Как грамотно выполнить разводку кабеля

Часть первая
Олег Лубенченко

Предисловие

Войдите в помещение любой аппаратной и загляните за перегородки, отделяющие задние панели устройств системы от любопытных взглядов. Вы увидите реальное состояние оборудования. Если система кабелей представляет собой подобие спутанных всклокоченных волос, очевидно, что скоммутированное таким образом оборудование опасно. По крайней мере, ожидать от него можно чего угодно. И, наоборот, если кабели составляют аккуратную, понятную и доступную систему, у оборудования есть все шансы работать стабильно и с минимумом проблем.

Грамотная разводка кабеля однажды - сохранение времени, денег и нервов сейчас и в будущем.

Установление и поддержание кабельной сети в должном состоянии - это искусство, требующее организационных и инженерных навыков. К счастью, как и для большинства составных задач, существует целый ряд приемов, позволяющих упростить эту работу. Для эффективной работы необходимо знать и использовать их.

Маркировка и разноцветные провода помогут вам в кабельной разводке, но это еще не все. Прежде всего, необходимо тщательное планирование и затем следование ему. Помните: исправить выполненную разводку - задача не из легких. Зачастую в случае "работы над ошибками" лучшим, а иногда и единственно возможным способом является полная перекоммутация системы. Перекоммутация - длительная процедура, которая, как правило, отнимает гораздо больше времени, чем первоначальная грамотная разводка.

Итак, как же правильно выполнить разводку?  Разрешите напомнить еще раз: спроектировать, и как можно тщательнее.

Принципы кабельной разводки

Приступая к развертыванию или модернизации любой системы, необходимо задуматься и ответить на самый первый вопрос: что может потребоваться для работы и в каком количестве?

Рекомендации, касающиеся типов кабелей и соединений, подходящих для конкретного устройства, можно получить непосредственно у производителей или у их торговых представителей (лучше официальных, они обязаны располагать и снабжать заказчика достоверной информацией), либо самостоятельно - из соответствующей литературы. Но все же самый правильный путь - это обращение к стороннему, но опытному консультанту, т. е. к системному интегратору. На первом этапе последний вариант -  более дорогой. Однако именно располагающий практическим опытом системный интегратор может поделиться знаниями подводных камней при коммутации в единый отлаженный механизм подчас разрозненных устройств и сигналов с различной природой и применить свои знания и опыт в работе для вас. И в конечном итоге значительно снизить эксплуатационные расходы вашей системы.

Решать вам, но несколько рекомендаций общего характера мы дадим в этой статье. Практические советы помогут, на наш взгляд, справиться с простой коммутацией самостоятельно. В более сложных случаях - позволят объективнее оценить работу  сторонней консультационно-инженерной фирмы.

Порядок выполнения кабельной разводки

В данном разделе рассмотрим вариант, когда вы планируете развернуть абсолютно новый телерадиокомплекс или аудио-, видеосистему. Хотя отдельные процедуры могут пригодиться и при модернизации кабельной разводки уже действующего комплекса АВ/ТВ.

Из-за комплексности даже простейшей инсталляции кабельная разводка должна действительно быть выполнена профессионально и в определенной последовательности.

Длины кабелей и количество разъемов

Для начала необходимо провести количественные расчеты. Длины кабелей и количество разъемов зависят от характера оборудования. Небольшая система вроде автономной станции нелинейного редактирования потребует небольших затрат - не более 3-5 м на один кабель. При этом подключение этой станции к аппаратной, расположенной в другом крыле здания, - совсем иная задача. Здесь нужен длинный кабель или, возможно, понадобится проложить сквозные кабельные каналы.

Примечание. Для однозначности понимания дальше по ходу статьи для отреза кабеля любой длины будем использовать слово КАБЕЛЬ, а для собранного методом обжима или спаянного кабеля - термин "кабель в сборке" либо "кабельная сборка".

При калькуляции длин и количеств, при выборе типов кабелей и моделей разъемов необходимо учитывать практически каждый фактор: от конструкции здания до согласования с пожаробезопасными условиями эксплуатации.

При расчете длины кабеля требуется рассматривать не только фактическую его длину. Всегда принимайте в расчет длину кабеля в стандартной упаковке. Приобретая две коробки (или бобины), например, по 500 м кабеля в каждой, вы не получите три отдельных цельных кабеля по 333 м каждый. Вернее, два из них будут цельными, а вот третий придется собирать из кусков. Расположение же стыка на середине длинного провода недопустимо. По "закону подлости", меньше чем за неделю после монтажа стык разойдется внутри стены, куда этот кабель вмонтирован. Поэтому старайтесь всегда приобретать кабель большей длины, чем требуется, или, иными словами, для закупки заказывайте к поставке кабель в максимально возможных по длине бобинах. Тогда вы избавитесь от лишних стыков.

Если есть сомнения, как поступить с лишним кабелем, проложите его четвертым, а, может, даже и пятым. Гораздо легче протянуть одновременно четыре кабеля на расстояние, например, 200 м, чем протянуть три, а затем вернуться через месяц, чтобы проложить четвертый.

Для выполнения любой разводки целесообразно подготовить сводную таблицу или элементарную схему, где обозначены каждый кабель и все необходимые соединения - так называемый кабельный журнал, в котором отмечаются точки выхода каждого кабеля, точки входа, тип кабеля, его длина, тип разъема на каждом конце.

После объединения всех имеющихся списков потребуется уже определение точных длин кабельных сборок. Для этого необходимы светокопии или чертежи помещений в масштабе. Если они отсутствуют, создайте свои собственные. Рассчитайте длины кабельных  трасс, включая и вертикальные каналы. Прибавьте, как минимум, 15 см к каждому концу для зачистки и обеспечьте припуск порядка 0,5 м для сервисного обслуживания (в процессе эксплуатации системы может понадобиться заменить разъем или передвинуть устройство в другое место на рабочем столе или в стойке и т. д.). Такие припуски, кроме того, позволяют снимать оборудование со стеллажа либо полки и работать, не отключая его.

Нет ничего хуже, чем тратить время, монтируя кабельную разводку только для того, чтобы в итоге убедиться, что ее невозможно обслуживать, не отключив всей системы.

Маркировка концов "кабельных сборок"

Каждую кабельную сборку необходимо промаркировать. Если вы пока не располагаете собственной привычной системой для маркировки кабелей, рекомендуем обратиться к современным стандартизованным технологиям.

Известно большое количество различных способов маркировки кабелей.

Один из наиболее распространенных - использование прозрачных самоклеящихся этикеток, имеющих непрозрачное "поле" для расположения надписи. Конец кабеля оборачивают этой этикеткой таким образом, чтобы прозрачная область перекрывала надпись, защищая ее. 

Другой популярный способ маркировки  - применение отрезков нагретых трубок (часто на жаргоне называемых "кембрики"), дающих усадку при остывании. Надписи на такие трубки можно наносить при помощи принтера. Такой способ хорош, но маркировка производится только перед сборкой кабеля. К сожалению, сменить надпись в случае перемены назначения кабеля непросто.

Независимо от выбранного способа  маркировки, убедитесь, что вы используете подходящий тип чернил. Этикетка, которую нельзя прочесть, ничуть не лучше ее отсутствия вообще. Сокращения при маркировке, за исключением общепринятых, как и отсутствие самой маркировки - неподходящая идея. В дальнейшем, например через год-другой, возможно, опять по "закону подлости", как только закончится гарантия, вашим специалистам придется провести целый день, устраняя неполадку. Ту неполадку, с которой при наличии разборчивой маркировки и нормальных монтажных схем можно было бы справиться за 5 мин. Усилия, дополнительно затраченные на выполнение первоначальной разводки,  помогут сэкономить гораздо больше времени при ее обслуживании и ремонте кабельных сборок.

Оценка внешней среды кабельной разводки

Пожаробезопасность. Оценка внешней среды, в которой будет эксплуатироваться кабельная разводка, крайне важна. Оставляем без комментариев общероссийскую "зубную боль" в виде произвола пожарных инспекторов, часто трактующих железные требования государственных стандартов пожарной безопасности по своему личному усмотрению. Обратимся лучше к объективным требованиям пожаробезопасности, которые необходимо учитывать при проектировании кабельной разводки.

Рассматривая чертежи помещений и здания, в котором вы собираетесь выполнить кабельную разводку, задайте себе следующие вопросы: Планируется ли пропустить кабель сквозь стену, пол или потолочные перекрытия? Собираетесь ли вы соединить кабелем помещения на разных этажах? Будет ли кабель "путешествовать" в нишах навесного потолка или поднятого пола? Если ответ - "Да", то вам необходимы консультации на предмет пожаробезопасности. В то время как на некоторых участках здания или помещений можно не беспокоиться о классах "защиты от пожара", то другие участки могут иметь сверхжесткие требования.

Иногда производители в названии или описании кабеля указывают на его повышенную пожаробезопасность. Например, "мало дымящийся" кабель(Low-Smoke или Low Fire Hazard или Zero-Halogen) рекомендуется использовать в местах большого скопления людей, так как кабель данного класса даже в случае пожара не выделяет вообще или выделяет крайне мало токсичных веществ.

Старайтесь помнить одно правило, которое и в прямом и переносном смысле может быть золотым: "Если хоть один участок кабельной разводки не удовлетворяет корректному коду пожаробезопасности (или пожароустойчивости), то тогда вся кабельная разводка не удовлетворяет требованиям пожаробезопасности".

Климатические условия. После пожаробезопасной классификации кабелей необходимо оценить климатические условия эксплуатации кабельной разводки.

Для маломощных аудио-, видео-, синхросигналов и сигналов управления температура во внутренних помещениях, конечно, не будет актуальным фактором. Достаточно, если в помещениях соблюдается нормальная влажность и поддерживается стандартная температура. Здесь подходят те же нормативы, что и для эксплуатации оборудования: влажность до 90% и температура от 0 до 400. Для кабельной разводки, по которой транспортируются мощные сигналы (например, ВЧ-фидеры) или подается электропитание, нужно учитывать ситуацию термопары. Т. е. в зависимости от состояния окружающей среды такой кабель может служить некоего рода  батареей, выделяющей дополнительное тепло.

 "Уличные" климатические условия - необходимый оценочный фактор, если даже небольшой кусок кабеля между двумя зданиями, например, проходит по открытому воздуху. Прямой нагрев (от попадания солнечных лучей) или охлаждение от минусовой температуры и снега, перепад температур в течение суток либо при переходе из одной пространственной среды в другую, физическая реакция кабеля и разъемов на изменение температур - все необходимо брать во внимание. Большинство ведущих производителей выпускают кабели и разъемы специально для сложных климатических и погодных условий. Они могут называться по-разному: арктические (Arctic Series) - для пониженных температур, всепогодные (Weather Proof) и т. д.

Эксплуатационные условия. Их необходимо принимать в расчет, если, конечно, вы не собираетесь менять кабельную разводку как перчатки.

И здесь опять на помощь могут прийти самые простые вопросы, которые следует задать. Планируется ли использовать кабель как натяжной элемент (типа "бельевой веревки")? Будете ли вы укладывать кабель в траншеи? Рассчитываете ли вы на эксплуатацию системы в неустойчивой среде (грязный воздух, сильный ветер, промышленные загрязнения и т. д. и т. п.)? Важен ли объем, который должен занимать конкретный кабель или его разводка?

Для удобства сообщим некоторые наиболее часто встречающиеся эксплуатационные классификации кабелей и разъемов:

• для внутреннего (Inside или Indoor) и внешнего (Outside или Outdoor) использования;
• для межблочных соединений (Jumper Wire или Cross-Connect) и соединений между устройствами и стойками (Inter-Connect);
• по внешнему сечению: стандартные (Standard) и миниатюрные (Miniature).

Часто производители в названии или описании кабеля приводят его наиболее привлекательные эксплуатационные характеристики или сразу указывают прямое назначение:

• кабель с малыми потерями сигнала на стандартную длину (Low-Loss);
• кабель для пропускания широкополосного сигнала (Wide Band);
• кабель для подсоединения микрофонов, звуковых колонок, гитар (Microphone, Loudspeaker, Guitar) и т. д.;
• кабель для видео, звука, телекоммуникационной индустрии, компьютерных сетей, систем ТВ-наблюдения (Video, Audio, Telecom, Ethernet, CCTV) и т. д.

Сразу появляются аргументы, почему неплохо было бы обратиться к опытному консультанту или фирме-интегратору, т.е. к тем, кто действительно разбирается в этом огромном списке всевозможных разновидностей кабелей. А ведь мы в этом разделе даже не затронули разъемы!

Подбор типов кабелей и разъемов для закупки

В любой аудио-, видеосистеме или телерадиокомплексе сегодня наиболее часто используются три типа кабелей: коаксиальный, экранированный двужильный и неэкранированный двужильный. В последнее время все большее признание и широкое применение находит принципиально новый тип - оптоволоконный кабель. Кстати, у этого кабеля есть жаргонное наименование - "фибероптический", от неправильного произношения английского наименования данного типа кабеля: FIBER OPTIC.

Сейчас выпускается настолько много разновидностей кабелей и разъемов, а все производители пытаются конкурировать друг с другом еще и в производстве стандартизованных кабелей и разъемов, так что подбор комплектующих для выполнения кабельной разводки - дело, с точки зрения и маркетинга, непростое. Чтобы не утомлять вас, мы ограничимся некоторыми очевидными рекомендациями.

Коаксиальный кабель (сопротивление 75 Ом) используется для видео и радиочастотных сигналов (вне зависимости, цифровой сигнал или аналоговый), а также для цифрового звука. Но все же для цифрового звука больше подходит коаксиальный кабель сопротивлением 110 Ом.

Экранированный двужильный кабель применяется для аналогового аудио и годен также для управляющих сигналов.

Неэкранированный кабель используют для компьютерных сетей, телефонной связи и управляющих цепей.

Независимо от типа кабеля, который вам нужен, убедитесь, что покупаете высококачественный кабель. Ведь вам, наверняка, не захочется после прокладки длинного кабеля внутри помещения или между ними "увидеть на экранах мониторов" плохое качество изоляции этого кабеля, которое выражается в наложении разнообразных радиочастот на основной видеосигнал.

Длина кабеля должна быть максимально возможной для режима адаптивного управления. Электрические помехи промышленной частоты (50 Гц) могут значительно искажать сигнал, особенно если это аналоговый аудиосигнал. Не допускайте дублирования телефонного/сетевого кабеля и использования его для модемной связи. В результате могут возникнуть перекрестные помехи, которые отразятся на качестве связи. 

Для разводки компьютерной сети и цифровых телефонных сетей используйте специально предназначенные для этого кабели.

Подготовка "кабельных сборок" к инсталляции

Вы приобрели все необходимые комплектующие для осуществления кабельной разводки. Желаем, чтобы вы при этом выбрали правильно поставщика.

Теперь кабели и разъемы необходимо подготовить собственно к разводке.

Если кабельная сборка проходит не по воздуху (а, например, через стены, полы, потолок) или имеет по плану довольно длинный пробег, целесообразно сначала "бросить" сам кабель. Затем протестировать его параметры на разрыв и соответствие требованиям системы (например, по входным и выходным сопротивлениям) и только после этого осуществить присоединение разъемов к нему.

В случае если кабельная сборка будет располагаться в пределах одного помещения и планируется  прямое соединение устройств, удобнее собрать кабель и разъемы воедино заранее и затем просто соединить им соответствующие вход и выход.

Сборка кабеля может производиться двумя способами: методом пайки или обжима. Пайка - метод традиционный, поэтому нет надобности рассказывать о нем. Обжим представляет собой технологию сборки, позволяющую замедлить или вообще избавиться от таких неприятных в процессе эксплуатации процессов, как окисление и корродирование. Для обжима используется специальный инструмент, который за один или несколько приемов механическим способом "зажимает" жилу провода в контактах разъема.