Hôm nay, tôi xin giải thích chi tiết về cấu trúc của cáp Ethernet hàng hải. Nói một cách đơn giản, cáp Ethernet tiêu chuẩn bao gồm lõi dẫn, lớp cách điện, lớp chắn và vỏ bọc ngoài, trong khi cáp bọc thép bổ sung thêm lớp chắn bên trong và lớp giáp giữa lớp chắn và vỏ bọc ngoài. Rõ ràng, cáp bọc thép không chỉ cung cấp khả năng bảo vệ cơ học bổ sung mà còn có thêm lớp vỏ bảo vệ bên trong. Giờ hãy cùng xem xét chi tiết từng thành phần.
1. Dây dẫn: Lõi của truyền tín hiệu
Lõi cáp Ethernet có nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm đồng thiếc, đồng trần, dây nhôm, nhôm bọc đồng và thép bọc đồng. Theo tiêu chuẩn IEC 61156-5:2020, cáp Ethernet hàng hải nên sử dụng lõi đồng ủ đặc có đường kính từ 0,4mm đến 0,65mm. Do nhu cầu về tốc độ truyền tải cao hơn và độ ổn định ngày càng tăng, các lõi kém chất lượng hơn như nhôm và nhôm bọc đồng đang dần bị loại bỏ, thay vào đó là đồng thiếc và đồng trần đang chiếm ưu thế trên thị trường.
So với đồng trần, đồng thiếc có độ ổn định hóa học vượt trội, chống oxy hóa, ăn mòn hóa học và độ ẩm để duy trì độ tin cậy của mạch.
Dây dẫn có hai cấu trúc: đặc và bện. Dây dẫn đặc sử dụng một sợi đồng duy nhất, trong khi dây bện bao gồm nhiều sợi đồng mỏng xoắn lại với nhau. Sự khác biệt chính nằm ở hiệu suất truyền dẫn – vì diện tích tiết diện lớn hơn giúp giảm suy hao chèn, dây bện có độ suy giảm cao hơn 20%-50% so với dây đặc. Khoảng cách giữa các sợi cũng làm tăng điện trở DC.
Hầu hết cáp Ethernet sử dụng lõi 23AWG (0,57mm) hoặc 24AWG (0,51mm). Trong khi CAT5E thường sử dụng lõi 24AWG, các loại cáp cao cấp hơn như CAT6/6A/7/7A thường yêu cầu lõi 23AWG để có hiệu suất tốt hơn. Tuy nhiên, tiêu chuẩn IEC không yêu cầu kích thước dây cụ thể - cáp 24AWG được sản xuất tốt vẫn có thể đáp ứng thông số kỹ thuật của CAT6+.
2. Lớp cách điện: Bảo vệ tính toàn vẹn của tín hiệu
Lớp cách điện ngăn chặn rò rỉ tín hiệu trong quá trình truyền tải. Theo tiêu chuẩn IEC 60092-360 và GB/T 50311-2016, cáp biển thường sử dụngpolyethylene mật độ cao (HDPE)hoặc tạo bọtpolyethylene (PE Foam)HDPE có khả năng chịu nhiệt, độ bền cơ học và khả năng chống nứt do ứng suất môi trường tuyệt vời, do đó được ứng dụng rộng rãi. PE xốp có đặc tính điện môi tốt hơn, lý tưởng cho cáp CAT6A+ tốc độ cao.
3. Bộ tách chéo: Giảm nhiễu xuyên âm tín hiệu
Bộ tách chéo (còn được gọi là bộ đệm chéo) được thiết kế để tách vật lý bốn cặp xoắn thành các góc phần tư riêng biệt, giúp giảm nhiễu xuyên âm hiệu quả giữa các cặp. Thường được chế tạo từ vật liệu HDPE với đường kính tiêu chuẩn 0,5mm, bộ phận này rất cần thiết cho cáp loại 6 và các loại cáp cao cấp hơn, truyền dữ liệu ở tốc độ 1Gbps hoặc nhanh hơn, vì loại cáp này có độ nhạy cao hơn với nhiễu tín hiệu và yêu cầu khả năng chống nhiễu tốt hơn. Do đó, cáp loại 6 trở lên không có lớp bảo vệ lá kim loại riêng lẻ thường được tích hợp bộ đệm chéo để cách ly bốn cặp xoắn.
Ngược lại, cáp loại 5e và cáp sử dụng thiết kế lá chắn đôi không có lớp đệm chéo. Cấu hình xoắn đôi vốn có của cáp Cat5e cung cấp khả năng chống nhiễu đủ tốt cho nhu cầu băng thông hạn chế hơn của chúng, loại bỏ nhu cầu tách rời bổ sung. Tương tự, cáp có cặp lá chắn đôi tận dụng khả năng vốn có của lá nhôm trong việc ngăn chặn nhiễu điện từ tần số cao, khiến lớp đệm chéo trở nên không cần thiết.
Thành phần chịu lực kéo đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa hiện tượng cáp giãn dài, có thể làm giảm hiệu suất. Các nhà sản xuất cáp hàng đầu trong ngành chủ yếu sử dụng sợi thủy tinh hoặc dây nylon làm thành phần gia cố chịu lực kéo trong kết cấu cáp của họ. Những vật liệu này mang lại khả năng bảo vệ cơ học tối ưu, đồng thời duy trì đặc tính truyền dẫn của cáp.
4. Lớp chắn: Bảo vệ điện từ
Lớp chắn bao gồm lá nhôm và/hoặc lưới bện để ngăn chặn nhiễu điện từ (EMI). Cáp một lớp chắn sử dụng một lớp lá nhôm (dày ≥0,012mm với độ chồng lên nhau ≥20%) cộng với một lớp mylar PET để ngăn rò rỉ dòng điện. Phiên bản hai lớp chắn có hai loại: SF/UTP (lá nhôm tổng thể + lớp bện) và S/FTP (lá nhôm riêng lẻ + lớp bện tổng thể). Lớp bện đồng thiếc (đường kính dây ≥0,5mm) cung cấp phạm vi phủ sóng tùy chỉnh (thường là 45%, 65% hoặc 80%). Theo IEC 60092-350, cáp biển một lớp chắn yêu cầu dây thoát để nối đất, trong khi phiên bản hai lớp chắn sử dụng dây bện để xả tĩnh điện.
5. Lớp giáp: Bảo vệ cơ học
Lớp giáp tăng cường khả năng chịu kéo/nghiền và cải thiện khả năng che chắn EMI. Cáp biển chủ yếu sử dụng giáp bện theo tiêu chuẩn ISO 7959-2, với dây thép mạ kẽm (GSWB) có độ bền và khả năng chịu nhiệt cao cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe, trong khi dây đồng mạ thiếc (TCWB) mang lại độ linh hoạt tốt hơn cho không gian chật hẹp.
6. Vỏ ngoài: Lá chắn môi trường
Vỏ bọc ngoài phải nhẵn, đồng tâm và có thể tháo rời mà không làm hỏng các lớp bên dưới. Tiêu chuẩn DNV yêu cầu độ dày (Dt) là 0,04×Df (đường kính trong) +0,5mm, tối thiểu là 0,7mm. Cáp biển chủ yếu sử dụngLSZH (ít khói, không halogen)vật liệu (cấp SHF1/SHF2/SHF2 MUD theo IEC 60092-360) giúp giảm thiểu khói độc trong quá trình cháy.
Phần kết luận
Mỗi lớp cáp Ethernet hàng hải đều thể hiện sự tỉ mỉ trong thiết kế. Tại OW CABLE, chúng tôi cam kết phát triển công nghệ cáp – hãy thoải mái thảo luận về nhu cầu cụ thể của bạn với chúng tôi!
Thời gian đăng: 25-03-2025