В настоящее время СКС является типовым средством формирования физического уровня внутриобъектовых информационно-телекоммуникационных систем. Из-за заложенных в идею СКС принципов она требует для реализации довольно высоких капитальных затрат, которые впоследствии компенсируются низкими эксплуатационными расходами. Ситуация с капитальными затратами ухудшается тем ростом цен на медь, который за последние пару десятков лет значимо превысил темп инфляции и привел к общему относительному подорожанию кабельной системы по сравнению с активным сетевым оборудованием и программным обеспечением.
Одно из предложений по улучшению экономики проекта построения СКС – применение в конструкции кабеля из витых пар т.н. омедненных проводников. Суть этой конструкции заключается в том, что центральная часть проводника с круглой в сечении формой изготавливается из относительно дешевого материала с меньшей проводимостью, на поверхность которого затем тем или иным образом наносится слой меди. Сами методы нанесения отработаны промышленностью ранее, а структура такого комбинированного проводника изображена на рисунке.
Основой проводника обычно является алюминий, в этом случае он обозначается как ССА (от англ. copper clad aluminum), реже используется сталь, тогда проводник относится к CCS (от англ. copper clad steel). Иногда встречаются ССС-структуры (от англ. copper clad copper), в которых центральная часть формируется из неочищенной меди.
В качестве обоснования практической ценности такой конструкции выдвигается соображение о том, что на высоких частотах из-за поверхностного эффекта как главного фактора роста затухания происходит вытеснение тока на поверхность проводника и его центральная часть практически не принимает участия в передачи энергии сигнала от передатчика к приемнику. В результате на высоких частотах характеристики витых пар с обычными и омедненными проводниками оказываются идентичными, что демонстрирует рисунок.
Доля стоимости меди в типовом кабеле из витых пар, как показывает приведенная далее диаграмма, достигает 75%. Поэтому по крайней мере частичная ее замена на более дешевый алюминий (разница в текущей биржевой цене составляет примерно четыре раза) позволяет значимо снизить отпускную цену кабеля из витых пар.
По сравнению с традиционными конструкциями, кабель с композитными омедненными проводниками демонстрирует ряд технических преимуществ.
Во-первых, применения в составе наиболее дорогостоящей части прототипа заметно более дешевого материала, на несколько десятков процентов, уменьшает стоимости продукции.
Во-вторых, за счет меньшего удельного веса алюминия (разница составляет более чем в три раза: 2,7 г/см3 против 8,96 г/см3) кабель оказывается элементарно легче. Это имеет большое значение при монтаже из-за большой доли ручного труда, характерного для выполнения инсталляционных работ.
В-третьих, прочностные характеристики чисто медного и ССА-кабелей практически идентичны, что позволяет не менять отработанную технологию прокладки.
В-четвертых, омедненные провода существенно проще скручивать в пару, в результате чего характеристики изделия в целом по переходной помехи не меняются.
Тем не менее, несмотря на столь внушительный перечень достоинств, ни один из производителей СКС не включает в состав своего продукта ССА-кабели. Более того, на нормативном уровне их применение для применения в составе СКС прямо запрещено отечественным ГОСТ Р 54 429-2011. Причиной такого положения дел являются те технические параметры этих изделий, которые непосредственно определяют их ценность как компонента удовлетворения потребностей широкого круга потребителей в нормальной информационном сервисе.
Кабели СКС используются преимущественно для передачи широкополосных сигналов различных вариантов сетевых интерфейсов Ethernet. Для данного случая пропускная способность симметричного тракта определенной длины L полностью определяется параметром защищенности ACR в различных его вариантах. С учетом равенства переходного затухания у обычного и “омедненного” кабелей типовые зависимости этого параметра приведены на рисунке.
В теории передачи сигналов доказывается, что пропускная способность симметричного тракта пропорциональная площади треугольника под кривой защищенности, т.е. при прочих равных условиях CCA-кабель уступает по этому параметру кабелю с чисто медными проводниками. Физически это объясняется тем, что пропускная способность фактически определяется параметрами затухания кабеля в низкочастотной области, в которой омедненная конструкция значимо уступает классической.
Скорость передачи зависит от протяженности тракта. Соответственно, при прочих равных условиях омедненный кабель проигрывает своему чисто медному аналогу примерно на 20%.
Для СКС как системы немаловажное значение имеют еще два соображения.
Во-первых, алюминий центральной части провода склонен образовывать с IDC-контактом оконцевателя розеточных модулей и портов панели гальваническую пару. Процессы электрохимической коррозии уменьшают надежность соединения и потенциально сопровождаются недопустимо большими для СКС рисками отказа.
Во-вторых, кабельный тракт СКС является многофункциональным объектом и, кроме передачи информации, часто привлекается для дистанционного питания различных терминальных устройств по технологии РоЕ. Алюминий с его более высоким удельным сопротивлением заметно меньше пригоден для передачи тока дистанционного питания.
Перечисленные соображения полностью перевешивают достоинства “омедненных” кабелей. Они могут применяться для построения только низкоскоростных относительно коротких линий без дистанционного питания терминальных РоЕ-устройств и не попадают под действие гарантийной поддержки производителя СКС.
Возврат в Базу знаний R&D NTSS
