Кабельные изделия предназначены для передачи электрической энергии или информации на расстояние, т.е. для создания самых разнообразных электрических, электронных, радиотехнических и волоконно-оптических схем и цепей. Ни одно современное техническое устройство, работа которого связана с использованием электрических и электронных схем, не может работать без кабелей и проводов, которые образуют системы электроснабжения, информатики и управления работой этого устройства.
Большое разнообразие кабельных изделий определяется не только разнообразием того, что передается по ним, но и тем, где они работают (т. е. условиями их эксплуатации), а работают они в космосе, под землей, под водой, при очень высоких (до +200 °С и выше) и очень низких (вплоть до значений, близких к абсолютному нулю) температурах окружающей среды, в условиях глубокого вакуума и под давлением в десятки и сотни атмосфер, в различных агрессивных химических средах и при наличии проникающих излучений, а также при действии разнообразных растягивающих, сжимающих, раздавливающих, скручивающих, истирающих и вибрационных механических нагрузок. При этом энергия или информация должны передаваться адресату без заметных потерь и искажений.
Следует заметить, что термины «передача энергии» и «передача информации» не точны со строго научной точки зрения. Действительно, энергия или мощность — это некоторые количественные показатели, аналогичные, например, напряжению, току, частоте и др. Правильнее говорить о передаче электромагнитного поля (или электромагнитных колебаний), характеризуемого энергией определенного значения или несущего определенный объем информации.
В соответствии со сложившимися научными представлениями есть две формы существования материи — вещество и поле. Подобно веществу, поле обладает массой, энергией, движением, т.е. теми свойствами материи, которые подчиняются всеобщим законам сохранения. Таким образом, по линиям электропередачи (ЛЭП) или линиям связи (ЛС) передается электромагнитное (ЭМ) поле. Оно может быть постоянным или переменным, изменяющимся во времени и пространстве, может быть «сильным» или «слабым». В последнем случае энергия является количественной характеристикой этого поля.
Сама по себе энергия передаваться не может (это лишь параметр передаваемого электромагнитного поля), но такие выражения, как выработка, передача, потребление, экономия, оплата энергии настолько прижились в обыденной речи, что они будут использоваться и в тексте настоящего учебного пособия.
Под термином «передача информации» следует понимать передачу электромагнитных колебаний (электромагнитного поля) определенной формы. Количественные параметры этих колебаний (например, амплитуда, частота или фаза) должны изменяться (модулироваться) определенным образом, соответствующим характеру передаваемой этим полем полезной информации. Таким образом, при передаче информации по ЛС передаются модулированные электромагнитные колебания или определенные последовательности импульсов.
Отметим еще одну особенность передачи информации по ЛС. Передача энергии по ЛЭП связана, как правило, с передачей «сильных» электромагнитных полей, т. е. полей, определяемых очень большими значениями энергии, а следовательно, и высокими значениями напряжения (десятки, сотни тысяч вольт) и тока (сотни ампер). В то же время в ЛС при передаче информации мощность электромагнитных колебаний невелика (обычно доли ватта), напряжение составляет менее 100 В, токи — доли ампера. Однако частота этих колебаний очень высокая — от десятков тысяч (килогерцы) до миллионов (мегагерцы) и миллиардов (гигагерцы) герц, так как чем выше частота электромагнитных колебаний, тем больший объем полезной информации они могут нести.
И наконец, еще одно характерное свойство кабельных изделий — они являются длинномерными, а это в свою очередь обусловливает следующие их специфические особенности:
для производства этих изделий требуется большое количество материалов (часто дефицитных и дорогостоящих);
в процессе изготовления различные элементы конструкции накладываются на «внутри лежащие» элементы при непрерывном Движении изделия через узлы кабельного оборудования;
необходимость учета закономерностей распространения энергии или информации по длинным электрическим цепям (т. е. потери, искажения, встречные потоки и т.п.);
требование обладания определенной гибкостью, необходимой как при их прокладке или эксплуатации, так и при намотке на барабаны (катушки, бухты), используемые для транспортировки.