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