Oggi vorrei illustrare nel dettaglio la struttura dei cavi Ethernet marini. In parole semplici, i cavi Ethernet standard sono costituiti da un conduttore, uno strato isolante, uno strato di schermatura e una guaina esterna, mentre i cavi corazzati aggiungono una guaina interna e uno strato di armatura tra la schermatura e la guaina esterna. Chiaramente, i cavi corazzati offrono non solo una maggiore protezione meccanica, ma anche un'ulteriore guaina protettiva interna. Ora, esaminiamo ciascun componente in dettaglio.
1. Conduttore: il cuore della trasmissione del segnale
I conduttori dei cavi Ethernet sono disponibili in vari materiali, tra cui rame stagnato, rame nudo, filo di alluminio, alluminio rivestito di rame e acciaio rivestito di rame. Secondo la norma IEC 61156-5:2020, i cavi Ethernet marini dovrebbero utilizzare conduttori in rame ricotto massiccio con diametri compresi tra 0,4 mm e 0,65 mm. Con l'aumento della richiesta di velocità di trasmissione e stabilità sempre maggiori, i conduttori di qualità inferiore come l'alluminio e l'alluminio rivestito di rame vengono gradualmente sostituiti dal rame stagnato e dal rame nudo, materiali che ora dominano il mercato.
Rispetto al rame nudo, il rame stagnato offre una stabilità chimica superiore, resistendo all'ossidazione, alla corrosione chimica e all'umidità, mantenendo così l'affidabilità del circuito.
I conduttori si presentano in due strutture: solidi e a trefoli. I conduttori solidi utilizzano un singolo filo di rame, mentre i conduttori a trefoli sono costituiti da più sottili fili di rame intrecciati tra loro. La differenza principale risiede nelle prestazioni di trasmissione: poiché le sezioni trasversali più ampie riducono la perdita di inserzione, i conduttori a trefoli presentano un'attenuazione superiore del 20-50% rispetto a quelli solidi. Gli spazi tra i trefoli aumentano anche la resistenza in corrente continua.
La maggior parte dei cavi Ethernet utilizza conduttori da 23AWG (0,57 mm²) o 24AWG (0,51 mm²). Mentre il CAT5E utilizza tipicamente il 24AWG, le categorie superiori come CAT6/6A/7/7A spesso richiedono il 23AWG per prestazioni migliori. Tuttavia, gli standard IEC non impongono calibri specifici per i fili: i cavi da 24AWG di buona fattura possono comunque soddisfare le specifiche CAT6+.
2. Strato isolante: protezione dell'integrità del segnale
Lo strato isolante impedisce la dispersione del segnale durante la trasmissione. In conformità con gli standard IEC 60092-360 e GB/T 50311-2016, i cavi marini in genere utilizzanopolietilene ad alta densità (HDPE)o schiumatopolietilene (schiuma di PE)L'HDPE offre un'eccellente resistenza alla temperatura, resistenza meccanica e resistenza alla fessurazione da stress ambientale, il che lo rende ampiamente applicabile. Il PE espanso offre migliori proprietà dielettriche, risultando ideale per i cavi CAT6A+ ad alta velocità.
3. Separatore incrociato: riduzione della diafonia del segnale
Il separatore a croce (noto anche come elemento di riempimento a croce) è progettato per separare fisicamente le quattro coppie intrecciate in quadranti distinti, riducendo efficacemente la diafonia tra le coppie. Tipicamente realizzato in materiale HDPE con un diametro standard di 0,5 mm, questo componente è essenziale per i cavi di categoria 6 e superiori che trasmettono dati a 1 Gbps o più, poiché questi cavi mostrano una maggiore sensibilità al rumore del segnale e richiedono una maggiore resistenza alle interferenze. Di conseguenza, i cavi di categoria 6 e superiori senza schermatura individuale in lamina per coppia incorporano universalmente elementi di riempimento a croce per isolare le quattro coppie intrecciate.
Al contrario, i cavi di categoria 5e e quelli che utilizzano la schermatura a lamina delle coppie non necessitano di un elemento di riempimento incrociato. La configurazione a doppino intrecciato intrinseca dei cavi Cat5e fornisce una protezione dalle interferenze sufficiente per i loro requisiti di larghezza di banda più limitati, eliminando la necessità di un'ulteriore separazione. Analogamente, i cavi con coppie schermate a lamina sfruttano la capacità intrinseca della lamina di alluminio di bloccare le interferenze elettromagnetiche ad alta frequenza, rendendo superfluo l'elemento di riempimento incrociato.
L'elemento di rinforzo a trazione svolge un ruolo fondamentale nel prevenire l'allungamento del cavo, che potrebbe comprometterne le prestazioni. I principali produttori di cavi del settore utilizzano prevalentemente fibra di vetro o cordone di nylon come elemento di rinforzo a trazione nelle loro costruzioni. Questi materiali offrono una protezione meccanica ottimale, mantenendo al contempo le caratteristiche di trasmissione del cavo.
4. Strato di schermatura: protezione elettromagnetica
Gli strati di schermatura sono costituiti da fogli di alluminio e/o treccia metallica per bloccare le interferenze elettromagnetiche (EMI). I cavi a singola schermatura utilizzano un singolo strato di foglio di alluminio (spessore ≥0,012 mm con sovrapposizione ≥20%) più uno strato di mylar PET per prevenire la dispersione di corrente. Le versioni a doppia schermatura sono disponibili in due tipologie: SF/UTP (foglio di alluminio + treccia) e S/FTP (foglio di alluminio per singola coppia + treccia). La treccia in rame stagnato (diametro del filo ≥0,5 mm) offre una copertura personalizzabile (tipicamente 45%, 65% o 80%). Secondo la norma IEC 60092-350, i cavi marini a singola schermatura richiedono un filo di drenaggio per la messa a terra, mentre le versioni a doppia schermatura utilizzano la treccia per la scarica statica.
5. Strato di armatura: protezione meccanica
Lo strato di armatura migliora la resistenza alla trazione/alla compressione e la schermatura EMI. I cavi marini utilizzano principalmente un'armatura a treccia conforme alla norma ISO 7959-2, con filo di acciaio zincato (GSWB) che offre elevata resistenza e resistenza al calore per applicazioni impegnative, mentre il filo di rame stagnato (TCWB) garantisce una maggiore flessibilità per spazi ristretti.
6. Guaina esterna: scudo ambientale
La guaina esterna deve essere liscia, concentrica e rimovibile senza danneggiare gli strati sottostanti. Gli standard DNV richiedono uno spessore (Dt) pari a 0,04×Df (diametro interno) +0,5 mm, con un minimo di 0,7 mm. I cavi marini utilizzano principalmenteLSZH (a bassa emissione di fumo e senza alogeni)materiali (gradi SHF1/SHF2/SHF2 MUD secondo IEC 60092-360) che riducono al minimo i fumi tossici durante gli incendi.
Conclusione
Ogni strato dei cavi Ethernet marini è frutto di un'attenta progettazione. Noi di OW CABLE ci impegniamo a far progredire la tecnologia dei cavi: non esitate a contattarci per discutere delle vostre esigenze specifiche!
Data di pubblicazione: 25 marzo 2025