С недавнего времени внушительный сегмент структурированных кабельных систем заняли недорогие информационные кабели категории 5Е. Низкую стоимость этих кабелей обеспечивает особая конструкция, в которой используются одновременно два материала. Первый из материалов – алюминий. Из этого металла изготавливается сердцевина жилы кабеля. Второй металл – медь. Из нее изготавливается внешняя часть кабеля. Название этой конструкции – Copper Clad Aluminium Wire (в дальнейшем буде использоваться аббревиатура CCAW).
Популярность предложения обусловлена тем, что стоимость такого кабеля в несколько раз ниже аналогов по причине частичной замены дорогостоящей меди на более дешевый алюминий. Такая замена возможна благодаря понятию скин-эффекта, согласно которому передача высокочастотных сигналов осуществляется по внешней части проводника. Таким образом, замена меди на более дешевый алюминий не влияет на характеристики кабеля при работе с сигналами высокой частоты, а эффективность CCAW не уступает полностью медным аналогам.
Кабели CCA действительно проходят по нормам 5-й категории за счет поверхностного эффекта. Самый распространённый вариант витой пары UTP 4 CCA. Значит ли это, что медные кабели могут быть полностью заменены омедненными? Или же существуют какие-то сложности с эксплуатацией жил ССА?
ПРОБЛЕМЫ КАБЕЛЕЙ CCA
Самым важным условием для передачи сигнала является подключение кабеля к оборудованию. Простая истина, однако именно она является главной проблемой кабелей ССА. Но прежде чем углубляться в вопрос, немного отвлечемся.
Место подключения кабеля к плинтам, коннекторам, розеткам и другим соединителям является самым проблемным при прокладке всей структурированной кабельной системы (в дальнейшем СКС). Технология, по которой изготавливаются соединители называется Isolation Displacement Contact (сокращенно IDC). Другие способы, среди которых болтовое соединение, пайка и т.п. считаются устаревшими и не проходят по нормам как витая пара 5 категории. Кабель соединяется с контактом по следующей схеме:
Каждый изолированный проводник врезается в ножевые контакты соединителя.
Ножи соединителя разрезают изоляцию жилы и образуют в контакте вакуум.
Сила давления со стороны ножей обеспечивает жесткую фиксацию проводника, что гарантирует образование вакуумной среды в области контакта. Это обеспечивает системе срок эксплуатации, который не уступает сроку службы кабельной трассы.
Разработка вышеописанной технологии проводилась под СКC с медными кабелями. На работу с частично медными она не рассчитана. Отсюда и первая сложность эксплуатации этих CCAW.
Кабели ССА имеют сердцевину из алюминия, а не из меди. Но проблема не в алюминии, а именно в неоднородности проводника. Невозможно определить точно, с каким именно материалом сталкивается нож IDC, а значит и газонепроницаемость области гарантировать невозможно. По этой причине кабели CCA не могут обеспечить надежность контактного соединения. То есть пагубное влияние на передачу сигнала гарантировано.
Еще одна сложность возникает в связи с равномерностью импеданса – волнового сопротивления. Значение импеданса варьируется в зависимости от того, с какой частью проводника контактируют ножи соединителя – алюминиевой или медной.
К тому же, импеданс – не единственное, на что влияет разница металлов. Уже упомянутая технология IDC испытывалась на медных кабелях в рабочем температурном диапазоне от – 20 до + 70 градусов по Цельсию. У алюминия значения теплопроводимости и температуры плавления отличаются от меди, а значит и уверенности в том, что омедненный кабель будет обеспечивать надежную работу – нет.
Вдобавок ко всему стоит отметить, что ножи IDC, как правило, изготавливают из меди. Это значит, что в месте контакта могут сталкиваться алюминий и медь. А взаимодействие этих материалов вряд ли можно назвать надежным.
НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ CCAW
Очевидно, что омедненные кабели не так уж идеальны, как кажутся на первый взгляд. С другой стороны, теоретические опасения на практике оказываются несостоятельными. Но не в данном случае.
После монтажа и тестирования, по прошествии некоторого времени может обнаружиться, что контакт попросту пропал.
Такой внезапный простой сети может повлечь за собой ряд проблем, а, следовательно, и значительное увеличение затрат. Причиной сбоя может быть нарушение герметичности в месте контакта проводника и соединителя, что в свою очередь может возникнуть, как раз, из-за температурного изменения жил.
Явным недостатком омедненных кабелей является несовместимость с Power over Ethernet (PoE). Данная технология предусматривает, что абонентские устройства будут получать питание через те же кабели, по которым идет передача информации. Медные проводники прекрасно справляются с этой задачей благодаря низкому сопротивлению материала. Алюминий же имеет куда большее сопротивление, чем медь. А так как ток – постоянный, то он проходит не по поверхности кабеля, а во всему сечению проводника. Следовательно
, использование CCAW приведет к огромной потере мощности питания и сильному нагреванию кабелей. В больших пучках проводов нагревание приведет к плавлению изоляции. Помимо этого, есть вероятность теплового расширения жил – это сделает кабель несовместимым с IDC соединителем и выведет из строя целый сегмент сети.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На первый взгляд использование алюминиевой сердцевины кажется логичным и правильным решением. Однако при более детальном изучении оказывается, что идея несостоятельна по многим причинам. В первую очередь стоит отметить ненадежность соединения кабеля. Современные качественные соединители разработаны исключительно для полностью медных жил – только так можно быть уверенным в качестве и надежности соединения.
Омедненные кабели ССА обойдутся значительно дешевле, однако через относительно короткое время потребуют дополнительных затрат из-за возникших проблем с передачей данных.
Отсюда приходим к выводу, что для гарантированно качественной работы сети рекомендуется пользоваться полностью медными кабелями, хотя на практике LAN-кабель CCA неплохо работает.
Источник: www.avs-el.ru
