- Витая пара CCS, CCA или Cu – в чем разница?
- Как кабель проводит ток?
- Зачем платить больше, если можно сэкономить?
- Подводные камни омеднённых жил
- Подведём итоги
- Сравнение медных и CCA кабелей и патчкордов. Расшифровка кабель ССА
- Сравнение медных и CCA кабелей и патчкордов
- Приступим к главной теме статьи. И начнем с кабеля витая пара
- Кабель ССА
- Другие «секреты» кабельной продукции
- Достижения азиатской промышленности — CCS / CCA / CCAG & CCAM / CCC / ВС.
Витая пара CCS, CCA или Cu – в чем разница?
В прошлой статье мы рассказали, для чего используется витая пара и как она позволяет передавать сигнал без помех. Но у этого кабеля еще много секретов. Знаете ли вы, например, как расшифровывается маркировка Cu, CCS или CCA, встречающаяся на витой паре? Давайте разберемся, что это значит и какой кабель лучше покупать!
Как кабель проводит ток?
Проводимость токопроводящих жил зависит от металла, из которого они изготовлены. Как известно, медь – это оптимальный материал для использования в кабелях, у неё отличная электропроводность, эластичность, теплопроводность, устойчивость к коррозии. Однако медь бывает разной – например, примесь в 0,02 % алюминия снижает проводимость меди на 9-10 %. Поэтому для изготовления кабелей важно выбирать наиболее чистую медь, с содержанием примесей не более 0,01 %.
Но только ли электропроводность жил важна?
Если говорить о цепях постоянного тока или переменного тока промышленной частоты (50 Гц), то в большей степени да. Проводимость жилы в этих случаях определяется в основном материалом и сечением проводника. Но при протекании переменного тока высокой частоты в проводнике возникает поверхностный эффект, он же скин-эффект.
При поверхностном эффекте площадь поперечного сечения проводника, по которой протекает электрический ток, уменьшается. Чем больше частота тока, тем больше этот эффект выражен — плотность тока ближе к центру проводника уменьшается, электроны перемещаются к поверхности. При дальнейшем увеличении частоты основная часть носителей заряда концентрируется у поверхности токопроводящей жилы.
На рисунке выше условно показано распределение электронов в проводнике при постоянном токе (DC), переменном токе небольшой частоты F1 и высокой частоты F2. В последнем случае высокочастотный ток протекает как бы по стенкам проводника, а не по всему сечению жилы.
В витой паре жилы свиваются попарно, при этом ток в них направлен встречно. Из-за этого появляется ещё одна проблема — эффект близости, при котором электроны притягиваются к той стороне жилы, которая ближе к соседнему проводнику.
Следовательно, площадь сечения токопроводящей жилы, по которой двигаются электроны, становится ещё меньше. Кстати, эффект близости тоже зависит от частоты и проявляется тем сильнее, чем она выше.
Зачем платить больше, если можно сэкономить?
А теперь давайте подумаем: по витой паре передаются высокочастотные сигналы (от 100 до 1000 МГц). Соответственно, ток в ней протекает не по всему сечению жилы, а только по поверхности.
Если середина жилы фактически не используется, зачем делать её медной? Ведь можно изготовить жилу из другого материала, а на поверхность нанести любым удобным способом тонкий слой меди, как позолоту на бижутерию?
Подумали – сделали! Так появились кабели с омеднёнными жилами из алюминия или стали (биметаллические). Материал токопроводящей жилы отражается в маркировке витых пар (если производитель, конечно, уважает своих клиентов):
· Cu — чистая медь.
· CCS — Copper Clad Steel или покрытая медью сталь.
· CCA — Copper Сlad Aluminum или покрытый медью алюминий.
Есть и другие обозначения, подробнее описывающие состав жил типа CCAG, CCAM, но рассказывать о каждом не имеет смысла.
Такая продукция дешевле и весит меньше, а ток проводит так же, как и медная. Казалось бы, хорошее решение! Но это не совсем верно…
Подводные камни омеднённых жил
Вы знаете, как работают контакты стандартных пластиковых штекеров 8P8C? Рабочей частью они прижимаются к ответным контактам разъёма, а на оболочке кабеля держатся фиксатором, сами же контакты заострённым концом врезаются сквозь изоляцию в жилу.
Практически на всех штекерах и разъёмах контакты медные. В результате при обжиме медной витой пары получается хорошее соединение между контактом разъёма и жилой.
Но при обжиме CCA-витой пары из-за мягкости алюминия контакт разъёма чрезмерно сдавливает жилу и образуются зазоры, возможны трещины. Более того, образуется гальваническая пара, из-за чего при протекании электрического тока металлы окисляются и разрушаются. В CCS-кабеле, наоборот, из-за твёрдости стали медный контакт не может погрузиться в жилу на нужную глубину, то есть такая витая пара не обжимается до конца.
В обоих случаях получается плохое соединение, у которого со временем повышается контактное сопротивление и вероятна потеря контакта как такового. В результате это приводит к непредсказуемому изменению параметров, неустойчивой работе как конкретных линий, так и системы в целом.
Именно поэтому ответственные производители предлагают витую пару из чистой меди. Например, в LAN-кабелях ITK используется электротехническая медь с чистотой 99,99 % (то есть примесей в ней не больше 0,01 %).
Подведём итоги
При использовании витопарных кабелей с омеднёнными жилами добиться стабильной и долговечной работы системы не получится по описанным выше причинам.
Такие кабели могут сэкономить деньги при монтаже множества длинных линий с относительно низкими скоростями передачи данных. Этим достоинством активно пользуются многие провайдеры, например, для подключения квартир в многоквартирных домах. К тому же часто за кабель и его замену платят потребители, следовательно, таким поставщикам услуг интернета это не только экономит средства, но и позволяет больше зарабатывать на обслуживании сети.
Для пользователя от витой пары CCS и CCA нет никаких преимуществ. Поэтому во всех случаях стоит отказываться от таких кабелей в пользу медной витой пары.
Источник
Сравнение медных и CCA кабелей и патчкордов. Расшифровка кабель ССА
Нюансы о которых необходимо знать во время выбора кабельной продукции. Что такое плакирование?
Сравнение медных и CCA кабелей и патчкордов
В данной статье мы рассмотрим медные, ССА кабели и патчкорды. Это важно, так как существуют совершенно разные виды кабельной продукции. И каждый из видов имеет достаточно много своих подвидов, которые в свою очередь предназначены для разных целей. А на сайте DEPS уже предоставлен широкий выбор любого вида кабельной продукции. В том числе, можно купить биметаллический кабель уже сейчас!
Совсем недавно рынок предлагает достаточно широкий выбор кабельной продукции. И большую часть становят действительно недорогая продукция. Основным представителем такого оборудование является кабель, внутри которого специальная конструкция проводника. Такая конструкция представляет собой алюминиевую жилу, которая внешне покрыта медью (Copper Clad Aluminium Wires (CCAW)). И это неудивительно, поскольку медь значительно удешевляет стоимость кабеля. Но при этом никаким образом не влияет на основные функции кабельного оборудования.
Появление на рынке омедненной кабельной продукции не является каким-либо новшеством или большим прорывом в технологиях. Омедненный кабель — это в первую очередь вынужденные меры, с целью экономии. Наиболее распространенный вариант первого подобного кабеля — это коаксиал (омедненная стальная жила). И уже сейчас, используя омедненный кабель, оборудование превосходит все ожидания.
Приступим к главной теме статьи. И начнем с кабеля витая пара
Немного предыстории: витая пара — это вид кабеля, в котором один или несколько проводников свиты между собой. Один из важных критериев во время выбора витой пары должен быть состав проводника. Это может быть сплав медных или других металлов. А также — это может быть проводник с использованием биметаллических жил.
Что это значит? Биметаллические жилы — это проводники, покрытые тонким шаром меди или стали. Это в большой мере отображается на стоимости данного вида витой пары. Цена — ниже по сравнению с другими кабелями. Но при этом биметаллический кабель витая пара никаким образом не поступается в качестве работы.
Кабель ССА
Кабель ССА (Cooper Clad Aluminum) — еще один вид кабельной продукции. Особенность его в том, что покрыт алюминием и плакированной медью.
Что такое плакирование? Это процесс, во время которого протягиваются два материала (медь и алюминий). Соединение металлов происходит в связи с деформацией во время высокой температуры. Чаще всего, в составе ССА кабеля до 30% состоит медь. Но этот показатель может меняться в разные стороны — от этого зависит и стоимость.
Единственным недостатком данного кабеля — есть его ненадежность. Даже установив все корректно и идеально правильно, через некоторое время связь может попросту пропасть, без единой на той причины.
Другие «секреты» кабельной продукции
Существует еще несколько нюансов, о которых необходимо знать во время выбора кабельной продукции. Главный из них — это само название «ССА». Если Вы уверены, что точно знаете расшифровку, тогда прочитайте внимательно.
Есть разница в одинаковых аббревиатурах, така как ССА расшифровывается в двух вариантах:
- Copper Coated Aluminum;
- Cooper Clad Aluminum.
В чем разница? Обозначение «Coated» говорит само за себя — медь, которая покрыта алюминием. Это более бюджетный вариант в использовании кабельной продукции.
В то время как обозначение «Clad» указывает именно на плакирование. Как следствие — различаются технические характеристики, различается стоимость и соответственно — качество.
Если у вас еще остались какие-либо вопросы по поводу кабельной продукции, то специалисты DEPS всегда рады помочь. Также в каталоге компании можно купить медный, ССА кабель, патчкорды.
Читайте «Николаевские новости» в Google News.
Источник
Достижения азиатской промышленности — CCS / CCA / CCAG & CCAM / CCC / ВС.
При производстве кабеля и провода для изготовления гибких токопроводящих жил обычно используется чистая медь. Однако во всем мире проводятся исследования и осуществляются разработки, направленные на удешевление и улучшение конструкции гибких жил. Одним из очевидных, на первый взгляд, решений является попытка замены чистой меди возможными другими материалами или комбинациями различных материалов.
К примеру, алюминий, который намного дешевле и легче меди и при этом обладает достаточной электропроводимостью, является простой альтернативой меди. Однако, преимущества этого материала не исключают его недостатки, в частности плохие показатели механической прочности при изгибе, сложную технологию заделки проводов и кабелей в разъемы, а также низкую коррозионную стойкость в некоторых средах.
Легирование алюминия добавками других материалов и нанесение защитных покрытий позволяет улучшить механические свойства алюминия и его стойкость к коррозии.
В частности, компанией Filatex (Франция) для жил авиапроводов используется проволока из сплава алюминия с 1 % магния (АМГ-1).
В России Всесоюзным институтом легких сплавов (ВИЛС) для ОАО «ОКБ КП» разработан алюминиевый сплав 01417, который превосходит АМГ-1 по показателям электропроводности. Сплав 01417 имеет в своем составе редкоземельные металлы и является жаропрочным, что позволяет производить из него проволоку, которая способна сохранять работоспособность при высоких температурах (+250°С). В частности, из гранулированного алюминиевого сплава 01417 выпускается токопроводящая жила для бортпроводов авиалайнеров (БИФ), что позволяет уменьшить вес кабеля в изделии по сравнению с медными проводами примерно на 100-300 кг. Выигрыш в весе по удельной электропроводимости по сравнению с медной проволокой составляет до 30 %.
Предварительное покрытие жилы из сплава 01417 слоем цинка и защитным гальваническим покрытием из серебра образует один из возможных вариантов усовершенствования сплава 01417 (полезная модель 95426).
И, если в Европе и России работы в основном ведутся в направлении улучшения характеристик (например уменьшение веса авиапроводов), то азиатские производители в первую очередь ищут пути удешевления продукции без значительной потери потребительских качеств.
Лидирующие позиции в производстве биметаллических проводников в мире на данный момент занимает китайская промышленность (например Fushi International (Dalian) Bimetallic Cable Co. Ltd.). Наиболее наглядно это можно продемонстрировать на примере жил для кабеля «витая пара».
Создание «биметаллического проводника» (омедненной жилы) для витой пары основано на использовании «скин-эффекта».
Теоретическая физика подтверждает то, что при передаче высокочастотных сигналов, сигнал распространяется только по поверхности проводника – что собственно и называется поверхностным эффектом (Skin-Effect). Таким образом, в кабелях с омедненной жилой, благодаря поверхностному эффекту, сигнал передается по внешнему (медному) слою жилы.
Расположение меди в наружном слое, а алюминия или стали внутри конструкции, а не наоборот, весьма важно: с одной стороны, при переменном токе достигается более высокая проводимость всего провода, в целом, с другой — медь защищает расположенную под ней металл от коррозии. Алюминий весьма активно окисляется и покрывается тонкой оксидной пленкой с большим электрическим сопротивлением. Эта пленка предохраняет алюминий от дальнейшей коррозии, но создает большое переходное сопротивление в местах контакта алюминиевых проводов и делает невозможной пайку алюминия обычными методами.
Причина появления омедненной витой пары очевидна — спрос рождает «омедненку», это закон рыночной экономики. При наличии спроса на что-либо вопрос только в том, как быстро возникнет предложение.
Видимо в какой-то момент времени, на одном из китайских заводов была проявлена инженерная гибкость, и был найден выход – омедненная витая пара. То есть высокий спрос на дешевую витую пару породил соответствующее предложение на рынке.
На данный момент «омедненка» существует в сегменте 2-х и 4-х парных кабелей UTP. Предложений на рынке омедненных многопарных кабелей пока еще замечено не было, и в этом есть своя логика, т.к. исторически спрос был только на 2-х и 4-х парные дешевые кабели.
«Плюсы» и «минусы» омедненных конструкций указаны в таблице ниже:
Плюсы | Минусы |
Низкая стоимость | Хрупкий, проводник ломается при небольших радиусах изгиба |
Легкий вес | Плохо обжимается коннектором RJ-45 |
Жила плохо держится в разъеме (плавающий контакт) | |
Небольшая длина рабочих сегментов | |
Непредсказуемость импеданса в зоне контакта при заделке кабеля в IDC разъем розетки или патч-панели | |
Несовместимость с приложениями PoE (Power over Ethernet). Технология PoE обеспечивает питание абонентских устройств по обычным кабелям передачи данных, для чего требуется очень низкое сопротивление по постоянному току. Но в случае биметаллической жилы постоянный ток будет протекать по центральной алюминиевой жиле, а алюминиевая жила имеет сопротивления гораздо больше, чем медная. Это повлечет за собой большие потери мощности сигнала и приведет к нагреву кабелей, что окажется серьезной проблемой, особенно в случае использования кабельных жгутов. | |
В значительном количестве случаев устойчиво поддерживает только 10Base-T (т.е. только 10 мбит/сек.). | |
Непредсказуемое изменение характеристик при последующей перекладке кабеля. | |
Существуют вопросы с допусками биметаллических конструкций проводников в витой паре на некоторые рынки Европы и Америки. Например, специализирующаяся на тестировании элементов СКС на предмет соответствия международным стандартам, авторитетная независимая испытательная лаборатория «3Р Third Party Testing» (Дания) в конце 2006 года опубликовала информационный бюллетень для своих клиентов и бизнес-партнеров. Этот документ констатирует, что пользователи игнорируют или же не понимают технических ограничений ССА-кабелей, недостатки которых связаны со свойствами алюминия. Данный бюллетень обращает внимание на то, что органы стандартизации IEC и CENELEC не разрешают использовать кабели с ССА-проводниками. |
Таб. 1 Сводная таблица «плюсов» и «минусов» существующих биметаллических конструкций
Несмотря на то, что у кабелей с омедненной жилой существует много противников, практические исследования, направленные на совершенствование и еще большее удешевление витой пары продолжаются, и на свет появляются новые, более «продвинутые» конструкции.
Итак, по порядку о «достижениях» азиатской промышленности в создании биметаллических конструкций жил:
1. CCS (Copper Clad Steel — омедненный стальной проводник)
Самый простой и самый дешевый вариант. Широко доступен и широко используется в дешевых коаксиальных кабелях. Витая пара со стальной жилой, плакированная медью (ССS) достаточно редкое предложение, но, тем не менее, присутствует на рынке. По некоторым данным такие кабели более-менее стабильно работают на дистанциях до 30 метров, поддерживают только 10 мбит/сек.
2. CCA (Сopper Сlad Aluminum – омедненный алюминиевый проводник)
Китайская промышленность выпускает несколько видов проволоки — с разным содержанием меди: ССА-10 (10% меди) и ССА-15 (15%), а также ССА-32 (32%). Заявленное удельное сопротивление ССА-10 равно 0,02743 Ом*мм2/м. В витых парах обычно используют ССА-10 и ССА-15. «Рабочая дистанция» у таких кабелей – 80–120 метров.
3. CCAG (Copper Clad Aluminum and Silver) – алюминий плакированный медью, с добавлением серебра).
То же, что и CCA, но для улучшения рабочих характеристик добавлено серебро.
4. CCAM (Copper Clad Aluminum & Magnesium Alloy) — омедненный алюминиево-магниевый сплав)
То же, что и ССА, но вместо алюминия применяется алюминиево-магниевый сплав. По утверждению разработчиков данных конструкций, качественная плакировка с добавлением в материал серебра или магния позволяет добиться более качественного омеднения и более высоких характеристик по сравнению с CCA. Заявленное удельное сопротивление 0,02676 Ом*мм2/м. Заявленная «рабочая дистанция» – 150 — 200 метров на скорости 100 мбит/сек. (данные Shenzhen AVP Network Co)
5. ССС (Copper Clad Copper – омедненная медь)
Словосочетание «омедненная медь» (англ. Copper Clad Copper) означает жилу, в которой середина выполнена из медного лома или сплава 62% меди и 38% цинка, а верхний слой – из качественной электротехнической меди. Заявленная «рабочая дистанция» – около 180 — 220 метров.
При производстве кабелей связи может быть использована медь разного качества. Условно можно выделить три класса: А, B, С.
Класс меди | Содержание кислорода в меди | Удельное сопротивление (Ом*мм2/м) | Степень чистоты, % |
A | безкислородная (oxygen-free-copper) | 0.0165 — 0.0168 | 99,995 |
B | низкокислородная (oxygen-low-copper) | 0.0165 — 0.0168 | 98-99 |
C (second hand) | неизвестно | 0.0190 — 0.2500 | неизвестна |
Таб. 2 Классификация и свойства меди
Для справки: в соответствии с международным стандартом (IACS), величина удельного сопротивления меди используемой для электрических проводников должна составлять 0.017241 Ом*мм2/м при температуре 20° C. Чем выше сопротивление, тем, естественно, хуже проводник.
Традиционно производители кабелей связи используют медь класса A, т.е. самую качественную и чистую медь, но в связи с необходимостью уложится в в заданный заказчиком бюджет, производители могут использовать менее качественную медь класса B, С, и даже омедненную медь.
6. BC (Bare Copper) – чистая медь
По заявлению производителей ВС — это 99,9% медь (без содержания кислорода). Сопротивление проводника сечением 0,5 мм заявляется около 90 Ом /км . Рабочая дистанция – более 300 метров.
Заключение
По утверждению производителей все вышеперечисленные конструкции соответствуют стандартам China SJ/T 11223-2000 и USA ASTMB 566-93.
Известно, что уже появились конструкции «второго поколения», но пока они применяются только при изготовлении печатных плат. Подробной информации о них, кроме скана страницы одного рекламно-аналитического обзора из Китая, мы не имеем.
Мы сознательно не приводим в данной статье указанные на сайтах производителей электрические характеристики вышеперечисленных конструкций, так как, во-первых, они очень разнятся у разных источников, а, во-вторых, технической возможности проверить мы их не имеем. Приведем только ссылку на статью о широкомасштабном тестировании «витых пар» различных конструкций в лаборатории ОАО «Одесскабель» (Украина) в 2007 году (после того, как они впервые появились на международном рынке) — http://www.ok-net.ua/files/CiT11.pdf
Мы кратко изложили наше видение ситуации, а что покупать и что применять в каждом конкретном случае пусть каждый решает сам!
1. Матвеев Ю.А., Гаврилова В.П., Баранов В.В. Легкие проводниковые материалы для авиапроводов // 2006. №5 (300). С. 22-23 Кабели и провода,
2. Михайлов В.А., Крайнов И.Б., Кортунов И.М. Электрический провод // http://poleznayamodel.ru/model/9/94753.html, 23 декабря 2013 г.
3. Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. М.: Высшая школа, 1983. C.463.
Источник