسیال بین قاره ای خود را در سال 1940 تأسیس کرد. امروزه بسته به محل استفاده مورد استفاده و سایر عوامل، کابل شبکه و فیبر نوری جایگزین کابل کواکسیال هستند.

نحوه کار کابل کواکسیال

کابل های کواکسیال دارای لایه های متحدالمرکز از هادی های الکتریکی و مواد عایق هستند. این ساختار باعث می شود سیگنال ها در داخل کابل محصور شوند و از تداخل نویز الکتریکی با سیگنال جلوگیری می کند.

قسمت مرکزی یک سیم رسانای نازک، مسی جامد یا بافته است. یک لایه دی الکتریک ساخته شده از یک ماده عایق با ویژگی های الکتریکی کاملاً مشخص، سیم را احاطه کرده است. سپس یک لایه محافظ لایه دی الکتریک را با فویل فلزی یا شیلد مسی بافته شده احاطه می کند. کل مجموعه در یک ژاکت عایق پیچیده شده است. لایه محافظ فلزی بیرونی کابل کواکسیال معمولاً در اتصالات در هر دو انتها به زمین متصل می شود تا از سیگنال ها محافظت کند. و به عنوان مکانی برای پخش سیگنال های تداخل سرگردان است.

بیشتر بدانید: کابل شیلد دار چیست

طراحی کابل کواکسیال به کنترل ابعاد و مواد کابل بستگی دارد. کنترل این عوامل به ایجاد یک مقدار ثابت برای امپدانس مشخصه یک کابل کواکس کمک می کند. سیگنال های فرکانس بالا تا حدی در عدم تطابق امپدانس منعکس می شوند و باعث ایجاد خطا می شوند.

امپدانس مشخصه به فرکانس سیگنال حساس است. بالاتر از 1 گیگاهرتز، سازنده کابل باید از دی الکتریکی استفاده کند که سیگنال را خیلی تضعیف نکند یا امپدانس مشخصه را به گونه ای تغییر ندهد که بازتاب سیگنال ایجاد کند.

مشخصات الکتریکی کواکس به کاربرد وابسته است و برای عملکرد خوب بسیار مهم است. دو امپدانس مشخصه استاندارد به شرح زیر است:

• 50 اهم، در محیط های با قدرت متوسط استفاده می شود.
• 75 اهم، مشترک برای اتصال به آنتن ها و تاسیسات مسکونی.

انواع کابل کواکسیال

مدل هلی مختلفی از کابل های کواکسیال وجود دارد که برخی از آنها عبارتند از:

1. کابل کواکسیال خط سخت به لوله های مسی گرد و ترکیبی از فلزات به عنوان محافظ مانند آلومینیوم یا مس متکی است. این کابل ها معمولا برای اتصال فرستنده به آنتن استفاده می شوند.
2. کابل سه محوری دارای لایه سوم محافظ است که برای محافظت از سیگنال های ارسال شده به پایین کابل، به زمین متصل شده است.
3. کابل های کواکسیال خط صلب از لوله های مسی دوقلو تشکیل شده اند که به عنوان لوله های خم نشدنی عمل می کنند. این خطوط برای استفاده در فضای داخلی بین فرستنده های فرکانس رادیویی پرقدرت (RF) طراحی شده اند.
4. کابل تابشی بسیاری از اجزای کابل سخت را تقلید می کند، اما با شیارهای تنظیم شده در محافظ مطابق با طول موج RF که کابل در آن کار می کند. معمولاً در آسانسورها، تجهیزات نظامی و تونل های زیرزمینی استفاده می شود.

انواع کانکتور کابل کواکسیال

مدل های مختلفی از کانکتورهای کابل کواکسیال وجود دارد که با دو سبک از هم جدا می شوند: کانکتورهای نر و ماده.

انواع کانکتور شامل موارد زیر است:

Bayonet Neill-Concelman (BNC). این کانکتور برای تلویزیون، سیگنال ویدیویی و رادیو زیر فرکانس 4 گیگاهرتز استفاده می شود.

Neill-Concelman نخی (TNC). این کانکتور یک نسخه رزوه ای از کانکتور BNC است و در تلفن های همراه استفاده می شود. کانکتورهای TNC تا 12 گیگاهرتز کار می کنند.

نسخه زیر مینیاتوری A (SMA). این کانکتور برای تلفن های همراه، سیستم های آنتن وای فای، سیستم های مایکروویو و رادیو استفاده می شود. کانکتورهای SMA تا 18 گیگاهرتز کار می کنند.

نسخه ساب مینیاتوری B (SMB). این کانکتور با سخت افزار مخابراتی قابل استفاده است.

QMA کانکتورهای QMA یک نوع قفل سریع از کانکتورهای SMA هستند که با سخت افزارهای صنعتی و ارتباطاتی استفاده می شوند.

شرکت رادیویی آمریکا (RCA). این کانکتورها در صدا و تصویر استفاده می شوند. اینها کابل های زرد، سفید و قرمز گروه بندی شده ای هستند که در تلویزیون های قدیمی استفاده می شوند. به کانکتورهای RCA جک A/V نیز گفته می شود.

اتصالات F. کانکتورهای نوع F نیز نامیده می شوند که در تلویزیون های دیجیتال و کابلی استفاده می شوند. اینها معمولا از کابل های RG-6 یا RG-59 استفاده می کنند.

بیشتر بدانید: سوکت rj45

موارد استفاده از کابل های کواکسیال

در منازل و ادارات کوچک، از کابل های کواکسیال کوتاه برای تلویزیون کابلی، تجهیزات ویدئویی خانگی، تجهیزات رادیویی آماتور و دستگاه های اندازه گیری استفاده می شود. از لحاظ تاریخی، کابل‌های کواکسیال نیز به‌عنوان شکل اولیه اترنت مورد استفاده قرار می‌گرفتند که تا سرعت 10 مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می‌کردند. از آن زمان، کابل کشی کابل شبکه تا حد زیادی جایگزین استفاده از کواکس شده است.

با این حال، کابل های کواکسی به طور گسترده برای اینترنت پهن باند کابلی مورد استفاده قرار می گیرند. کابل های کواکسیال همچنین در خودروها، هواپیماها، تجهیزات نظامی و پزشکی و همچنین برای اتصال دیش های ماهواره، آنتن های رادیو و تلویزیون به گیرنده های مربوطه استفاده می شوند.

در گذشته فقط این کابل در ایران تولید می شد و کابل شبکه ایرانی وجود نداشت. به همین دلیل اختلاف قیمت این دو کالا زیاد بود. در حال حاضر با توجه تولید داخلی کابل شبکه و پایین آمدن قیمت این محصول، و با توجه به پهنای باند بالاتری که دارد، جایگزین کابل کواکس شده است.

استانداردهای کواکسیال

اکثر مشخصات کواکسیال امپدانس 50، 52، 75 یا 93 اهم دارند. به دلیل استفاده گسترده در صنعت تلویزیون کابلی، کابل‌های RG-6 با سپرهای دوتایی یا چهارگانه و امپدانس 75 اهم به یک استاندارد واقعی برای بسیاری از صنایع تبدیل شده‌اند.

حدود 50 استاندارد متمایز برای کابل کواکسیال وجود دارد. اغلب این استاندارد ها برای موارد استفاده خاص در رادیو آماتور یا تلویزیون کابلی کم تلفات طراحی شده است. نمونه های دیگر عبارتند از RG-59/U – که برای حمل سیگنال باند پهن از سیستم های تلویزیون مدار بسته استفاده می شود – و RG-214/U برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا مورد استفاده است.

بیشتر بدانید: کابل کشی ساخت یافته

کانکتورهای کوآکس از کانکتورهای تکی ساده که در سیستم های تلویزیون کابلی استفاده می شوند. تا ترکیبات پیچیده از چندین پیوند کواکسن نازک، مخلوط با برق و سایر اتصالات سیگنال، که در بدنه های نیمه سفارشی قرار دارند، متغیر است. اینها معمولاً در الکترونیک نظامی و اویونیک یافت می شوند.

سفتی مکانیکی بسته به ساختار داخلی و استفاده مورد نظر از کابل کشی کواکسیال می تواند بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال، کابل های پرقدرت اغلب با عایق ضخیم ساخته می شوند و بسیار سفت هستند.

برخی از کابل‌ها عمداً با سیم‌های مرکزی ضخیم ساخته می‌شوند که در نتیجه مقاومت در برابر اثر پوست ایجاد می‌شود. این مقاومت ناشی از سیگنال‌های فرکانس بالا است که روی سطح هادی حرکت می‌کنند، نه در سرتاسر. یک هادی مرکزی بزرگتر یک کابل سفت با تلفات کم در هر متر ایجاد می کند.

مشکلات تداخل با کواکس

کابل های کواکسیال می توانند انواع مختلفی از تداخل را تجربه کنند. نشت سیگنال زمانی رخ می دهد که میدان الکترومغناطیسی از محافظ بیرونی کابل عبور کند. در موارد دیگر، یک سیگنال خارجی می تواند از طریق عایق نشت کند.

تغذیه مستقیم به دکل های پخش رادیویی تجاری کمترین نشتی و تداخل را دارد زیرا این کابل ها دارای محافظ های صاف و رسانا با شکاف های کمی هستند. تداخل در رآکتورهای هسته‌ای، جایی که به محافظ ویژه نیاز است، بسیار مهم است.

امروزه با استفاده از فیبر نوری این مشکل کاملا بر طرف شده است. همچنین در پروژه های با مقیاس بزرگ که نیاز به پهنای باند بالا دارند (مانند پروژه های FTTx) دیگر امکان استفاده از این بستر قدیمی نیست.

جهت اطلاع در مورد مفهوم فیبر رسانی تا درب منزل، مقاله ftth چیست را مطالعه بفرمایید.

تفاوت بین RG-59 و RG-6

کابل های RG-59 و RG-6 معمولا در تلویزیون های ماهواره ای و مودم های کابلی استفاده می شوند. تاسیسات قدیمی از کابل RG-59 قبل از تولید کابل RG-6 استفاده می کردند. کابل RG-59 با درجه گیج 20 (AWG) نازکتر است و یک هادی مرکزی مسی دارد. این کابل بیشتر در ساختمان های قدیمی یافت می شود و برای دوربین های مدار بسته و سیستم های ویدئویی آنالوگ بهتر است.

کابل RG-6 یک کابل 18 AWG بزرگتر است و یک هادی مرکزی مسی نیز دارد. کابل RG-6 با سخت افزار با پهنای باند و فرکانس بالا استفاده می شود، جایی که سیگنال های اینترنت و ماهواره می توانند در فرکانس بالاتری در مقایسه با ویدئوهای آنالوگ سنتی اجرا شوند.

اینکه یک فرد ممکن است به کدام کابل نیاز داشته باشد تا حد زیادی به فرکانس بستگی دارد. برای نیازهای بالای 50 مگاهرتز، یک فرد باید از کابل RG-6 استفاده کند.

همان گونه که در این مقاله اشاره شد، استفاده از کابل کواکسیال امروزه کم رنگ تر شده است. سیستم های جایگزین مثل FTTh نیز برای اتصال خود نیاز به تجهیزات اکتیو مثل مودم در سمت مصرف کننده دارند. شما می توانید مقاله بهترین مودم فیبر نوری را در این زمینه مطالعه نمایید.

سوالات متداول (FAQ)

• کابل کواکسیال با چه امپدانسی به فروش می رسد

50 اهم و 75 اهم

• تفاوت rg59 با rg6 چیست

کابل های RG-59 و RG-6 معمولا در تلویزیون های ماهواره ای و مودم های کابلی استفاده می شوند. تاسیسات قدیمی تر از کابل RG-59 و تجهیزات جدید تر از کابل RG-6 استفاده می نمایند