Koaksialkabel innledning

Koakasialkabler brukes for det meste innen TV-kringkasting, digital lyd og for signalkabler der det er behov for høye frekvenser.

De første LAN-nettene brukte ofte koaksialkabel fordi denne kabeltypen har andre egenskaper enn parkabler. I dag er parkabel enerådende i kablet LAN. ISP eller internettleverandørene og TV-selskapene vil bruke koaksialkabel i lang tid fremover. Du kommer dermed helt sikkert borti en koaksialkabel i ditt arbeid som dataelektroniker. Det er derfor viktig å være klar over koaksialkabelens egenskaper og hva som er riktig bruk av koaksialkabelen.

Det er i hovedsak tre grunner til fortsatt bruk av koaksialkabel:

  1. stor overføringskapasitet

  2. kablene er allerede lagt til abonnentene

  3. lite utsatt for støy og mulighet for fjernmating av strøm

Oppbygning

En koaksialkabel har en annen oppbygning enn en parkabel. Koaksialkabelen består av en senterleder, dielektrikum, en metallkappe og et ytre lag med plastbelegg. En koaksialkabel som brukes av en ISP for å levere internett og TV, har en impedans på 75 Ohm. TV-kabelen har også 75 Ohm. Andre koaksialkabler kan ha annen impedans. En koaksialkabel er mye bedre egnet enn en parkabel til å frakte høye frekvenser.

  • Senterleder varierer i diameter. Når senterleder øker i diameter, må også metallkappen øke i diameter. Hvis kabelen skal opprettholde 75 Ohm impedans, må forholdet mellom senterleder og metallkappen holdes «konstant». For å minske tapet økes diameteren.

  • Dielektrikum er isolasjonen som skiller senterlederen og metallkappen. Dielektrikumet trenger to egenskaper: en god isolator og motstand mot mekanisk belasting.

  • Metallkappen eller skjermen har ofte flere lag. Ett, eller ofte to, av lagene er sammensatt av aluminiumsfolie. Det siste laget er bygd opp av flettede metalltråder. Metalltrådene og aluminiumsfolien har ulike egenskaper: Folien beskytter mot høye frekvenser og metalltrådene mot lave frekvenser. En koaksialkabel med trelags-skjerm kalles en trippelskjermet kabel.

Under er det to bilder av ulike 75 Ohm koaksialkabler. (RG11- og RG6-utekabel (sorte) og RG59- og RG6-kabel (hvite)) Sort kabel brukes ute. Plastisolasjon til utekabelen er av PE-plast. PE-plast er brennbart og forbudt å benytte innendørs. Hvit kabel har PVC-plast som isolasjon. PVC er ikke brennbart, men tåler ikke UV-lys.

Støy og EMC

Alt elektronisk utstyr slipper ut støy. Når et apparat eller system slipper ut elektromagnetisk støy, kalles dette elektromagnetisk interferens (EMI). Hvis et apparat eller system er produsert og fagmessig installert slik at det ikke forstyrrer annet elektronisk utstyr, har vi elektromagnetisk kompabilitet (EMC). Norge har knyttet seg til det europeiske EMC-direktivet. Hvis bedriften skal kjøpe utstyr som opprettholder EMC-direktivet, må utstyret være CE-merket.

Det er et økende krav til kommunikasjon og dermed også et økt krav til bruk av elektronisk utstyr. Typiske eksempler på utstyr som har CE merking er elektronisk strømforsyning, LED-lamper, frekvensomformere, robotgressklippere og vifter. Ofte vil én isolert komponent ikke skape problemer med EMI. Når flere enheter installeres i samme system, vil imidlertid støyen summeres og kan forstyrre livsviktige radiosamband. Det er firmaet som foretar installasjonen, som er ansvarlig for at EMC overholdes.

13 500 LED-lys

Rockheim i Trondheim – det norske museet for popmusikk – har installert 13 500 LED-lys i fasaden. Disse lysene bruker omtrent samme frekvens som Avinors talefrekvens (118–134 MHz). Alle Avinors talefrekvenser ble derfor berørt av støyen fra LED-lysene, med det resultat at flyplasstårnet på Værnes ikke fikk kontakt med fly for avgang og landing. LED-lysene ble umiddelbart skrudd av.

LTE800- eller 4G-nettet, som bruker 852–862 MHz, bruker de samme frekvensene som kabel-TV. Et antenneanlegg som er installert etter produsentens spesifikasjon og gjeldende forskrifter, vil ikke skape EMI.

Rockheim i Trondheim

Fagmessig utførelse

For å bli en god fagarbeider er det viktig at du vet hvordan alle komponentene i et system virker og burde bli behandlet. Uten denne innsikten er det vanskelig å utføre en fagmessig installasjon. Et korrekt installert antenneanlegg er et lukket system. Det kan ofte være hensiktsmessig å sammenligne et antenneanlegg med et rørsystem med væske. Hvis det lekker i et rørsystem, er det ikke fagmessig utført. Det er vanskelig å oppdage feilinstallasjon i et antenneanlegg, siden strålingen som oppstår ved en eventuell feilinstallasjon, ikke er synlig. Det er derfor meget viktig at du vet hvordan utstyret skal installeres fagmessig. Feilinstallasjon kan føre til at antenneanlegget oppfører seg som en sender.Det er skjermen som hindrer vekselstrømsignalene i å forstyrre omgivelsene. Hvis en glemmer å feste endemotstand, slik som på bilde nedenfor (terminering), og antenneanlegget står i nærheten av en mobilmast med LTE800-frekvenser, kan dette skape forstyrrelser. Signalet i en antenneinstallasjon bruker de samme frekvensene som LTE800. Skruplugg, som vist på bilde under – antenneplugger, er ikke beregnet for høye frekvenser og vil skape EMI.

Ved fagmessig installasjon av antenneanlegg er det viktig å huske på:

  • rett plugg ved terminering

  • skru til F-konnektorer riktig

  • endemotstand

  • bøyeradius

  • rett festemateriell

Alle punktene over er viktig for å opprettholde EMC. Hvis du for eksempel bøyer en koaksialkabel for mye, vil avstanden mellom senterleder og skjerm endres.

F-konnektorplugger: RG11,RG6, RG59 og RG6 skruplugg. (over)

Manglende terminering kan skape forstyrrelser på livsviktige radiosamband (over).

Planlegging av et antenneanlegg

Når du skal planlegge et antenneanlegg, er det viktig å kjenne til grenseverdier, symboler, forskjellig antenneutstyr og kabler og demping. Under er det en oppgave der du skal planlegge hvilken type utstyr du trenger for å installere 16 abonnentkontakter i en blokk.

I oppgaven er det en RG11-kabel mellom avgrener. Det er RG6-kabel mellom avgrener og abonnentene. I et antenneanlegg er det krav til korrekt signalnivå. Signalnivået skal ligge mellom 48 og 74 dBµV. Når du skal planlegge et antenneanlegg, er det viktig at signalet ikke er for høyt i den første kontakten og ikke for lavt i den siste kontakten.

Et eksempel på planlegging av utregning

Det er 80 dBµV ved den første avgreneren. Kablene som benyttes, er RG6 og RG11. Hvor stort er signalnivået i kontakt 1 og i kontakt 14?

Løsning:

  • Legg sammen demping i kablene ved ca. 10 MHz og ved ca. 800 MHz. Det er også demping i avgrener og i abonnentuttak. Det er disse frekvensen som brukes for å levere TV- og internettsignaler på 5–865 MHz gjennom koaksikalkabler.

  • Høy frekvens dempes mer enn lav frekvens. Det er derfor bare interessant å finne signalnivå for den lave frekvensen i den første kontakten, fordi her kan det bli problemer med for høyt signal. For den siste kontakten er det problemer med for lavt signalnivå ved høy frekvens.

  • Regn først ut dempingen. Trekk denne fra signalnivået ved inntaket. Så sjekker du om signalnivået er i samsvar med 48–74 dBµV.

antennekontakter.png

Det er kun abonnentkontakt 1 som ligger innenfor det godkjente signalnivået på 48–74 dBµV. For å få godkjent signalnivået i kontakt 14, må du sette inn en forsterker. Hvis du forsterker inntakssignalet mer enn 13 dB, vil første kontakt få for høyt signalnivå.

Oppgave antenner

Det er beregnet ca. åtte timer til denne oppgaven.

  1. Regn ut signalnivået i kontakt 1 og 14 hvis avstanden mellom avgrenerne er 20 meter. Bruk de avgrenerne som passer best.

  2. Regn ut signalnivået i volt i kontakt 1 og 14 etter formelen dBµV = 20 log(U/Uref)

  3. Hva må du gjøre for å få godkjente verdier i kontaktene?

  4. Koble opp en avgrener eller en fordeler med fire abonnentkontakter. Mål om signalnivået er korrekt. Utfør arbeidet fagmessig.

  5. Lever inn all dokumentasjonen som trengs. Bruk eventuelt Uninets eller lærers kravspesifikasjon.

Tap i forskjellige antennekomponenter

  1. Gjennomgangsdemping: 4,2 dB
    Demping avgrener: 8 dB

  2. Gjennomgangsdemping: 3,2 dB
    Demping avgrener: 10 dB

  3. Gjennomgangsdemping: 2,2 dB
    Demping avgrener: 12 dB

  4. Gjennomgangsdemping: 1,2 dB
    Demping avgrener: 16 dB

 

Abonnentkontakt:

Gjennomgangsdemping: 2 dB

Demping uttak: 10 dB

kahoot logo.png

Test deg selv

Test om du kan antenneanlegg