首頁 > 通訊電纜
[數(shù)據(jù)電纜] 通信電纜-講義
P:2024-12-28 10:04:56
1
數(shù)據(jù)電纜講義
目前，信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)工業(yè)日趨完善，是高速發(fā)展和強(qiáng)大后勁的朝陽產(chǎn)業(yè)�，F(xiàn)代通信分為有線通信和無線通信，而作為信息傳輸有線通信主要載體的通信電纜也將會日新月異和迅猛發(fā)展。本次講義將著重對通信電纜的傳輸原理、基本參數(shù)、型號種類、各自特點(diǎn)等做簡單的論述。
通信電纜的主要技術(shù)要求：
---在寬頻帶內(nèi)電纜的衰減應(yīng)該盡可能小。
---線路產(chǎn)生的失真要小。
---對相互干擾及外界干擾的防衛(wèi)度高。
由此可以確定通信電纜的發(fā)展方向：有較寬的頻帶、多用戶的通訊，高保真的傳輸，屏蔽效果極佳。
一、 傳輸理論：
一次參數(shù)：R、L、C、G。在均勻的電纜線路中，電阻（有效
電阻）和電感在導(dǎo)線上是沿其長度均勻分布的，而電容和絕緣電導(dǎo)是在導(dǎo)線之間沿其長度均勻分布的。這些參數(shù)與傳輸電磁波的電壓和電流的大小無關(guān)，而與電纜的材料結(jié)構(gòu)及電流的頻率有關(guān)。
二次參數(shù)：1.波阻抗ZC：是電磁波沿均勻電纜傳播而沒有反射
時所遇到的阻抗。其值與線路的一次參數(shù)和傳輸?shù)碾娏黝l率有關(guān)，與傳輸?shù)碾妷杭半娏鞯拇笮〖柏?fù)載阻抗無關(guān)。
2.傳播常數(shù)γ：電磁波沿線路傳輸時幅值和相位的
變化程度。它只與傳輸線路的一次參數(shù)及信號頻率有關(guān)。傳播常數(shù) 的實(shí)部為傳輸線的衰減常數(shù)α，虛部稱為傳輸線的相移常數(shù)β。
傳輸原理：電磁波沿內(nèi)外導(dǎo)體方向在內(nèi)外導(dǎo)體間的介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)倪^程。
失真：接收端所接收的信號波形與發(fā)送端所發(fā)出的信號波形不一致的現(xiàn)象。是考核通信傳輸質(zhì)量的重要部分。分振幅失真、相位失真等。
傳輸質(zhì)量與材料之間的關(guān)系：
1. 導(dǎo)體：用來引導(dǎo)電磁波傳輸方向，要求導(dǎo)電性能好，有良好
的柔軟性和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。銅是最好的導(dǎo)體。由于集膚效應(yīng)及強(qiáng)度的要求，在同軸電纜中，銅包鋼、銅包鋁也已被廣泛使用。
2. 絕緣：為了防止電纜內(nèi)各導(dǎo)電線芯之間的接觸，保證電磁波
的順利傳輸，同時可使線芯的相互位置固定，減少回路間的串音。要求絕緣材料的體積電阻高，相對介電常數(shù)小，介質(zhì)損耗角正切值小及耐電強(qiáng)度高�？諝馐亲罾硐氲慕^緣介質(zhì)。絕緣體由實(shí)心PE、藕芯PE，化學(xué)發(fā)泡、物理發(fā)泡等。
3.屏蔽：既可以防止外界對傳輸?shù)挠绊懸部煞乐箓鬏攲ν饨绲挠绊憽Ｔ谕S電纜的設(shè)計(jì)中屏蔽也作為外導(dǎo)體。屏蔽層越厚、屏蔽密度越高，防衛(wèi)度越高。屏蔽材料有鋁塑復(fù)合帶繞包、銅絲編織、銅帶繞包等。目前，為增加強(qiáng)度及降低成本，同軸電纜中已采用了鋁鎂合金絲的編織。
二次參數(shù)與頻率間關(guān)系：隨著傳輸頻率的增加，波阻抗的值趨
向于L/C的平方根值，電感與電纜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，電容除了與結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與材料有關(guān)。
衰減隨著頻率的增加而增加且隨長度的增加而增加。
二、 對稱通信電纜：
對絞：目的在于當(dāng)電纜彎曲的情況下，由于線芯的相對位移，使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、圓整，傳輸參數(shù)穩(wěn)定；并減少線路間的電磁耦合，提高回路之間的防干擾能力。
對稱通信電纜種類：
1.計(jì)算機(jī)電纜：DJYVP等。計(jì)算機(jī)電路控制系統(tǒng)用。使用頻率為10KHz以下。有時也有聚氯乙烯絕緣和分相屏蔽。相對內(nèi)導(dǎo)體截面較大，傳輸要求較低但穩(wěn)定性要求高。
2.市內(nèi)通信電纜：HYA等。主要用于電話通信系統(tǒng)。使用頻率為1MHz以下。也有局用及配線用通信電纜和自承式電纜。導(dǎo)體主要為0.4、0.5mm直徑。傳輸要求較高。
3.數(shù)據(jù)傳輸電纜：數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)用。使用頻率為100MHz以下。結(jié)構(gòu)多樣，內(nèi)導(dǎo)體及屏蔽種類多樣。導(dǎo)體多為軟線結(jié)構(gòu)。要求較低，但目前也有了寬帶的數(shù)據(jù)傳輸。
4.網(wǎng)絡(luò)線：UTP等。數(shù)字信號傳輸用。使用頻率為500MHz以
下。主要為4對8芯0.51mm線。工藝要求特別高。
以下著重介紹UTP電纜：
UTP稱為非屏蔽對絞電纜。STP為屏蔽對絞電纜，主要用于令
牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)中。UTP一般分1—5類，越高類別的電纜有更大的帶寬和更好的防外部干擾能力。5類電纜能以100M比特速率傳輸。目前已有超5類、6類、7類電纜的出現(xiàn)。7類電纜的傳輸速率高達(dá)1G比特。
1. 標(biāo)準(zhǔn)：EIA/TIA 568綜合布線標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)較多地從傳輸布線
的角度規(guī)定電纜的要求。
絕緣導(dǎo)體：最大直徑：1.22mm；
線對配置：限定為4對，節(jié)距應(yīng)不同，具體有廠家選擇。
顏色：白/藍(lán)，藍(lán)；白/橙，橙；白/綠，綠；白/棕，棕。
電纜直徑：6.35mm。
拉斷力（ASTM D 4565）：最小40.82kg。
彎曲半徑（ASTM D 4565）：-20±1℃時，彎曲半徑最大25.4mm。
直流電阻（20℃）：最大28.6Ω/305m。
直流不平衡電阻（ASTM D 4566，20℃）：不超過5%。
線的電容（ASTM D 4566，20℃）：1KHz下不超過20nF/305m。
對地不平衡電容（ASTM D 4566，20℃）：不超過1000pF/305m。
衰減： 頻率(MHz) 最大衰減（dB/100m）
1.0 2.10
4.0 4.30
8.0 5.90
10.0 6.60
16.0 8.20
20.0 9.20
25.0 10.50
31.3 11.80
62.5 17.00
100.0 22.00
特性阻抗：100 MHz以內(nèi)100±15%Ω
近端串音損耗： 頻率(MHz) 近端串音（dB /100m）
1.0 62.0
4.0 53.0
8.0 48.0
10.0 47.0
16.0 44.0
20.0 42.0
25.0 41.0
31.3 40.0
62.5 35.0
100.0 32.0
2. 結(jié)構(gòu)： 雙絞多對結(jié)構(gòu)。導(dǎo)體為1/0.51，絕緣為PE或發(fā)泡PE。
對絞采用特定小節(jié)距。有采用對絞及成纜一次工藝的群絞工藝。聚氯乙烯護(hù)套，可抽拉式紙箱包裝。
3. 使用范圍及發(fā)展趨勢：多使用于局域網(wǎng)的水平布線。它比光
纜更具競爭力，因?yàn)橛懈碌膫鬏敿夹g(shù)和壓縮技術(shù)并已能滿足大多數(shù)商業(yè)用戶的帶寬要求。在大樓里由于使用長度比室外短得多，使得UTP電纜有更大的帶寬。對超5類以上的電纜敷設(shè)要求較高，當(dāng)電纜彎曲過分時會大大減少帶寬的容量。1998年5類電纜占美國室內(nèi)用線纜的72%，1999年占53%，2000年占41.6%，預(yù)計(jì)到2003年只占21.8%。而同時超5類、6類、7類電纜在2000年占47.1%，預(yù)計(jì)到2003年將占74.1%。
4. 與同軸電纜比較優(yōu)缺點(diǎn)：
干擾多：對絞電纜由于其開放式的電力線及磁力線的分布特性
決定了對絞電纜抗干擾能力差，同時又對其它線對有干擾。同軸電纜由于其屏蔽特性，外界干擾叫較少，同時其的電力線及磁力線是同心式的相對比較均勻。
工藝要求高：相對于高頻信號傳輸，對絞線要求線對間的距離保持恒定，因此要求節(jié)距穩(wěn)定。工藝要求較高。
傳輸距離短：對絞線在高頻下的傳輸距離應(yīng)不超過500m。
價格便宜：同等情況下是同軸電纜的約1/3價格。
接口處理方便：對絞線的RJ45接口比B/N接口對線的連接和接口間的連接要方便得多。而同軸電纜由于其不同用處有不同的尺寸而減少了其通用性。
三、 同軸電纜：
同軸電纜由一個內(nèi)導(dǎo)體被絕緣材料以及屏蔽（外導(dǎo)體）圍繞而形成。因?yàn)閮?nèi)導(dǎo)體和屏蔽共有一個中心軸而稱為同軸。信號在兩導(dǎo)體間的絕緣內(nèi)傳輸。
同軸電纜種類：
1. SYV實(shí)心聚乙烯絕緣射頻電纜。
2. SYKV藕芯聚乙烯絕緣射頻電纜。
3. SYFV發(fā)泡聚乙烯絕緣射頻電纜。
4. RG6-Q四屏蔽發(fā)泡聚乙烯絕緣射頻電纜。
以75歐姆電纜為例看各類電纜的區(qū)別：
項(xiàng)目 | SYV-75-5 | SYKV-75-5 | RG6 |
導(dǎo)體 | 1/0.75 | 1.00 | 1.02 |
絕緣體材料 | 實(shí)心聚乙烯 | 藕芯聚乙烯 | 發(fā)泡聚乙烯 |
絕緣外徑 mm | 4.8±0.2 | 4.8±0.2 | 4.78±0.13* |
屏蔽材料 | 0.15編織 | 鋁塑復(fù)合帶 鍍錫銅絲 | 鋁塑復(fù)合帶 鍍錫銅絲* |
屏蔽要求 | 大于95% | 大于40% | 第一層大于59% 第二層大于32% |
電纜外徑mm | 7.2±0.3 | 7.2±0.3 | 7.54±0.2（6.9） |
特性阻抗 | 75±3 | 75±3 | 75±2 |
衰減 dB/100m | 200MHz 15.0 | 50 MHz 5.3 200MHz 10.8 800MHz 22.9 | 55 MHz 5.25 211 MHz 10.10 300 MHz 12.14 400 MHz 14.11 550 MHz 16.70 750 MHz 25.00 870 MHz 21.33 1000 MHz 22.97 |
回波損耗 dB | --- | 最小20.0 | 最小20.0 |
由上述表格可以分析：
1. 由于內(nèi)導(dǎo)體消耗了70%的信號能量，增大內(nèi)導(dǎo)體直徑可以減
少衰減。
2. 絕緣介電常數(shù)越小越好。同時材料的消耗也將減少。
3. 由于采用了鋁塑復(fù)合帶，重疊為18%以上，可減少編織用銅。
4. 整個電纜外徑減小。
5. 雖然回波損耗的值是一樣的，但由于其測試頻率范圍不同，
因此相對的RG6的要求要偏高。
6. 衰減的值越來越小以及考核的范圍都是變大了。
同軸電纜的展望：同軸電纜目前受到了雙絞線和光纜的兩面夾
擊，其銷售已越來越減少。但由于同軸電纜傳輸信息可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，目前還不會被完全取消。拋開同軸電纜的干線和饋線部分，光是象RG6類的引線同軸電纜，主要用于CATV系統(tǒng)，它的銷售量是不斷增加的。預(yù)計(jì)年增長為1.5%。我國CATV電纜的年需求量在60萬公里左右。
disordering of wires - 亂線 （1） 投訴
3
