Was ist ein Koaxialkabel? Eine Definition von WhatIs.com

Bei einem Koaxialkabel handelt es sich um eine Art Kupferkabel, das speziell mit einer Metallabschirmung und anderen Komponenten ausgestattet ist, die Signalstörungen blockieren.

Ein Koaxial- oder Koaxialkabel wird hauptsächlich von Kabelfernsehunternehmen verwendet, um ihre Satellitenantennenanlagen an die Haushalte und Unternehmen ihrer Kunden anzuschließen. Telefongesellschaften verwenden manchmal auch Koaxialkabel, um Zentralbüros mit Telefonmasten in der Nähe von Kunden zu verbinden. Einige Haushalte und Büros verwenden Koaxialkabel, aber die Twisted-Pair-Verkabelung hat die weit verbreitete Verwendung von Koaxialkabeln als Ethernet-Konnektivitätsmedium in Unternehmen und Rechenzentren weitgehend verdrängt.

Koaxialkabel erhielten seinen Namen, weil es einen physischen Kanal umfasst, der das Signal überträgt, umgeben von einem anderen konzentrischen physischen Kanal, die beide entlang derselben Achse verlaufen. Der innerste Kanal ist typischerweise ein Kupferdraht, der dann von einer Isolierschicht zwischen ihm und dem äußeren Kanal umgeben ist. Der äußere Kanal dient als Erdung, typischerweise als Kupfergeflecht. Eine weitere Isolierschicht umgibt sowohl die inneren als auch die äußeren Kanäle. Viele dieser Kabel oder Koaxialrohrpaare können in einem einzigen Außenmantel untergebracht werden und können mit Repeatern Informationen über große Entfernungen übertragen.

Das Koaxialkabel wurde 1880 vom englischen Ingenieur und Mathematiker Oliver Heaviside erfunden, der die Erfindung und das Design im selben Jahr patentieren ließ. AT&T richtete 1940 sein erstes kontinentalübergreifendes Koaxialübertragungssystem ein. Abhängig von der verwendeten Trägertechnologie und anderen Faktoren sind verdrillte Kupferkabel und Glasfasern Alternativen zu Koaxialkabeln.

Koaxialkabel bestehen aus konzentrischen Schichten aus elektrischen Leitern und Isoliermaterial. Diese Konstruktion stellt sicher, dass Signale im Kabel eingeschlossen sind und verhindert, dass elektrisches Rauschen das Signal stört.

Die mittlere Leiterschicht ist ein dünner leitender Draht, entweder aus massivem oder geflochtenem Kupfer. Eine dielektrische Schicht aus einem isolierenden Material mit genau definierten elektrischen Eigenschaften umgibt den Draht. Eine Abschirmschicht umgibt dann die dielektrische Schicht mit Metallfolie oder geflochtenem Kupfergeflecht. Die gesamte Baugruppe ist in einen Isoliermantel eingewickelt. Die äußere Metallschirmschicht des Koaxialkabels ist in der Regel an beiden Enden in den Anschlüssen geerdet, um die Signale abzuschirmen und als Ort für die Ableitung von Störsignalen zu dienen.

Das Design von Koaxialkabeln hängt von der Kontrolle der Kabelabmessungen und -materialien ab. Die Kontrolle dieser Faktoren hilft dabei, einen festen Wert für die charakteristische Impedanz eines Koaxialkabels zu erstellen. Hochfrequenzsignale werden teilweise an Impedanzfehlanpassungen reflektiert und verursachen Fehler.

Die charakteristische Impedanz ist empfindlich gegenüber der Signalfrequenz. Oberhalb von 1 GHz muss der Kabelhersteller ein Dielektrikum verwenden, das das Signal nicht zu stark dämpft oder den Wellenwiderstand so verändert, dass es zu Signalreflexionen kommt.

Die elektrischen Eigenschaften von Koaxialkabeln sind anwendungsabhängig und entscheidend für eine gute Leistung. Zwei standardmäßige charakteristische Impedanzen sind die folgenden:

Es gibt zahlreiche Arten von Koaxialkabeln, darunter die folgenden:

Es gibt viele verschiedene Arten von Koaxialkabelanschlüssen, die in zwei Ausführungen unterteilt sind: männliche und weibliche Anschlüsse. Zu den Connector-Typen gehören die folgenden:

Im Privathaushalt und in kleinen Büros werden kurze Koaxialkabel für Kabelfernsehen, Heimvideogeräte, Amateurfunkgeräte und Messgeräte verwendet. Historisch gesehen wurden Koaxialkabel auch als frühe Form von Ethernet verwendet und unterstützten Geschwindigkeiten von bis zu 10 Mbit/s. Seitdem hat die Twisted-Pair-Verkabelung die Verwendung von Koaxialkabeln weitgehend verdrängt.

Koaxialkabel werden jedoch weiterhin häufig für Kabel-Breitband-Internet verwendet. Koaxialkabel werden auch in Automobilen, Flugzeugen, militärischen und medizinischen Geräten sowie zum Anschluss von Satellitenschüsseln, Radio- und Fernsehantennen an die jeweiligen Empfänger verwendet.

Die meisten Koaxialspezifikationen haben eine Impedanz von 50, 52, 75 oder 93 Ohm. Aufgrund der weit verbreiteten Verwendung in der Kabelfernsehbranche sind RG-6-Kabel mit doppelter oder vierfacher Abschirmung und einer Impedanz von 75 Ohm für viele Branchen zum De-facto-Standard geworden.

Für Koaxialkabel gibt es fast 50 unterschiedliche Standards, die oft für spezielle Anwendungsfälle im Amateurfunk oder verlustarmen Kabelfernsehen konzipiert sind. Weitere Beispiele sind RG-59/U – zur Übertragung von Breitbandsignalen von Videoüberwachungssystemen – und RG-214/U zur Hochfrequenzsignalübertragung.

Koax-Stecker reichen von einfachen Einzelsteckern für Kabelfernsehsysteme bis hin zu komplizierten Kombinationen aus mehreren dünnen Koax-Verbindungen, gemischt mit Strom- und anderen Signalanschlüssen, untergebracht in halbkundenspezifischen Gehäusen. Diese sind häufig in der Militärelektronik und Avionik zu finden.

Die mechanische Steifigkeit kann je nach Innenkonstruktion und Verwendungszweck der Koaxialverkabelung stark variieren. Beispielsweise sind Starkstromkabel oft dick isoliert und sehr steif.

Einige Kabel sind bewusst mit dicken Mitteldrähten gefertigt, was zu einer Skin-Effekt-Beständigkeit führt. Dieser Widerstand resultiert aus hochfrequenten Signalen, die sich auf der Oberfläche des Leiters ausbreiten, nicht überall. Ein größerer Mittelleiter sorgt für ein steifes Kabel mit geringem Verlust pro Meter.

Koaxialkabel können unterschiedlichen Störungen ausgesetzt sein. Signallecks treten auf, wenn das elektromagnetische Feld die Abschirmung an der Außenseite des Kabels durchdringt. In anderen Fällen kann ein externes Signal durch die Isolierung dringen.

Bei geradlinigen Zuleitungen zu kommerziellen Rundfunkmasten treten am wenigsten Lecks und Störungen auf, da diese Kabel über glatte, leitende Abschirmungen mit wenigen Lücken verfügen. Die größten Störungen treten in Kernreaktoren auf, wo eine besondere Abschirmung erforderlich ist.

RG-59- und RG-6-Kabel werden häufig in Satellitenfernsehen und Kabelmodems verwendet. Ältere Installationen verwendeten das RG-59-Kabel vor der Implantation des RG-6-Kabels. Das RG-59-Kabel ist mit einem American Wire Gauge (AWG) von 20 dünner und verfügt über einen Kupfer-Innenleiter. Dieses Kabel ist eher in älteren Gebäuden zu finden und eignet sich besser für CCTV- und analoge Videosysteme.

Das RG-6-Kabel ist ein größeres 18-AWG-Kabel und verfügt außerdem über einen Kupfer-Innenleiter. Das RG-6-Kabel wird mit Hardware mit hoher Bandbreite und hoher Frequenz verwendet, bei der Internet- und Satellitensignale im Vergleich zu herkömmlichem analogem Video mit einer höheren Frequenz übertragen werden können.

Welches Kabel man braucht, hängt maßgeblich von der Frequenz ab. Für Anforderungen über 50 MHz sollte ein RG-6-Kabel verwendet werden.

Anmerkung des Herausgebers: Diese Definition wurde aktualisiert, um das Leseerlebnis zu verbessern.