دليل شامل لهيكل كابلات إيثرنت البحرية: من الموصل إلى الغلاف الخارجي

سأشرح اليوم بالتفصيل بنية كابلات إيثرنت البحرية. ببساطة، تتكون كابلات الإيثرنت القياسية من موصل، وطبقة عازلة، وطبقة حماية، وغلاف خارجي، بينما تضيف الكابلات المدرعة غلافًا داخليًا وطبقة حماية بين الغلاف الخارجي وطبقة الحماية. من الواضح أن الكابلات المدرعة لا توفر حماية ميكانيكية إضافية فحسب، بل توفر أيضًا غلافًا داخليًا واقيًا إضافيًا. والآن، دعونا نتفحص كل مكون بالتفصيل.

1. الموصل: جوهر نقل الإشارة

تتوفر موصلات كابلات الإيثرنت بمواد متنوعة، تشمل النحاس المطلي بالقصدير، والنحاس الخام، وأسلاك الألومنيوم، والألومنيوم المطلي بالنحاس، والفولاذ المطلي بالنحاس. ووفقًا لمعيار IEC 61156-5:2020، يجب أن تستخدم كابلات الإيثرنت البحرية موصلات نحاسية صلبة مُلدّنة بأقطار تتراوح بين 0.4 مم و0.65 مم. ومع تزايد الطلب على سرعات نقل بيانات أعلى واستقرار أكبر، يجري التخلص تدريجيًا من الموصلات الأقل جودة، مثل الألومنيوم والألومنيوم المطلي بالنحاس، ليحل محلها النحاس المطلي بالقصدير والنحاس الخام، اللذان يهيمنان الآن على السوق.

بالمقارنة مع النحاس الخام، يوفر النحاس المطلي بالقصدير استقرارًا كيميائيًا فائقًا، حيث يقاوم الأكسدة والتآكل الكيميائي والرطوبة للحفاظ على موثوقية الدائرة.

تأتي الموصلات بنوعين: صلبة ومجدولة. تستخدم الموصلات الصلبة سلكًا نحاسيًا واحدًا، بينما تتكون الموصلات المجدولة من عدة أسلاك نحاسية رفيعة ملتوية معًا. يكمن الاختلاف الرئيسي في أداء النقل؛ فنظرًا لأن مساحة المقطع العرضي الأكبر تقلل من فقد الإدخال، فإن الموصلات المجدولة تُظهر توهينًا أعلى بنسبة 20% إلى 50% من الموصلات الصلبة. كما تزيد الفجوات بين الأسلاك من مقاومة التيار المستمر.

تستخدم معظم كابلات الإيثرنت موصلات إما بقياس 23AWG (0.57 مم) أو 24AWG (0.51 مم). بينما يستخدم كابل CAT5E عادةً قياس 24AWG، فإن الفئات الأعلى مثل CAT6/6A/7/7A تتطلب غالبًا قياس 23AWG لتحسين الأداء. مع ذلك، لا تفرض معايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) قياسات محددة للأسلاك، إذ يمكن لكابلات 24AWG المصنعة بجودة عالية أن تفي بمواصفات CAT6+.

2. طبقة العزل: حماية سلامة الإشارة

تمنع طبقة العزل تسرب الإشارة أثناء الإرسال. ووفقًا لمعايير IEC 60092-360 و GB/T 50311-2016، تستخدم الكابلات البحرية عادةًالبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)أو رغويالبولي إيثيلين (رغوة البولي إيثيلين)يتميز البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بمقاومة ممتازة للحرارة، وقوة ميكانيكية عالية، ومقاومة للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي، مما يجعله واسع الاستخدام. كما يوفر البولي إيثيلين الرغوي خصائص عازلة أفضل، مما يجعله مثالياً لكابلات CAT6A+ عالية السرعة.

3. فاصل التداخل: تقليل التشويش بين الإشارات

صُمم الفاصل المتقاطع (المعروف أيضًا باسم حشو التقاطع) لفصل أزواج الأسلاك الأربعة المجدولة إلى أربعة أجزاء منفصلة، ​​مما يقلل بشكل فعال من التداخل بينها. يُصنع هذا المكون عادةً من مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بقطر قياسي يبلغ 0.5 مم، وهو ضروري لكابلات الفئة 6 وما فوقها التي تنقل البيانات بسرعة 1 جيجابت في الثانية أو أسرع، حيث تتميز هذه الكابلات بحساسية عالية لضوضاء الإشارة وتتطلب مقاومة محسّنة للتداخل. ونتيجة لذلك، تتضمن كابلات الفئة 6 وما فوقها، التي لا تحتوي على دروع رقائقية فردية للأزواج، حشوات تقاطع لعزل أزواج الأسلاك الأربعة المجدولة.

في المقابل، لا تحتاج كابلات الفئة 5e، وتلك التي تستخدم تصميمات رقائق معدنية محمية بأزواج، إلى حشوة متقاطعة. يوفر التكوين الأساسي للأزواج الملتوية في كابلات الفئة 5e حماية كافية من التداخل لمتطلبات عرض النطاق الترددي المحدود، مما يلغي الحاجة إلى فصل إضافي. وبالمثل، تستفيد الكابلات ذات الأزواج المحمية برقائق معدنية من قدرة رقائق الألومنيوم على حجب التداخل الكهرومغناطيسي عالي التردد، مما يجعل الحشوة المتقاطعة غير ضرورية.

يلعب عنصر مقاومة الشد دورًا حاسمًا في منع استطالة الكابل التي قد تؤثر سلبًا على أدائه. وتستخدم الشركات الرائدة في صناعة الكابلات بشكل أساسي إما الألياف الزجاجية أو خيوط النايلون كعنصر تقوية للشد في تركيبات كابلاتها. توفر هذه المواد حماية ميكانيكية مثالية مع الحفاظ على خصائص نقل البيانات في الكابل.

4. طبقة الحماية: الحماية الكهرومغناطيسية

تتكون طبقات الحماية من رقائق الألومنيوم و/أو شبكة مضفرة لحجب التداخل الكهرومغناطيسي. تستخدم الكابلات أحادية الحماية طبقة واحدة من رقائق الألومنيوم (بسماكة ≥ 0.012 مم وتداخل ≥ 20%) بالإضافة إلى طبقة من مادة المايلر PET لمنع تسرب التيار. أما الكابلات ثنائية الحماية فتأتي بنوعين: SF/UTP (رقائق ألومنيوم + شبكة مضفرة) وS/FTP (رقائق ألومنيوم لكل زوج من الأسلاك + شبكة مضفرة). توفر الشبكة النحاسية المطلية بالقصدير (بقطر سلك ≥ 0.5 مم) تغطية قابلة للتخصيص (عادةً 45% أو 65% أو 80%). وفقًا للمعيار IEC 60092-350، تتطلب الكابلات البحرية أحادية الحماية سلك تصريف للتأريض، بينما تستخدم الكابلات ثنائية الحماية الشبكة المضفرة لتفريغ الشحنات الساكنة.

5. طبقة الدرع: الحماية الميكانيكية

تعمل طبقة التدريع على تعزيز مقاومة الشد/السحق وتحسين الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي. تستخدم الكابلات البحرية في المقام الأول تدريعًا مضفرًا وفقًا للمعيار ISO 7959-2، حيث يوفر سلك الفولاذ المجلفن (GSWB) قوة عالية ومقاومة للحرارة للتطبيقات الصعبة، بينما يوفر سلك النحاس المطلي بالقصدير (TCWB) مرونة أفضل للمساحات الضيقة.

6. الغلاف الخارجي: درع بيئي

يجب أن يكون الغلاف الخارجي أملسًا ومتمركزًا وقابلًا للإزالة دون إتلاف الطبقات الداخلية. تتطلب معايير DNV أن يكون سمك الغلاف (Dt) مساويًا لـ 0.04 × القطر الداخلي (Df) + 0.5 مم، بحد أدنى 0.7 مم. تُستخدم الكابلات البحرية بشكل أساسي فيLSZH (منخفض الدخان وخالٍ من الهالوجين)المواد (درجات SHF1/SHF2/SHF2 MUD وفقًا لمعيار IEC 60092-360) التي تقلل من الأبخرة السامة أثناء الحرائق.

خاتمة

كل طبقة من كابلات إيثرنت البحرية تجسد هندسة دقيقة. في شركة OW CABLE، نلتزم بتطوير تكنولوجيا الكابلات - لا تترددوا في مناقشة احتياجاتكم الخاصة معنا!