1
徐乃英
(信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)第一研究所 上海 200233)
摘 要：介紹國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在數(shù)字通信電纜標(biāo)準(zhǔn)工作方面的最新進(jìn)展。參考這些進(jìn)展和我國(guó)在數(shù)字通信電纜方面的現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)數(shù)字通信電纜標(biāo)準(zhǔn)的制訂與修訂工作提出一些意見(jiàn)，供有關(guān)方面參考。
關(guān)鍵詞： 5類、5e類、6類、7類數(shù)字通信電纜 電氣特性 傳輸特性
1 概 述
隨著數(shù)字通信的發(fā)展，從上個(gè)世紀(jì)的90年代開始應(yīng)用對(duì)稱電纜來(lái)傳輸高速數(shù)字信號(hào)，為了適應(yīng)數(shù)字速率的逐步提高，電纜的傳輸頻帶也日益展寬。到90年代中期已提高到100 MHz。各個(gè)國(guó)家與地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化組織紛紛制訂這種電纜的標(biāo)準(zhǔn)。IEC于1995年制訂了數(shù)字通信電纜的第一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。表1列出到1995年底為止幾個(gè)較有權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)。
*筆者注：這些標(biāo)準(zhǔn)都帶有空白詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，例如61156-2帶有空白詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)61156-2-1。這些空白詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)只給出標(biāo)準(zhǔn)的格式與項(xiàng)目，沒(méi)有具體數(shù)據(jù)。
上表中的TIA/EIA、EN和IEC標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容大致相似，但并不完全一致。IEC經(jīng)過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐，對(duì)上表中的IEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了多次的修改和增補(bǔ)，并于2000年發(fā)布了原有標(biāo)準(zhǔn)的新版本(Ed.1.1)和一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)草案，如表2所列。
IEC于2001年又對(duì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂補(bǔ)充，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的草案繼續(xù)進(jìn)行了修訂。而美國(guó)的TIA/EIA-568-A在進(jìn)行了5次修補(bǔ)補(bǔ)充(TIA/EIA-568-A-1～TIA/EIA-568-A-5)后，終于發(fā)布了TIA/EIA-568-B，用以取代了TIA/E IA-568-A。由于標(biāo)準(zhǔn)的更新很快，本文主要根據(jù)2000年的標(biāo)準(zhǔn)更新及部分2001年的更新內(nèi)容進(jìn)行介紹。2001年有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)更新的主要題目見(jiàn)附錄：“參考信息—2001年中7月止IEC61156及TIA/EIA568的主要更新”。
從表2可知，IEC于2000年頒布的新版本只是把原有版本與2000年以前的各個(gè)增補(bǔ)融合在一起。人們一直盼望的頻率到100 MHz以上的電纜(5e類、6類、7類等)，以及一些傳輸參數(shù)的定義和試驗(yàn)方法，并未包括進(jìn)去。IEC于2000年4月另行頒布了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)草案IEC 61156-5，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于頻率到600 MHz的數(shù)字通信對(duì)稱電纜。2001年4月又頒布了IEC 61156-1的增補(bǔ)2。這個(gè)增補(bǔ)修改與補(bǔ)充了一些重要傳輸參數(shù)的定義和試驗(yàn)方法。這個(gè)增補(bǔ)澄清了各個(gè)2000年Ed-1-1中仍然存在的一些問(wèn)題。此外，IEC于2001年又頒布了IEC 61156-1-1、IEC 61156-2-2、IEC 61156-3-2、IEC 61156-4-2四個(gè)規(guī)范，它們都是“能力認(rèn)證”(Capability Ap proval)，作為制造廠對(duì)有關(guān)電纜的生產(chǎn)能力的認(rèn)證之用。
本文將在后面幾節(jié)中簡(jiǎn)要介紹IEC 61156-1增補(bǔ)2和IEC 61156-5(草案，下同)中關(guān)于電纜結(jié)構(gòu)和電氣性能與傳輸性能方面的內(nèi)容，并根據(jù)這些內(nèi)容和國(guó)內(nèi)在生產(chǎn)實(shí)踐中所遇到的一些問(wèn)題，對(duì)我國(guó)數(shù)字通信對(duì)稱電纜標(biāo)準(zhǔn)提出參考意見(jiàn)。
2 傳輸參數(shù)定義的增補(bǔ)
IEC 61156-1增補(bǔ)2［1］修改與補(bǔ)充了下列諸定義：
(1)傳播速度(相速度)(原2.1.5)
傳播速度被定義為信號(hào)在電纜中傳播的速度。傳播速度用km/s來(lái)表示。傳播速度也可以用速度比來(lái)表示 ，也就是在電纜中的傳播速度與在自由空間中的電波的傳播速度的比值。后面的速度應(yīng)取作299 788 km/s。傳播速度一般是從相角和角頻率中決定的。傳播速度(相速度)由下式給出：
式中：
f—頻率(Hz)；
vp—相速度(m/s)；
β—相移常數(shù)(rad/m)；
ω—角頻率(rad/s)。
筆者注：在增補(bǔ)2附錄A(見(jiàn)本文第4節(jié))的A4中再次提到相速度的含義。
(2)相位延遲(新增2.1.15)
相位延遲被定義為沿長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電纜上的相速度的倒數(shù)。相位延遲由下式給出：
式中：
T—相位延遲(s)；
L—電纜長(zhǎng)度(m)。
筆者注：在增補(bǔ)2附錄A(見(jiàn)本文第4節(jié))的附錄A4中再次提到相位延遲的含義。其表達(dá)式為：
式中：
τ—電纜的相位延遲(s/m)；
β—相移常數(shù)(rad/m)；
ω—角頻率(rad/s)。
實(shí)際上，τ就是1 m長(zhǎng)的電纜上的T。
原2.1.13中的群傳播延遲(group propagation delay)與這里的相位延遲差一樣的，而在61156的各個(gè)部分標(biāo)準(zhǔn)中都未曾出現(xiàn)過(guò)群傳播延遲，似可刪去。
(3)差分相位延遲(歪斜失真)
差分相位延遲(歪斜失真)被定義為在電纜內(nèi)任何2對(duì)線之間相位延遲之差。差分相位延遲(
歪斜失真)被定義為：
式中：
下標(biāo)p1—一對(duì)線；
p2—另一對(duì)線；
ΔT—差分相位延遲(歪斜失真)。
除了以上幾個(gè)定義以外，回波損耗(RL)和結(jié)構(gòu)回?fù)p(SRL)在試驗(yàn)方法中作了說(shuō)明(見(jiàn)本文第3節(jié))。
3 傳輸參數(shù)試驗(yàn)方法的增補(bǔ)
IEC 61156-1增補(bǔ)2［1］修改與補(bǔ)充了下列幾個(gè)傳輸參數(shù)的試驗(yàn)方法：
(1)特性阻抗(原3.3.6)
比較詳細(xì)地補(bǔ)充說(shuō)明了特性阻抗的多種試驗(yàn)方法，規(guī)定了開路短路法為基準(zhǔn)試驗(yàn)方法。下列5種方法為代用試驗(yàn)方法：
a)從傳播常數(shù)電容測(cè)量確定的特性阻抗；
b)終接的電纜阻抗測(cè)量；
c)扣除平衡/不平衡變量器(balun)特性的開路短路法；
d)不用平衡/不平衡變量器(balun)開路/短路法測(cè)量；
e)用模式分解技術(shù)取得的阻抗測(cè)量。
以上5種代用試驗(yàn)方法分別詳述于增補(bǔ)附錄A的A4、A5、A6.1、A6.2和A6.3中。對(duì)于基準(zhǔn)試驗(yàn)方法作了詳細(xì)的說(shuō)明，包括原理、試樣制備、試驗(yàn)設(shè)備、步驟和要求。對(duì)特性阻抗數(shù)據(jù)的函數(shù)擬合作了具體的敘述。闡明了特性阻抗數(shù)據(jù)的函數(shù)擬合是為了把結(jié)構(gòu)回?fù)p從特性阻抗中分離出去，或者是為了設(shè)計(jì)目的而要得到特性阻抗的頻率函數(shù)關(guān)系。函數(shù)擬合的具體方法與ASTM D 4566［3］44條的規(guī)定基本一致。在美國(guó)TIA/EIA568A中也規(guī)定采用這種方法。這樣，就明文消除了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間的差別［4］。
(2)回?fù)p(RL)和結(jié)構(gòu)回?fù)p(SRL)(新增3.3.7)
這里說(shuō)明了回?fù)p和結(jié)構(gòu)回?fù)p的試驗(yàn)方法，包括原理、試樣制備、試驗(yàn)設(shè)備與步驟和要求。在原理中給出了RL和SRL的表達(dá)式，這些表達(dá)式實(shí)質(zhì)上給出了它們的定義。
式中：
RL—回?fù)p，以dB表示；
ZT—實(shí)測(cè)的復(fù)數(shù)阻抗，以Ω表示，它是在遠(yuǎn)端終接了ZR的電纜上測(cè)到的；
ZR—基準(zhǔn)阻抗，以Ω表示，(即按規(guī)定的100，120，或150 Ω)。
式中：
SRL—結(jié)構(gòu)回?fù)p，以dB表示；
ZCM—實(shí)測(cè)的復(fù)數(shù)阻抗，以Ω表示，它是從開路/短路測(cè)量得到的；
ZC—擬合的特性阻抗，以Ω表示，它是從函數(shù)擬合得到的。
4 特性阻抗和SRL/RL(增補(bǔ)2附錄A)
原有附錄A為“用S參數(shù)來(lái)校正阻抗試驗(yàn)裝置”。該附錄已被刪去而改為新的附錄A“特性阻抗和SRL/RL的方法”。這個(gè)附錄是提示性的，它包含下列內(nèi)容：
A.1基本傳輸線路方程式
A.2由于周期性結(jié)構(gòu)變化引起的出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)回?fù)p中的傳播系數(shù)的影響
A.3阻抗幅值與相角的最小二乘函數(shù)擬合的確定
A.4用傳播系數(shù)和電容來(lái)確定平均特性阻抗
A.5用終接測(cè)量法來(lái)確定特性阻抗
A.6從二次傳輸參數(shù)理論用開路/短路法來(lái)確定傳播系數(shù)和特性阻抗
這個(gè)附錄從基本傳輸方程式出發(fā)，闡明了用開路法測(cè)得的特性阻抗(輸入阻抗)，以及這個(gè)阻抗的函數(shù)擬合。區(qū)分了回?fù)p和結(jié)構(gòu)回?fù)p。這些概念對(duì)于具體電纜標(biāo)準(zhǔn)是至關(guān)重要的。
5 頻率到600 MHz的數(shù)字電纜的傳輸特性
2000年IEC WP7按照在1999年12月所收到的意見(jiàn)加上2000年3月和4月收到的意見(jiàn)，以NP301文件發(fā)布了IEC 61156.5［2］標(biāo)準(zhǔn)草案。它的名稱為傳輸特性到600 MHz的對(duì)絞/四線組對(duì)稱電纜。也就是人們?cè)缇团瓮?e類、6類、和7類電纜。下面簡(jiǎn)要地介紹這些電纜的用途、結(jié)構(gòu)要點(diǎn)和主要特性。
5.1 用途
電纜是專門為了在ISO/IEC 11801中所規(guī)定的D、E和F級(jí)信道中的水平布線中應(yīng)用。它們包括個(gè)別屏蔽的(STP)、公共屏蔽的(FTP)和無(wú)屏蔽的(UTP)電纜，對(duì)數(shù)為4對(duì)或4對(duì)以下。它們的電氣性能被規(guī)定得對(duì)于在ISO/IEC 11801中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信道，ACR功率和不小于0 dB。信道的最長(zhǎng)距離為90 m，設(shè)計(jì)的工作溫度和最高基準(zhǔn)頻率列于表5.1。
5.2 電纜的材料與結(jié)構(gòu)
5.2.1 電纜元件
電纜導(dǎo)體由軟銅線組成，其標(biāo)稱直徑在0.5～0.8 mm之間。絕緣用適當(dāng)?shù)乃芰辖M成，例如聚烯烴、含氟聚合物、低煙無(wú)鹵熱塑材料。絕緣可以是實(shí)心的或發(fā)泡的(帶或不帶實(shí)心皮)。電纜元件應(yīng)當(dāng)是對(duì)絞或四線組，元件之間可以放置墊片或支架把它們固定。
5.2.2 纜芯與屏蔽
電纜元件(包括墊片或支架)應(yīng)組合成纜芯，可以包上非吸濕性材料的保護(hù)層。按照產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)當(dāng)在纜芯上加上符合IEC 61156-1 2.2.9的屏蔽，并滿足轉(zhuǎn)移阻抗、屏蔽衰減或耦合衰減的要求。
5.2.3 電纜護(hù)套
護(hù)套應(yīng)由適當(dāng)?shù)臒崴懿牧辖M成，例如，聚烯烴、PVC、含氟聚合物、低煙無(wú)鹵熱塑材料�？梢苑胖靡桓俏鼭裥圆牧献龅乃毫牙K。
5.3 電氣性能
電氣性能試驗(yàn)應(yīng)在100 m長(zhǎng)的電纜上進(jìn)行。以下各表列出IEC 611565對(duì)于5類以上電纜的
規(guī)定。表中還列有IEC 611562對(duì)于5類電纜的規(guī)定，以便于比較。
5.3.1直流電氣性能和音頻電氣性能
直流電氣性能和音頻電氣性能見(jiàn)表5.3.1。
5.3.2 傳播速度與延遲
傳播速度與延遲見(jiàn)表5.3.2。
*筆者注：ISO/IEC 11801表31規(guī)定了5類電纜在1，10，100 MHz頻率時(shí)的標(biāo)稱傳播相速度為0.65 c。沒(méi)有規(guī)定其最小值。因而，0.65 c的規(guī)定并不意味著5類電纜的傳播速度要比5類以上電纜更快。
5.3.3 衰減
任何線對(duì)在表5.3.3A中所列的頻率范圍內(nèi)的最大衰減應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛐∮趶南旅媸?7)用表5.3.3A中各常數(shù)的相應(yīng)值所得到之值。
應(yīng)當(dāng)注意到，對(duì)于5e類和6類電纜，測(cè)量衰減時(shí)的頻率范圍已經(jīng)延伸到表5.1中所列的最高基準(zhǔn)頻率以上 。這是強(qiáng)制性的。表5.3.3B列出用式(7)計(jì)算出來(lái)的衰減值，其中除了5類電纜的數(shù)值是IEC 61156-2對(duì)100 Ω電纜的規(guī)范值外，它們只是資料性的。表中方括號(hào)中的數(shù)值可能略有誤差，僅供參考。
IEC 61156-5中規(guī)定了由溫度引起的衰減增加，對(duì)于無(wú)屏蔽和屏蔽電纜應(yīng)分別不大于0.4%/℃和0.2%/℃。
5.3.4 近端串音
任何一個(gè)線對(duì)在表5.3.4A中所列頻率范圍內(nèi)的最壞近端串音功率和PS-NEXT，應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥趶氖?8)用表5.3.4A所給出的PSNEXT(1)的相應(yīng)值得到的數(shù)值。
PS-NEXT(f)=PS-NEXT(1)-15·log10(f) (8)
式中：
表5.3.4B列出用式(8)計(jì)算出來(lái)之值，只是作為資料。當(dāng)計(jì)算出來(lái)的數(shù)值大于80 dB時(shí)即作為80 dB。表5.3.4B中列出的5類電纜的值是任何線對(duì)之間的NEXT而不是功率和。
當(dāng)多根無(wú)屏蔽的5e類及以上的電纜成束安裝時(shí)，以及平行或部分平行敷設(shè)時(shí)，上述的PS-NEXT之值要加3～5 dB的余度。
5.3.5 遠(yuǎn)端串音
任何一個(gè)線對(duì)在表5.3.5A中所列頻率范圍內(nèi)的最壞遠(yuǎn)端串音功率和PS-EL FEXT，應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥趶氖?9)用表5.3.5A所給出的PS-EL FEXT(1)的相應(yīng)值得到的數(shù)值。
式中：
表5.3.5B列出用式(9)計(jì)算出來(lái)之值，只是作為資料。表5.3.5B中列出的5類電纜的值，若電纜為4對(duì)，則表中所列之值為任何線對(duì)之間的EL FEXT而不是功率和；若電纜為4對(duì)以上，則為功率和。
當(dāng)多根無(wú)屏蔽的5e類及以上的電纜成束安裝時(shí)，以及平行或部分平行敷設(shè)時(shí)，上述的PS-EL-FEXT之值要加3～5 dB的余度。
5.3.6 輸入阻抗與特性阻抗
當(dāng)用掃頻進(jìn)行開路/短路法在表5.3.6所列頻率范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，輸入阻抗的幅值應(yīng)符合表5.3.6的規(guī)定。
當(dāng)用不包含沿電纜長(zhǎng)度阻抗波動(dòng)的測(cè)量方法，或者對(duì)用開路/短路法的結(jié)果進(jìn)行函數(shù)擬合后，就得到特性阻抗。5e類及以上的電纜的特性阻抗在從4 MHz到最高頻率的范圍內(nèi)應(yīng)在所要求的標(biāo)稱阻抗的±6%以內(nèi)。
5.3.7 回?fù)p
按照IEC 61156-1 3.3.7(61156-1增補(bǔ)2，參見(jiàn)本文第3節(jié))測(cè)得的最小回?fù)p，從4.0 MHz到最高頻率應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诒?.3.7所列之值。
5.3.8 不平衡衰減
不平衡衰減被定義為縱向電壓與感應(yīng)在一個(gè)線對(duì)中的橫向電壓的比值的對(duì)數(shù)。它以dB表示。不平衡衰減由下式?jīng)Q定：
式中的傳輸不平衡T是按照IEC 60096-1附件A［5］的A.6得到的。
對(duì)地不平衡衰減au表達(dá)了一個(gè)裝置對(duì)電磁場(chǎng)的抗拒能力。au值越大，抗拒能力越高。
按照感應(yīng)電壓的測(cè)量地點(diǎn)而定，不平衡衰減分為近端(橫向轉(zhuǎn)換損耗，TCL)和等電平遠(yuǎn)端(等電平橫向轉(zhuǎn)換損耗，EL TCTL)。注入共模信號(hào)而測(cè)量差分模信號(hào)。對(duì)5類電纜的要求(IEC61156-2)尚在考慮之中，而對(duì)于5類以上的電纜，無(wú)論是屏蔽的或不屏蔽的，都應(yīng)符合表5.3.8的要求：
5.3.9 屏蔽性能
電纜屏蔽的性能可由屏蔽體的直流電阻、屏蔽的轉(zhuǎn)移阻抗和屏蔽衰減來(lái)保證。
表5.3.9列出對(duì)屏蔽的直流電阻和轉(zhuǎn)移阻抗的要求。
5.3.10 屏蔽衰減
屏蔽衰減是耦合衰減的一個(gè)組成部分。當(dāng)分別測(cè)量時(shí)，用吸收鉗法進(jìn)行。屏蔽衰減有兩級(jí)不同的性能。包含一個(gè)屏蔽的屏蔽衰減，在從30.0 MHz到最高基準(zhǔn)頻率的范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥谙铝袛?shù)值：
1級(jí)電纜：＞55 dB 2級(jí)電纜：＞35 dB
對(duì)于無(wú)屏蔽的電纜沒(méi)有要求。
5.3.11 耦合衰減
對(duì)于耦合衰減有三種類型的性能。當(dāng)用吸收鉗測(cè)量時(shí)，在從30.0 MHz到最高基準(zhǔn)頻率的范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诒?.3.11所列數(shù)值：
6 我國(guó)數(shù)字通信對(duì)稱電纜標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀
我國(guó)的數(shù)字通信對(duì)稱電纜的標(biāo)準(zhǔn)制訂始于1996年，當(dāng)時(shí)是為數(shù)字程控交換機(jī)內(nèi)部的電纜國(guó)產(chǎn)化的需要而進(jìn)行的［6］。后來(lái)為了適應(yīng)大樓通信綜合布線系統(tǒng)的需要，發(fā)布了一系列的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如表3所列。
7 我國(guó)數(shù)字通信對(duì)稱電纜標(biāo)準(zhǔn)的修改意見(jiàn)
我國(guó)上述的幾個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于我國(guó)數(shù)字通信對(duì)稱電纜的迅速發(fā)展起了顯著的促進(jìn)作用。國(guó)產(chǎn)5類電纜不但基本滿足了國(guó)內(nèi)的需求，而且還打入了國(guó)際市場(chǎng)。在另一方面，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)際使用，也發(fā)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)中的一些含糊不清，容易發(fā)生爭(zhēng)議的地方和規(guī)定不盡合理的地方。其中一部分是IEC標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的。這些部分經(jīng)過(guò)IEC在1999年及以后對(duì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的增補(bǔ)，特別是2001年4月發(fā)布的IEC 61156- 1增補(bǔ)2，一部分問(wèn)題得到了澄清。IEC 61156-5草案是第一個(gè)關(guān)于頻率達(dá)100 MHz以上電纜的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)核實(shí)YD/T 1019(1999)中關(guān)于6類電纜的各項(xiàng)規(guī)定是大有幫助的。
筆者根據(jù)IEC的這些資料和在一些電纜廠所了解到的情況，提出以下的一些意見(jiàn)供我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制訂機(jī)構(gòu)參考。
7.1 YD/T 1019與YD/T 838.1及YD/T 838.2之間的關(guān)系
YD/T 838.1為數(shù)字通信電纜的總規(guī)范，而YD/T 838.2為水平電纜的分規(guī)范。YD/T 101.9應(yīng)當(dāng)是水平電纜的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)之一。因此，YD/T 1019與YD/T 8382中的各項(xiàng)規(guī)定除了詳細(xì)程度上的差別以外應(yīng)該是完全一致的。換言之，若某種產(chǎn)品完全符合YD/T 1019的規(guī)定，就自然完全符合YD/T 8382的規(guī)定。YD/T 1019(1999)與YD/T 8382(1995)之間沒(méi)有能夠完全做到這一點(diǎn)。表4列出2個(gè)重要例子。
YD/T 1019中的各種定義和一部分試驗(yàn)方法都引用YD/T 8381的規(guī)定，但是有些定義和試驗(yàn)方法在YD/T 8381中并不存在或不夠完整。表5列出幾個(gè)例子。
綜上所述，筆者建議在制訂或修訂YD/T 1019產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要仔細(xì)核對(duì)以前發(fā)布的YD/T 838規(guī)范。宜同時(shí)或者在稍后一些時(shí)間內(nèi)，對(duì)YD/T 838作相應(yīng)的修改，以便更好地互相配合和避免矛盾。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再修改國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
7.2 對(duì)YD/T 1019(1999)及今后新版本的意見(jiàn)
7.2.1 電纜類別
YD/T 1019(1999，下同)包含3、4、5、6類電纜和150 Ω電纜。其中6類電纜和150 Ω電纜的最高傳輸頻率已超過(guò)YD/T 838.2的100 MHz。應(yīng)當(dāng)考慮解決相互間的配合問(wèn)題。5e類電纜在國(guó)內(nèi)已有許多工廠生產(chǎn)，需要加進(jìn)去。所以似有必要修改YD/T 838.2(1995)，也把5e和6類電纜包括進(jìn)去。也可以另外制訂一個(gè)838系列標(biāo)準(zhǔn)，例如YD/T 838.5［對(duì)應(yīng)于IEC 61156.5(草案，下同)］，而把5e和6類電纜放進(jìn)這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。
7.2.2 電纜結(jié)構(gòu)
(1)絕緣—6類電纜應(yīng)當(dāng)允許用泡沫絕緣(包括帶內(nèi)皮、外皮或內(nèi)外皮)。標(biāo)準(zhǔn)的名稱也應(yīng)作相應(yīng)的修改。
(2)線對(duì)屏蔽—除150 Ω電纜以外，線對(duì)外一律不加個(gè)別屏蔽。因?yàn)槊繉?duì)線都帶屏蔽的電纜要達(dá)到無(wú)屏蔽線對(duì)同樣的傳輸性能是困難的。電纜的外徑也會(huì)超過(guò)最大外徑。150 Ω電纜應(yīng)規(guī)定必須有線對(duì)屏蔽。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的傳輸特性大多來(lái)自TIA/EIA-568-A，而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的150 Ω電纜規(guī)定是有個(gè)別屏蔽的線對(duì)。無(wú)屏蔽線對(duì)的傳輸性能會(huì)有相當(dāng)大的差異。
(3)線對(duì)支架或墊片—為了改善串音性能，應(yīng)當(dāng)容許在纜芯內(nèi)線對(duì)之間放置支架和墊片。
7.2.3 電氣特性
(1)100 Ω電纜的線對(duì)對(duì)地電容不平衡，最大值—對(duì)于5e及6類電纜應(yīng)為160 pF/100 m。
(2)轉(zhuǎn)移阻抗—對(duì)于5e和6類電纜補(bǔ)列本文表5.3.9中的數(shù)值。
(3)工作電容—工作電容只用作參考，不作考核。因?yàn)楣ぷ麟娙莸淖饔靡呀?jīng)反映在傳輸特性中，不必重復(fù)考核。
7.2.4 傳輸特性
(1)傳播速度(參見(jiàn)本文5.3.2)—IEC 61156.2和YD/T 838.2沒(méi)有具體規(guī)定；ISO/IEC 11801規(guī)定了標(biāo)稱傳播速度；IEC 611565對(duì)5類以上電纜規(guī)定了最小傳播速度為0.6c；YD/T1019(1999)規(guī)定了最小傳播速度，對(duì)于5類電纜為0.65c。綜觀以上幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)5類電纜規(guī)定0.65c的最小值過(guò)于嚴(yán)格，它甚至高于6類電纜。根據(jù)有些規(guī)模不小的工廠的實(shí)測(cè)結(jié)果說(shuō)明，其他傳輸特性都合格的5類電纜，傳播速度的平均值在0.65c附近 ，但是最小值大都低于0.65c而高于0.6c。由此看來(lái)，11801中所規(guī)定的0.65c的標(biāo)稱值是合適的。缺點(diǎn)是11801沒(méi)有規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)值之間的最大容許偏差，難于考核。筆者認(rèn)為把5類電纜的最小傳播速度定為0.6c比較適當(dāng) 。
根據(jù)以上考慮，建議100 Ω電纜的最小傳播速度規(guī)定見(jiàn)表6。
IEC 61156.5對(duì)5類以上電纜增加了差分延遲(歪斜失真)的規(guī)定，建議參照本文表5.3.2補(bǔ)充進(jìn)去。差分延遲(歪斜失真)的定義要補(bǔ)充到Y(jié)D/T 838.1中去。
(2)衰減—增加對(duì)5e類電纜的規(guī)定；按照IEC 61156.5修改對(duì)6類電纜的衰減公式。說(shuō)明對(duì)于5e和6類電纜衰減的考核頻率必須從最高傳輸頻率作一定的延伸。5e類延伸到165 MHz，而6類延伸到250 MHz。詳見(jiàn)表7。
YD/T 1019(1999)附錄B表B1修改見(jiàn)表8。
因?yàn)樵? MHz及更低的頻率上的衰減測(cè)量容易帶來(lái)較大的誤差，這些數(shù)值放在方括號(hào)中。
(3)近端串音衰減和近端串音衰減功率和—對(duì)于各類電纜和不同對(duì)數(shù)的電纜的100 Ω電纜的近端串音衰減或近端串音衰減功率和應(yīng)如下面表9所列。
在數(shù)字通信中，規(guī)定了每對(duì)線的近端串音功率和，就沒(méi)有必要再規(guī)定電纜內(nèi)各個(gè)線對(duì)組合間的近端串音衰減。近端串音衰減功率和的要求與電纜的結(jié)構(gòu)(同心式或單位式)無(wú)關(guān)。
原附錄B的參考值也應(yīng)相應(yīng)地修改。
(4)遠(yuǎn)端串音—參照本文5.3.5對(duì)5類、5e類和6類電纜的遠(yuǎn)端串音作出規(guī)定。
(5)鄰近電纜的串音—對(duì)于無(wú)屏蔽的電纜，若多根電纜成束安裝或者平行或部分平行敷設(shè)時(shí)，鄰近電纜內(nèi)線對(duì)所引起的串音會(huì)影響所研究的電纜內(nèi)各對(duì)線的串音功率和，頻率越高，影響越嚴(yán)重。所以，對(duì)于無(wú)屏蔽的5e類和6類電纜的串音功率和指標(biāo)中考慮3～5 dB的余度，具體數(shù)值待定。
(6)特性阻抗—YD/T 1019中5.10.5和YD/T 838.2中5.3.6所規(guī)定的特性阻抗，其含義與YD/T 838.1中2.1.11所定義的特性阻抗是不一致的。前者是在真實(shí)線對(duì)上測(cè)得的，而后者是在均勻線對(duì)上測(cè)得的。因此，必須用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)區(qū)分這兩種阻抗，例如，引用“輸入阻抗”來(lái)指前者，如IEC 61156.5中所采用的。100 Ω電纜的輸入阻抗與特性阻抗見(jiàn)表10。
(7)回波損耗(簡(jiǎn)稱回?fù)p)與結(jié)構(gòu)回?fù)p—YD/T 838.1沒(méi)有關(guān)于回波損耗和結(jié)構(gòu)回?fù)p的定義和試驗(yàn)方法。本文的2和3節(jié)中已提到了TIA/EIA-568-A和IEC 61156.1增補(bǔ)2中對(duì)這兩個(gè)參數(shù)的說(shuō)明。IEC 61156.5中規(guī)定了回波損耗而不是結(jié)構(gòu)回?fù)p的指標(biāo)。RL既包括平均阻抗偏離額定阻抗(例如100 Ω)的影響，又包括線對(duì)內(nèi)部的阻抗不均勻性的影響，在試驗(yàn)中又不必對(duì)用最常用的開路/短路法所測(cè)得的阻抗值進(jìn)行函數(shù)擬合。再者，大部分情況中，如果指標(biāo)相同，則用RL要比SRL更為嚴(yán)格。這些可能都是IEC 611565改用RL的原因。所以，筆者認(rèn)為，在YD/T 1019中和8382中也宜改用RL，而在YD/T 8381中補(bǔ)充有關(guān)定義和試驗(yàn)方法。RL的具體指標(biāo)參照IEC 61156.5規(guī)定見(jiàn)表11。
(8)縱向變換損耗與不平衡衰減—IEC 611562中列有縱向變換損耗，原文為L(zhǎng)ogitudial to diffrere nti al conversion loss(LCL)，指標(biāo)在考慮中。IEC 611565中改成“不平衡衰減”，分為TCL和EL TCTL兩種 ，并提出了指標(biāo)(參見(jiàn)本文5.3.8)，但是都沒(méi)有這些特性的定義和試驗(yàn)方法。YD/T 1019中所列的縱向變換損耗似乎不夠成熟，不如改為不平衡衰減(在考慮中)。
(9)屏蔽衰減和耦合衰減—IEC 611565中列有屏蔽衰減和耦合衰減，但都沒(méi)有定義和試驗(yàn)方法。這兩個(gè)特性是否要加到Y(jié)D/T 1019中，待進(jìn)一步研究。
7.2.5 150 Ω電纜的特性
YD/T 1019中所列的150 Ω電纜的傳輸特性主要是根據(jù)TIA/EIA-568-A。后者僅適用于0.64 mm的帶個(gè)別屏蔽的線對(duì)。
(1)頻率范圍—國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和使用的150 Ω電纜較少，除非有確切可靠的依據(jù)，各項(xiàng)特性的頻率范圍最好按照TIA/EIA568A的規(guī)定，不作變更，例如3 MHz的最低頻率不宜改為1 MHz。
(2)衰減—YD/T 1019表22中420 MHz的衰減公式有誤，應(yīng)改為：
(3)共模衰減—建議按照TIA/EIA568A在YD/T 1019中增加共模衰減(Common mode attenuation)的規(guī)定。
7.2.6 制造長(zhǎng)度
電纜制造長(zhǎng)度宜按國(guó)際上通用的以305 m(1 000英尺)為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。
7.2.7 包裝
4對(duì)電纜包裝宜按國(guó)際上通用的方法把305 m電纜成圈后放在紙箱內(nèi)。紙箱上除一般的標(biāo)記外，還要用箭頭表示堆放時(shí)的方向。直徑較大的電纜也允許成盤包裝。
8 結(jié)束語(yǔ)
隨著對(duì)寬帶通信日益增長(zhǎng)的需求，在接入網(wǎng)中，而特別在各種局域網(wǎng)中，數(shù)字通信電纜的用量越來(lái)越多 ，而頻率越來(lái)越高。自從1994年IEC發(fā)布第一個(gè)數(shù)字通信電纜的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)多次的增補(bǔ)而日趨完善 。2000年與發(fā)布了頻率到600 MHz的電纜標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)從1996年開始也陸續(xù)制訂了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在時(shí)間上有2～3年之差。這種差距往往引起一些問(wèn)題。IEC和ITUT等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織為了適應(yīng)技術(shù)的快速發(fā)展，采取了象用增補(bǔ)等方法快速修改已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，再發(fā)布新版本。另外，為了盡可能收集到更多的意見(jiàn)，新標(biāo)準(zhǔn)常先公布一個(gè)草案來(lái)取得反饋意見(jiàn)。電纜光纜的標(biāo)準(zhǔn)，所涉及的部門和專業(yè)較廣，廣泛征求意見(jiàn)對(duì)于提高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量尤為重要。希望我國(guó)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主管部門能多關(guān)心標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量。在另一方面，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也不總是完善無(wú)缺的，宜鼓勵(lì)向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出有益的意見(jiàn)，爭(zhēng)取能被采納。
參考文獻(xiàn)
1 International Standard IEC 61156-1(1994) Amendment 2(2001-4).Multicore and symmetrical pair /quad cables for digital communications—Part 1:Generic specification
2 46C WG7 IEC NP 301，IE C 611565，symmetrical pair/quad cables withtransmission characteris tyics up to 600 MHz,2000
3 ASTM D 456686. Electrical PerformanceProperties of Insulations and Jackets for Telecommu nications Wire and Cable
4 徐乃英.數(shù)字通信電纜的特性阻抗與結(jié)構(gòu)回?fù)p.2000年光纜電纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，中國(guó)通信學(xué)會(huì)通信線路委員會(huì)，2000.10
5 International Standard IEC 60096-1,Annex A
6 YD/T 818-1996 聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套數(shù)字局用對(duì)稱電纜
2
大哥,我昨天上傳過(guò)了的啊.
數(shù)據(jù)電纜之父徐乃英的作品
3