اقرأ في هذا المقال
- ما هو الكابل المحوري – Coaxial Cable؟
- أنواع الكابلات المحورية
- مكونات الكابل المحوري – Coaxial Cable
- كيف يبدو الكابل المحوري؟
- كيف تعمل الكابلات المحورية؟
- مميزات الكابلات المحورية
- ما هي استخدامات وتطبيقات الكابلات المحورية؟
تستخدم كابلات الشبكة في أنظمة الاتصالات حول العالم وسيضمن استخدام الكابل الصحيح أفضل أداء للشبكة، لذلك إذّا تم اختيار الكبل الصحيح وفقاً لمتطلبات النظام فسوف يلعب دوراً مهماً في تأثير استخدام مثالي.
ما هو الكابل المحوري – Coaxial Cable؟
الكابل المحوري (Coaxial Cable): هو كابل كهربائي ينقل إشارات تردد الراديو (RF) من نقطة إلى أخرى، وهو نوع من الكابلات التي تحتوي على موصل داخلي محاط بطبقة عازلة ومحاطة بغلاف موصل كما يحتوي العديد منها على غلاف خارجي عازل، وتتدفق الإشارة الكهربائية عبر الموصل المركزي.
جعل استخدامه على نطاق واسع في عدد لا يحصى من المنازل وتم استخدامه منذ أوائل القرن العشرين ولا يزال مشغلو الكابلات وشركات الهاتف وموفرو الإنترنت يستخدمونه لنقل البيانات والفيديو والاتصالات الصوتية وهي معروفة بنقلها الموثوق والدقيق، وظهر استخدامه لأول مرة في عام 1880م وكان الكبل المحوري وسيلة قياسية لتوصيل إشارات كهربائية عالية التردد عبر مسافات مع فقدان إشارة منخفض، ويستخدم في العديد من التطبيقات بما في ذلك خطوط الهاتف الرئيسي وإشارات تلفزيون الكابل ومعززات الهاتف الخلوي كما تأتي الكابلات بأحجام وأطوال عديدة كل منها مصمم لتطبيق معين.
أنواع الكابلات المحورية:
هناك نوعان رئيسيان من الكابلات المحورية هما النوع بمقاومة (75 أوم) والآخر بمقاومة (50 أوم) حيث تستخدم الكابلات ذات (75 أوم) في الغالب لإشارات الفيديو بينما تميل كبلات (50 أوم) إلى استخدام البيانات والاتصالات اللاسلكية.
ملاحظة:في الكابلات المحورية يشير أوم إلى الممانعة وهي مقياس المقاومة في الكابل لتدفق الطاقة الكهربائية.
1. الكابل المحوري – RF:
تستخدم الكابلات المحورية (RF) لنقل إشارات التردد اللاسلكي، إنّها كبل الإدخال القياسي على أجهزة التلفزيون وتتميز بدبوس واحد يتم توصيله بمدخل التردد اللاسلكي على الجهاز.
2. الكابل المحوري RG-6:
تحتوي كبلات (RG-6) على موصلات أكبر لذا فهي توفر جودة إشارة أفضل كما لديهم عزل عازل أكثر سمكاً ومصنوعون من نوع مختلف من التدريع ممّا يسمح لهم بمعالجة إشارات مستوى (GHz) بشكل أكثر فعالية ونظراً لأنّ هذا النوع من الكابلات رقيق فيمكن أيضاً تثبيته بسهولة في الجدران أو الأسقف.
3. الكابل المحوري RG-59:
كبل (RG-59) شائع في الإعدادات المحلية ويشبه كابل (RG-6) لكنّه يحتوي على موصل مركزي أرق وهذا يجعلها اختياراً جيداً لعمليات النقل القصيرة والإرسال منخفض التردد.
4. الكابل المحوري RG-11:
يمكن التعرف بسهولة على كابل (RG-11) نظراً لأنّه أكثر سمكاً من الأنواع الأخرى من الكابلات المحورية، ممّا قد يجعل العمل معه أكثر صعوبة، ومع ذلك فإنّه يوفر مستوى توهيناً أقل من (RG-6 أو RG-59) ممّا يعني أنّه يمكنه نقل البيانات لمسافات أطول.
معظم الموصلات هي موصلات من النمط (F)، ولكن من الممكن أن يستخدم موصلات من النوع (N) وهناك عدة أنواع من الموصلات من النوع F لكابلات (RG-6)، ومنها:
- موصلات الضغط.
- موصلات ملولبة.
- موصلات من نمط التجعيد.
ومن أجل إجراء اتصال ستحتاج إلى موصل ذكر وأنثى من نفس النوع ولكن موصلات الذكور لها سلك مركزي بارز بينما تحتوي الموصلات الأنثوية على مساحة يلتصق بها السلك المركزي.
ملاحظة:إنّ الكابلات المحورية بها أحياناً تسرب إشارة يُعرف باسم الدخول أو الخروج ويتسبب هذا في ظهور إشارات تبليط أو ضبابية أو ثلجية.
مكونات الكابل المحوري – Coaxial Cable:
- موصل المركز: صلب مكسو بالنحاس.
- رابطة الموصل المركزي: يتم استخدام بوليمر تجريد نظيف لمنع انتقال الرطوبة.
- العازل: بولي إيثيلين يوفر رغوة مستقرة ميكانيكياً ومغلقة الخلية مع نسبة عالية من (VP).
- أول موصل خارجي: درع بشريط من الألمنيوم والبوليميرالومنيوم مرتبط بإحكام بقلب العزل الكهربائي.
- الموصل الخارجي الثاني: يتم استخدام شريط إضافي من الألومنيوم والبوليمر والألومنيوم في الهياكل ثلاثية الدرع والدرع الرباعي لتعزيز عزل درع (HF) قبل وبعد الانثناء.
- الموصل الخارجي الثالث: يتم استخدام شريط إضافي من الألومنيوم والبوليمر والألمنيوم في الهياكل ثلاثية الدرع والدرع الرباعي لتعزيز عزل درع (HF) قبل وبعد الانثناء.
- الموصل الخارجي الرابع: يتم استخدام جديلة ألمنيوم إضافية (34 أو 36 AWG) في إنشاءات الدرع الرباعي لتحسين عزل درع (LF) في بيئات ضوضاء (RF) الشديدة.
- واقي مقاوم للتآكل:
- داخلي وهوائي: مادة غير قابلة للتنقيط مصممة للتخلص من هجرة الرطوبة إلى هيكل الكابلات.
- تحت الأرض: مركب متدفق قادر على سد تمزق سترة صغيرة.
- داخلي وهوائي: مادة غير قابلة للتنقيط مصممة للتخلص من هجرة الرطوبة إلى هيكل الكابلات.
- سترة: سترة خارجية ثابتة للأشعة فوق البنفسجية من البولي إيثيلين (PE) أو البولي فينيل كلوريد المثبط للهب (PVC) متاحة لحماية القلب أثناء التثبيت وللحياة المثبتة للكابل.
- رسول متكامل: عضو دعم من أسلاك الفولاذ الكربوني المجلفن متصل بالكابل بشبكة قابلة للفصل.
كيف يبدو الكابل المحوري؟
يتميز الكابل المحوري بشكل دائري وسميك مميز بسبب طبقة العزل الداخلية وحجمه يجعله يبدو مختلفاً تماماً عن أنواع الكابلات الأخرى، مثل الكبل الملتوي أو كبل (Ethernet)، الأحجام الأكثر شيوعًا للكابلات المحورية هي (RG-6 وRG-11 وRG-59).
كيف تعمل الكابلات المحورية؟
يعمل الكبل المحوري عن طريق نقل البيانات في الموصل المركزي، بينما توقف الطبقات المحيطة من التدريع أي فقدان للإشارة يُطلق عليه أيضاً فقدان التوهين ويساعد على تقليل (EMI) حيث توفر الطبقة الأولى التي تسمى العازل المسافة بين الموصل الأساسي والطبقات الخارجية بالإضافة إلى بعض العزل، أمّا الطبقات التالية التي يشار إليّها مجتمعة باسم الدرع فإنّها تحافظ على النبضات الكهربائية والإرسال اللاسلكي.
يحمل الكبل المحوري إشارة تمر عبر السلك النحاسي المركزي بالإضافة إلى الدرع المعدني وكل من هذه الموصلات المعدنية تولد مجالاً مغناطيسياً وتمنع العوازل الإشارات من الاتصال ببعضها البعض أو إلغائها كما تحمي العوازل أيضاً الإشارة من المجالات المغناطيسية الخارجية ونتيجة لذلك يتم نقل الإشارة عبر مسافات طويلة مع القليل من التداخل أو فقدان الإشارة.
ما هو الفاصل المحوري؟
عندما يتم إنتاج خطوط الكابلات المحورية، فإنّها توفر إشارة واحدة فقط لتشغيل جهاز واحد وقد يكون هذا مشكلة إذا كان هناك أكثر من جهاز يتطلب إشارة، ويتم استخدام المقسمات المحورية عندما يكون هناك أكثر من جهاز يتطلب إشارة حيث إنّها أجهزة صغيرة مصممة لتوصيلها بكابل متحد المحور لتقسيم الإشارة إلى عدة خطوط لتوصيلها بأجهزة متعددة.
ما هو المنفذ المحوري؟
المنفذ المحوري: هو موصل أنثى واحد (RCA) غالباً ما يتم تصنيف المنفذ الموجود على الجهاز على أنّه محوري ولكن يمكن أيضاً أن يكون مثل مخرج رقمي أو مدخل رقمي، وللمساعدة في تمييزه يكون المنفذ المحوري عادةً برتقالي أو أسود مرمز بالألوان.
مميزات الكابلات المحورية:
1. طول الكابل المحوري:
يأتي الكابل المحوري بأطوال متفاوتة حيث يحدد تصنيف الكابل الأقصر والأسمك قوة الإشارة المرسلة ومن المهم اختيار طول الكابل المناسب وسمكه، ففي الأنظمة الراديوية يمكن مقارنة طول الكبل بطول موجة الإشارات المرسلة كما يمكنك دراسة الرياضيات المتضمنة في تحديد أفضل طول للكابل يمكن استخدامه، خصائص الكابل مثل القطر الداخلي للموصل الداخلي والقطر الداخلي للدرع والتلامس العازل للعازل والنفاذية المغناطيسية للعازل كلها تؤثر على جودة الطول الموجي الذي يمر عبر الكابل.
2. الكابلات المحورية وdBm:
يرمز (dBm) إلى نسبة الطاقة بالديسيبل من الطاقة المقاسة إلى ملي واط وتستخدم في تطبيقات الراديو والميكروويف والألياف البصرية هذه هي قوة الإشارة، سيحدد نوع الكبل المحوري المستخدم قوة الإشارة وعدد ديسيبل ميلي واط الذي يمكن للكابل التعامل معه.
3. الكابلات المحورية وأوم والمعاوقة:
المقاومة: هي مقدار المقاومة التي تمر بها الموجات خلال لقاءات الكابلات المحورية وكلما انخفضت المقاومة زادت سهولة تدفق الموجات عبر الكابل، كل نوع كابل له معدل مقاومة والعوامل التي تؤثر على هذا هي حجم الكابل والمواد التي يتم تصنيع الكابل منها وتُعد المعاوقة المحورية القياسية هي (50-75 أوم) وتم اختبار هذا على أنّه توازن كبير بين معالجة الطاقة لخسارة منخفضة.
4. الكابلات المحورية وPIM:
(PIM): تعني التضمين البيني السلبي وعند توصيل معدنين تكون النتيجة عناصر غير خطية وقد يحدث تشوه في الإشارة ومع ارتفاع سعة الإشارة ستكون التأثيرات أكثر أهمية، يحدث هذا غالباً عند توصيل الهوائيات والكابلات والموصلات وتحدث مشكلات (PIM) غالباً في شبكات (LTE وHSPA وCDMA) الخلوية.
ما هي استخدامات وتطبيقات الكابلات المحورية؟
يستخدم الكابل المحوري من قبل مشغلي الكابلات وشركات الهاتف ومقدمي خدمات الإنترنت فإذا كان لديك تلفزيون كابل فلديك كبل متحد المحور مثبت في منزلك وتُستخدم الكابلات المحورية أيضاً لتوصيل أجهزة (VCR) بجهاز تلفزيون أو توصيل جهاز التلفزيون أو صندوق المحول الرقمي بهوائي شخصي.
1. معززات الإشارة – Signal Boosters:
مضخمات ويلسون: هي المزود الرائد لتقوية إشارة الهاتف الخلوي ويتم استخدام كبل متحد المحور للاتصال بتقوية الهاتف الخلوي أيضاً، وإذا تم تركيب هوائي خارج منزلك ومكبر للصوت يعزز إشارة الهاتف الخلوي في داخل منزلك ويتم تثبيت هوائي ثانٍ داخل منزلك ويربط الكبل المحوري الأجهزة الثلاثة معاً وباستخدام هذه التقنية يمكنك تعزيز إشارة خلوية ضعيفة من الجيل الثالث والرابع ولا يمكنه إنشاء إشارة في حالة عدم وجود أي إشارة ولا يمكنه تعزيز إشارة شبكة (wi-fi) الأرضية.
2. RF الأساسي – Basic RF:
التردد اللاسلكي: هو تردد الراديو وتتولد موجات التردد الراديوي عندما يمر التيار المتردد عبر مادة موصلة كما يحمل الكبل متحد المحور إشارات تردد الراديو.
3. الإنترنت عبر الكابلات (النحاس):
يعمل الإنترنت عبر الكابل من خلال كابل متحد المحور ويتم توصيل الكبل النحاسي إلى منزلك من مزود خدمة الكابلات حيث يمكنك بعد ذلك توصيل الموصل بجهاز توجيه أو مودم كبل والذي يتم توصيله بعد ذلك بالتلفزيون أو الكمبيوتر للوصول إلى الإنترنت ومشاهدة الكابل.
4. راديو هام – Ham radio:
راديو هام: هو وسيلة للناس للتواصل عبر موجات الهواء ويوفر الكبل المحوري المتصل بالهوائي إشارة أقوى كما يمكن إعداد أجهزة راديو (Ham) في منتصف أي مكان ولا تتطلب تقنية الإنترنت أو الهاتف الخلوي.
