کابل کواکسیال نوعی کابل مسی دارای یک هادی داخلی که توسط یک لایه عایق احاطه شده و توسط یک محافظ رسانا محافظت شده است , هدف از قرارگیری لایه رسانای خارجی بر روی کابل پیشگیری از نفوذ نویزهای فضای کابل است و تمامی این اجزا درون عایق دیگری قرار گرفته اند.

کابل کواکسیال به کابل آنتن هم معروف است , برای مثال کابل 50 اهمی یا 75 اهمی , کابل مورد استفاده در آنتن ماهواره های خانگی و تلویزیون ها , همگی از نوع کواکسیال 75 اهمی هستند, میزان امپدانس و برخی اصطلاحات دیگر معمولا بر روی روکش کابل چاپ می شود , یکی از مشخصات بارز کابـل کواکسـيال ايـن اسـت کـه در حالـت گيرندگی هيـچ نويزی نتوانـد در طـول کابـل وارد آن شـود و در حالـت فرسـتندگی هيـچ تشعشـع و تابشـی در طـول کابـل ديـده نشـود، يعنی مـوج انتقالی کاملا محافظت شود.

کابل کواکسیال چیست ؟ /

کابل کواکسیال یکی از مهم ترین و قديمی تريـن محورهـای انتقال داده در پروژه های شـبکه مخابراتی و محیط های دیگر است و از سال 1936 مورد استفاده قرار می گيـرد. ايـن کابل هـا در حـال حاضـر در شـبکه های داخلی آنتن مرکـزی يـا سيسـتم های دوربيـن مـدار بسـته آنالـوگ بـکار بـرده می شـوند. ايـن کابـل از دو سـيم تشـکيل شـده :

يـك سـيم مغـز مفتولـی و يـك لايه مسـی که اطراف آن تشـکيل شـده اسـت که البتـه ايـن دو سـيم توسـط مـواد پلی اتيلـن سـاده، فـوم يـا مـواد عايقی مناسب از هم جدا شده اند.

همـان طـور کـه در تصويـر مشـاهده می کنيـد، اکثـر کابل های انتقـال تصويـر (کواکسـيال) در سيسـتم های دوربيـن مداربسـته و آنتن تلويزيون از پنج لايه تشکيل شده است

که عبارت اند از :

غلاف بیرونی

لایه مسی بافتی

لایه محافظ به صورت فویل آلومینیوم

لایه عایق جدا کننده بین دو سیم

هادی مرکزی مسی

انواع کابل کواکسیال اسـتفاده شـده در شـبکه های دوربيـن مدار بسته عموما RG58 - RG59 - RG60 هستند که هر کدام توانایی برد تا مسافت حدود 500 متر را نیز دارند و معمولا حداکثر پهنای این نوع کابل ها تا 300 مگاهرتز است و دوام و پايـداری خوبـی دارنـد.

کابل کواکسیال چیست ؟ /
چنـد نمونـه از مزايـا و معايـب کابل های کواکسیال عبارتند از :
مزایای کابل کواکسیال :

قابلیت اعتماد بالا

ظرفیت انتقال بالا , حداکثر پهنای باند 300 مگاهرتز

دوام و پایداری خوب

پایین بودن هزینه نگهداری

قابل استفاده در سیستم های آنالوگ و دیجیتال

هزینه پایین در زمان توسعه

پهنای باند نسبتا وسیع که مورد استفاده اکثر سرویس های مخابراتی از جمله تله کنفرانس صوتی و تصویری است.

معایب کابل کواکسیال :

مخارج زیاد نصب

نصب مشکل تر نسبت به کابل های به هم تابیده

محدودیت فاصله

نیاز به استفاده از لوازم خاص برای انشعاب ها

چنانچـه دو فلـز غيـر هـم جنـس در مجـاورت بـا يکديگـر قرار گيرنـد، بـه علـت وجـود رطوبـت و امـلاح در محيط، تشـکيل پيل الکتروشـيميايی داده و يکـی از فلـزات نقـش آنـد يـا قطـب مثبـت (فدا شونده) و دیگری نقش کاتد یا قطب منفی (حفظ شونده) را ايفـا می کنـد. فلـز آلومينيوم تنهـا در برابر دو فلز نقـش کاتد دارد و در مجـاورت مابقـی فلزات نقش آند داشـته و خورده می شـود. در مناطـق سـاحلی بـه علـت وجـود رطوبـت زيـاد يون هـای کلرايـد واکنـش الکتروشـيميايی بيـن مـس وآلومينيـوم به وجـود می آيد و پوشـش فلز مس از بيـن مـی رود و سـپس اکسـيد شـدن بين آلومينيـوم و مـس ايجـاد و آلومينيـوم فـدا می شـود و پـودر سـفيد رنـگ پرحجمـی اطراف رشـته های آلومينيـوم ايجاد می کنـد که با چشـم قابـل مشـاهده اسـت.

بـا توجـه بـه توضيحـات داده شـده، اکسـيد شـدن در مناطق سـاحلی و رطوبت دار بسيار شـديدتر است.

در کابل هـای آلومينيومـی اگـر بـه هر دليلـی منافذ يا سـوراخهايی روی روکـش کابـل ايجـاد شـود و يـا قسـمت هايی از روکش لخت شـود آب بـه صـورت طولـی داخـل هـادی نفـوذ کـرده و روکـش تبخير آب ايجاد نشده و خوردگی هادی شديدتر می شود.

کابـل بـا هـادی آلومينيوم و روکش مـس برای توليـد کابل های مخابراتـی نسـبت به کابـل های کواکسـيال بهتر اسـت، چون قطر هادی در کابـل مخابراتـی حداقـل (0/6 - 0/4) میلی متر است , در حالـی کـه در کابـل کواکسـيال قطـر هـادی شـيلد خيلـی کـم و (0/14 - 0/11) میلی متر است , در قطر های کم , احتمال اکسید شـدن و از بيـن رفتـن کابل بسـيار زياد اسـت، ولی در زمـان توليد (اکسـترودر عايـق، هادی سـازی، نگهداری هادی، پـس از خروجی هادی از هادی سازی) از نفوذ آب و رطوبت جلوگیری می شود , چون اگـر نفـوذ آب يـا رطوبـت هـوا در زمـان توليـد بـه هـادی آلومينيـوم بـا روکـش مس رخ دهـد، باعـث کاهش عمر يـا از بين رفتن کابل میگردد.

کاربرد کابل های کواکسیال

از کابل کواکسیال در مسافت های بلند برای ایجاد ارتباط بین شبکه های رادیویی ، شبکه های تلویزیونی و شبکه های تلفنی و از کابل کواکسیال کوتاه برای ارتباط بین تجهیزات تصویری خانگی و اندازه گیری الکترونیکی و از کابل کواکسیال میکرو در تجهیزات نظامی و دستگاه های اسکن مافوق صوت استفاده می شود.

استفاده از کابل کواکسیال در شبکه های رایانه ای کاملا منسوخ شده است.

انواع کابل های کواکسیال

انواع کابل کواکسیال به دو گروه تقسیم میشود :

نازک thinnet

ضخیم thicknet

نازک (thinnet)

این کابل از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است و قطر آن معمولا 2/5 اینچ می باشد که تقریباً در تمام شبکه‌ها می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و همچنین در شبکه هایی که از Thinnet استفاده میشود کابل به صورت مستقیم به کارت شبکه اتصال میابد شایان ذکر است که نوع نازک کابل کواکسیال می‌تواند سیگنال‌ها را تا فاصله تقریبی ۱۸۵ متر بدون آن که ضعیف شوند ارسال کند.

کابل Thinnet جزء کابل‌های خانواده rg-58 بوده و امپدانس ۵۰ اهم دارد , امپدانس مقاومت سیم در برابر جریان متناوب است و تفاوت اصلی میان کابل‌های خانواده rg-58 هسته مسی در مرکز آنهاست و همچنین این هسته می‌تواند به صورت یک مفتول یا چند تار به هم تابیده باشد که نظر قابلیت استفاده بیشتر مناسب شبکه‌های کامپیوتر و سیستم‌های رادیویی از جمله انتقال بیسیم‌های نظامی است و مناسب انتقال تصاویر دوربین مدار بسته و سیستم‌های کنترل راه دور نیست.

ضخیم (thicknet)

این مدل کابل کواکسیال منعطف و ضخامت آن تقریبا ۵/۰ اینچ می باشد و گاهی اوقات به کابل Thicknet اترنت استاندارد نیز گفته می‌شود , هسته مسی این نوع کابل ، ضخیم‌تر از مدل نازک آن می باشد , شایان ذکر است که از این نوع کابل به ندرت استفاده میشود و در مواردی خاص به عنوان ستون مهره شبکه مورد استفاده قرار میگیرد.

هر چه هستة ضخیم‌تر باشد، سیگنال می‌تواند مسافت طولانی‌تری را بپیماید بنابراین کابل Thicknet نسبت به Thinnet سیگنال‌ها را در مسیرهای طولانی‌تری هدایت می‌کند همچنین مدل ضخیم کابل کواکسیال توانایی منتقل کردن سیگنال‌ها را بدون ضعیف شدن تا مسافت ۵۰۰ متر دارد بنابراین با توجه به قابلیت Thicknet در پشتیبانی عمل انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی، از آن به عنوان ستون اصلی برای اتصال شبکه‌های Thinnet کوچکتر به یکدیگر استفاده می‌شود.

برای اتصال شبکه‌های کوچک Thinnet به شبکه‌های Thicknet از وسیله‌ای به نام ترنسیور استفاده می‌شود

کابل‌های کواکسال بر اساس مقدار مقاومت در برابر جریان، دسته بندی می‌شوند.

کابل 50 یا 75 اهم

کابل 50 اهمی یا 75 اهمی. کابل مورد استفاده در آنتن ماهواره‌های خانگی و تلویزیون‌ها همگی از نوع کواکسیال 75 اهمی هستند , امپدانس بیشتر از 75 اهم، تصویر را اشباع و کمتر از آن تصویر را تار می‌کند! اگر به بدنه کابل دقت کرده باشید، امپدانس و برخی اصطلاحات دیگر روی آن حک شده‌است.

انواع کابل کواکسیال :

کابل کواکسیال هارد لاین (Hard-line coaxial cable)

کابل کواکسیال تریاکسیال (Triaxial cable)

کابل کواکسیال ریجید لاین (Rigid-line coaxial cable)

کابل کواکسیال (Radiating cable)

کابل کواکسیال هارد لاین

سیم مسی به صورت کانال گردی است که محافظی از ترکیب فلزاتی مانند مس و آلومینیوم آن را پوشانده است. کاربرد این نوع کابل آنتن برای اتصال ترانسمیتور به آنتن است.

کابل کواکسیال تریاکسیال

این نوع کابل کواکسیال لایه محافظ سوم دارند که از سیگنال انتقالی محافظت کند. کابل تراکسیال در ویدئو کاربرد دارد

کابل کواکسیال ریجید لاین

این نوع کابل از دو کانال مسی تشکیل شده که به عنوان لوله غیرقابل تاشو عمل می‌کنند. این لاین ها برای مصارف داخلی و بین ترانسمیتورهای قوی فرکانس رادیویی استفاده می‌شوند.

کابل کواکسیال

کاربرد این کابل در تونل های زیرزمینی، تجهیزات نظامی و آسانسور است. کابل Radiating cable تقریبا شبیه به کابل هارد لاین است اما طول موج فرکانس رادیویی در آنها متفاوت است.

کابل های کواکسیال بیشتر در رنگ های سفید و مشکی و قهوه‌ای هستند.

انواع کابل کواکسیال از لحاظ کاربرد :

کابل RG6 : کاربرد برای تلوزیون وماهواره

کابل RG11 : کاربرد برای مسافت های طولانی وساختمان های مرتفع

کابل RG59 : کاربرد در سیستم دوربین مدار بسته

کابل RG60 : کاربرد برای تلوزیون ها با کیفیت تصویر بالا

کابل های RG گونه ای از کابل های کواکسیال می باشند که جهت انتقال سیگنال دوربین های مداربسته و نیز در برنامه های ویدئویی حرفه ای استفاده می شوند و همچنین در کابل های RG علاوه بر اختلاف قطر هادی مرکزی با قطر هادی مرکزی کابل های کواکسیال ، جهت بهبود ثبات امپدانس پوشش شیلد نیز در حدود 95% می باشد.

کابل RG-59 یک نوع خاص از کابل های کواکسیال است که اغلب برای انتقال سیگنال های ویدئویی کم قدرت و سیگنال های RF استفاده می شود. کابل RG-59 دارای امپدانس 75 اوهم و ظرفیت حدود 60pF / m می باشد.

کابل RG-59 اغلب جهت انتقال فرکانس های ویدئویی پایه مورد استفاده قرار می گیرد البته ممکن است از کابل RG-59 جهت انتقال فرکانس های پخش نیز مورد استفاده قرار گیرد اما در این کاربرد تلفات فرکانس در متراژهای بالا زیاد می گردد.


بررسـی عوامل خراب شـدن كابل كواكسـيال با هادی آلومينيومی با روكش مس در فرآيند توليد :

يکـی از محصـولات توليـدی در صنعـت سـيم و کابـل در ايران توليـد کابل کواکسـيال اسـت. در گذشـته جنس هادی هـای کابل کواکسـيال توليـدی ازمـس بـود، ولـی در چند سـال اخير بـه دليل کاهش هزینه ها و اقتصادی بودن برای تولید کننده و مصرف کننده،کابل هـای کواکسـيال بـا هادی هـای آلومينيومـی با روکـش مسـی بيشـتر رايج شـدند. از آنجا کـه مـس و آلومينيوم از نظـر هدايـت الکتريکـی بـا يکديگـر تفاوت زيـادی دارنـد و قيمت مس نسبتا بسیار بیشتر از آلومینیوم است , تولید کنندگان را به توليـد ايـن نـوع کابـل سـوق می دهـد. ولـی امـروزه اکثـر تولید کننده هـا کـه بيشـتر بحـث کيفيـت را برکميـت ترجيـح می دهنـد، کابل کواکسـيال بـا هـادی آلومينيومی يـا آلومينيومی و روکش مس را ترجیحا تولید نمی کنند و کابل کواکسیال هادی مرکزی و شـيلد مسـی را برمی گزينند، چون کابل های کواکسـيال بـا هادی هـای آلومينيـوم و روکـش مـس بـه دليـل گذشـت اندك زمانـی با اکسـيژن ترکيب شـده و به عبارت ديگر اکسـيد می شـود کـه در اثـر آن رشـته های شـيلد کابـل گسسـته می شـود، بـه طور مثـال اگر بـرای انتقـال تصاويـر در تلويزيون اسـتفاده شـود. برای آنتـن بـکار گرفتـه می شـود و موجـب ضعيـف شـدن سـيگنال و نهایتا عدم نمايش تصوير در تلويزيون می گردد.

آلومينيومـی کـه درکابـل بـا هـادی آلومينيـوم و روکـش مـس اسـتفاده می شـود، ترکيبـی از منيزيـم نيـز دارد و منيزيـم عمـل اکسيداسـيون را تسـريع می کنـد. يکـی از مهم تريـن مـوارد در زمينـه کابـل بـا هـادی آلومينيوم و روکش مسـی اين اسـت که در زمـان توليـد بـه هيـچ وجه آب بـه داخـل کابل نفـوذ نکنـد، چون آب باعـث تسـريع در تخريب هادی می شـود. از جملـه مواردی که می تـوان اشـاره کـرد اين اسـت کـه هـادی آلومينيومی بـا روکش مـس کـه در مرحلـه توليـد (کشـش) پس از خـروج از خـط بايد به طـور کامـل توسـط خشـك کن مخصـوص خشـك شـده و روی قرقـره هـادی با سـلفون يا نايلون پوشـانده شـود تا هـادی از نفوذ رطوبـت هـوا محافظت شـود و عمـل اکسيداسـيون روی ندهد.

در مرحلـه اکسـترودر (عايـق يـا روکـش) بايـد دقت شـود کـه آب به درون کابـل زيـر روکـش نفـوذ نکنـد، چون ايـن محصول بـا نيپل شـلنگی توليـد می شـود و ممکـن اسـت پـس از خـروج از کلگی و يـا داخـل وان آب سـوراخ يـا منافـذ خيلی ريـزی در روکـش ايجاد شـود کـه با چشـم غير مسـلح نيز قابل مشـاهده نباشـد کـه آب يا رطوبـت جزيـی بـه زيـر روکـش کابل نفـوذ کـرده و پـس از توليد مـوارد آزمـون را بـا موفقيـت طـی کـرده و هيـچ گونـه مـورد و مشـکلی نداشـته باشـد، ولی به مرور زمـان اين رطوبـت يا آب کم موجـب اکسـيد شـدن کابل می گـردد و يا پـس از اسـتفاده عيوب خود را نشان میدهد.


تصویر زیر نمونه کابلی با هادی آلومینیومی با روکش مس را نشان می دهد. هیچ گونه آب یا رطوبتی در زمان تولید به داخل کابل نفوذ نکرده است.

کابل با هادی آلومینیومی /
کابل با هادی آلومینیومی /

امـروزه کابل هـای کواکسـيال توليـدی و موجـود در بـازار از نوع هـادی مرکـزی از جنـس مـس و شـيلد آلومينيـوم از جنس روکش مـس اسـت. يکـی از مـواردی کـه در کابل هـای کواکسـيال بايـد توجـه بيشـتری بـه آن شـود، اين اسـت کـه از انبـار کـردن آن در محيـط مرطـوب و نمنـاك يا در هـوای آزاد خودداری شـود، زيرا در صـورت انبـار کـردن آنهـا در ايـن محيط هـا، آلومينيـوم بـا رطوبت هـوا ترکيـب شـده و در آلومينيـوم اکسيداسـيون رخ می دهـد. مورد آخـر کـه در کابل هـای کواکسـيال با هـادی آلومينيومـی با روکش مـس بايـد متذکـر شـد اين اسـت که بـه ابتـدا و انتهای آنهـا که با کانکتورهـای مربوطـه اتصـال داده می شـود، دقـت شـود، زيـرا در اتصـالات ابتدايـی و اتتهايـی احتمـال اکسـيد شـدن وجـود دارد ممکـن اسـت بـا رطوبت هـوا ترکيـب شـود و موجب از بيـن رفتن کابل گردد.