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    數字電纜相關知識

    [當前欄目:技術支持]????? [發布日期:2013-09-03]
    數字電纜是從市話電纜提高發展而來的。俗稱“數據電纜”和“網線”。根據所能傳輸的最高頻率作如下分類:
    1類——傳輸音頻信號,是傳統的市話電纜。
    2類——最高傳輸頻1MHZ,是市話開通載波技術用的電纜。
    3類——最高傳輸頻率16MHZ。從3類起稱為“數字電纜”。
    4類——最高傳輸頻率20MHZ。
    5類——最高傳輸頻率100MHZ。
    5E——最高傳輸頻率100MHZ,可以同時雙向傳輸。
    6類——最高傳輸頻率250MHZ。
    6A——最高傳輸頻率500MHZ。
    7類——最高傳輸頻率600MHZ。
    現在也有專家提出生產最高傳輸頻率1000MHZ(1GHZ)的電纜,還沒有結論,但生產高速數字線很多單位在進行,傳輸頻率要達到3GHZ以上。
    以上電纜的阻抗都是100歐姆,另有一種阻抗是150歐姆的數字纜,其最高傳輸頻率為300MHZ,導線線徑為0.64,規格只有2對一種規格,主要是儀器儀表內用。
    三. 數字電纜型號表示法:
    1                            2                            3                            4                             5             —           6             —           7                8
    1.         電纜類別,用字母表示:
    HS——水平布線電纜。
    2.導線材料,用字母表示:
    T——銅,一般省略不表。
    LT——銅包鋁
    3.絕緣材料,用字母表示。
    4.護套材料,用字母表示。
    以下符號3、4通用
    Y——聚烯烴塑料,包括低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙乙烯(PP)。
    V——聚氯乙烯(PVC)。
    Z——低煙無鹵阻燃聚烯烴塑料。(LSNHP)
    W——聚全氟乙丙烯。(FEP)是聚四氟乙烯和聚六氟丙烯共聚物。
    5.電纜的特征,用字母表示:
    P——屏蔽。
    T——阻水纜,包含油膏填充和包阻水帶。
    C——自承式。
    R——軟電纜。
    B——平行式。
    6.最高傳輸頻率,用電纜的分類表示:
    如:“5”表示最高頻率為100MHZ、“6A”表示最高頻率為500MHZ、“150”表示是阻抗是150歐姆,最高頻率為300MHZ的電纜。
    7.線對規格,用一組數學式表示:口×2×口
    第一個數表示絞對線數量,第三個數表示導線線徑。
    如:4×2×0.57;25×2×0.5等。
    8.絞對線屏蔽:
    P——有絞對線分別屏蔽
    四. 數字電纜的結構
    數字電纜結構特點是:小巧精致,結構簡單,元件數少。
    數字電纜的生產流程:
    導線拉絲→退火→預熱→擠包絕緣層→檢測→絞對→檢測→成纜→(包帶)→檢測→(包屏蔽層)→護套→成圈→成品檢測→打包。
    1.導線:最多是用銅線,因為銅的導電性能好,導電率僅次于銀。導體一般用單根銅絲,軟電纜用多根細銅絲絞合組成導體。
    為節省成本,現在也有用銅包鋁鎂合金絲的,用于5類、5E類電纜沒有大問題,可降低導線成本60%左右。在電氣性能方面只有衰減大一點,阻抗和串音都可以合格,因為數字電纜通信距離很短,衰減大一點無關大局。
    2.絕緣單線,簡稱“單線”
    導線擠包絕緣層后成為絕緣單線。絕緣材料要求絕緣性能好、介電常數小、不吸潮、生產方便。聚乙烯是理想材料,絕緣電阻系數達到1016—1017,介電常數為2.3,比聚氯乙烯(5.0)小一倍多。選用高密度聚乙烯,它的耐磨性更好。
    單線分十種顏色:
    a線: 白、紅、黑、黃、紫;
    b線: 蘭、桔、綠、棕、灰。
    白色線加色條是為防止施工時混線,數字電纜絞對節距很小,實際上施工中是不大可能混線的,所以不加色條也沒有關系,但用戶有要求我們還是加色條的。
    絕緣一般用實心聚乙烯,但7類纜要用“皮—泡—皮”三層絕緣,中間一層用物理發泡,目的為減小電容。
    3.絞對線
    用兩根不同顏色的單線,按一定的節距絞合成一對,組成通信用的一個回路,生產廠稱之“絞對線”。數字電纜和市話電纜最大的不同是節距很小,最大節距只有20mm左右,目的就是為做得更加精致,可以最大限度地平衡電容偶合,減小串音。
    絞對用的兩根單線顏色配合原則:a線一個色譜和b線五個色譜分別相結合,一共組成25個色譜,順序編1~25號,總共25個編號。(全世界統一)
    1 白蘭、2  白桔、3  白綠、4  白棕、5  白灰、
    6 紅蘭、7  紅桔、8  紅綠、9  紅棕、10 紅灰、
    11 黑蘭、12 黑桔、13 黑綠、14 黑棕、15 黑灰、
    16 黃蘭、17 黃桔、18 黃綠、19 黃棕、20 黃灰
    21 紫蘭、22 紫桔、23 紫綠、24 紫棕、25 紫灰。
    4.成纜線
    把若干個絞對線按一定的規律絞合起來,就成為電纜芯,也稱“成纜線”。絞合目的:一是把多對絞對線固定起來,使它不松散;二是使電纜柔軟,便于彎曲。
    數字纜中用得最多的品種是4對,而4對絞合屬于星絞,星絞結構最穩定,電氣性能最好,所以大于4對的電纜盡量用4對作子單位。如:8對電纜用2個4對子單位做成8字型;16對電纜用4個4對子單位;25對電纜用6個4對子單位加1對單獨絞對線組成。
    25對的纜芯又稱為“基本單位”。100對電纜可用4個基本單位,其絞對線編號用各子單位的扎帶區分,第一個基本單位用“白蘭”扎帶,線對編號為1~25號,第二個基本單位用“白桔”扎帶,編號為26~50號,第三個基本單位用“白綠”扎帶,編號為51~75號,第四個基本單位用“白棕”扎帶,編號為76~100號。25對以內的電纜中子單位不需要用扎帶區分編號,而是按色譜區分編號。
    成纜線的A、B端之分:面對電纜端面,絞對線序號是順時針排列的為A端,反之為B端。
    5.護套
    成纜線擠包護套后才成了真正的電纜。
    數字電纜的護套作用:一是保護纜芯,二是固定纜芯。所以要包得緊,把纜芯緊緊固定住。如果纜芯不固定住,電纜扭動一下電氣參數就會改變,而且越變越差。
    護套材料目前用最多的是聚氯乙烯(PVC),因為聚氯乙烯比較軟,老化性能較好,有一定的阻燃性。但它容易吸潮,燃燒起來會釋放出大量的有毒濃煙。所以室外纜為了防潮氣而選用聚乙烯作護套料,聚乙烯的防潮性能比聚氯乙烯好二十多倍;如果需要綠色環保電纜,必須選用低煙無鹵阻燃聚烯烴作護套料。
    護套內加撕裂繩是浪費,不起任何作用。
    6.屏蔽層
    屏蔽的作用:一是防止外界電磁波對本電纜正常通信的干擾;二是阻止本電纜的傳輸信號外漏而泄密。
    有兩種屏蔽:一.成纜后總屏蔽;二.絞對線分別屏蔽后成纜,成纜后有總屏蔽和無總屏蔽兩種。
    屏蔽形式:
    1.            單屏蔽:一層鋁塑復合帶。另需要加一根線不小于φ0.5mm的銅質導
    線作為排流線,鋁塑復合帶內襯一層塑料帶保護纜芯。
    2.            雙屏蔽:一層鋁塑復合帶+一層金屬絲編織層。
    3.            四屏蔽:重復以上步驟組成:鋁塑復合帶+編織層+鋁塑復合帶+編織
    層,共四層金屬層組成一個屏蔽體系。
    有編織層的不需要另加金屬排流線。
    編織用金屬絲有鍍錫銅絲和鋁鎂合金絲兩種,其屏蔽效果差不多,成本前者
    比后者高3倍多。
    五.質量要求和主要電氣參數:
    數字電纜的電氣性能最主要的是“衰減、阻抗、串音”三項。
    1.衰減是指電信號在傳輸過程中的衰耗。因為數字電纜的通信距離很短,所以衰減這一指標不是最重要的,即使大一點也不影響通信質量。因此用銅包鋁作導線雖然衰減大一點,但不會影響正常通信,而導線成本卻有很大的下降。
    2.阻抗是一項重要指標,阻抗好比自來水管和水籠頭的規格,水管和籠頭的規格不配套,裝上了也漏水;如果電纜的阻抗和終端機的阻抗不匹配,傳輸的電信號就產生反射,稱之“反射波”或“回波”,會嚴重干擾正常通信。數字電纜規定阻抗是100±15Ω,在這個范圍內是合格的,可以正常通信;如果超出這個范圍就需看回波損耗,回波損耗就是消除回波的能力,如果回波損耗合格,說明這根電纜對回波的抵抗能力是好的,還是可以正常通信,當然這根電纜仍然是合格的,所以回波損耗是越大越好。這是數字電纜設計時加的雙重保險,因為數字電纜的確不容易生產。
    3.串音是另一項重要指標,當傳輸頻率增高后串音增加更大,將嚴重影響正常通信,市話電纜長期不能突破串音這個關,所以長期只能開通音頻信號。數字電纜的偉大之處就是突破了這一關,使傳輸頻率達到幾百MHZ。串音會造成誤碼,破壞正常通信。衡量串音好引好的指標是“串音損減”,它越大越好。
    4.時延和時延差:在普通通信中影響不大,也容易做合格,但在高科技領域,如導彈發射、衛星通信、神舟飛船、遙控等,是絕對不能馬虎的。用油膏填充的阻水電纜的時延比不填充電纜的時延要大,不能用普通數字電纜的標準作指標,比普通數字纜大約需增大3%~5%。
    數字電纜的質量要求很高,一般用戶都比較重視,但在驗收產品質量方面由于一些不規范的方法,往往會發生一些誤會和扯皮,造成不必要的矛盾和糾紛。
    如:導線線徑規定是Φ0.5mm,按國家標準公差±0.005mm,就是在Φ0.495mm和Φ0.505mm之間都是符合標準的,但在成品中抽測導線線徑比較困難,因為絞對節距小,銅絲扭曲厲害,不容易抹直,而如果抹不直,測出的外徑就不正確,而如果用勁抹直了,銅絲又被拉細了,這就扯不清了。正確的方法是測直流電阻,既簡單也不會扯皮。Φ0.5mm銅絲的標準電阻在20℃時≤95Ω/㎞。
    還有的用戶測銅絲的伸長率,是沒有道理的。因為生產廠家都會盡量使銅絲軟一點,銅絲軟的好生產,導線在絞對成纜時不會扭斷,電阻也小,硬銅絲比軟銅絲電阻大3%左右。但也是因為節距小,生產過程中被反復扭曲伸長率變小,1019標準中規定的成品電纜導體伸長率≮15%,它不是出廠要求,而是企業的自控標準。這一項檢測更麻煩,更容易扯皮,因為測伸長率必須首先把試品拉直,而用手工把彎彎曲曲的銅絲拉直的過程中,銅絲已經伸長了不少了,再測出的伸長率肯定不正確了。
    在護套外觀上的看法也不一樣,用戶往往說廠家生產的電纜皮包骨頭不好看,甚至批評廠家偷工減料,這是個極大的誤會。數字電纜必須皮包骨頭,才能把纜芯固定住,保證電氣性能的穩定,另外數字電纜護套標準壁厚薄,里面沒有包層,要包的緊肯定會在外表顯現出皮包骨頭。從護套料用量來講,皮包骨頭的電纜因為存在嵌隙系數,所以用料反而多一點。
    數字電纜的衰減和溫度成正比,如果在夏天高溫下或者天雖不是很熱,但在太陽下曝曬后兩、三個小時內就檢測,衰減會很大。正確做法是,應放在室內四個小時后檢測,檢測儀表的溫度設置和存放電纜的環境溫度相同;如果檢測儀表沒有測試溫度設定,就要進行溫度換算,換算到標準溫度時的衰減值,標準溫度為20℃?!   ?/div>
    屏蔽電纜最好用電纜盤裝,如果用蜂窩式成圈,因為成圈時扭曲厲害,阻抗不合格率增加。我們做過試驗:用同一組電纜一部分箱裝、一部分盤裝,盤裝的合格率高于箱裝;也試驗過把箱裝的不合格屏蔽電纜拉出來放直后,重新測試就合格了。
    六. 介紹一下常用的數字通信電纜
    1.室內電纜:屬于水平布線電纜,用量最大,護套常用聚氯乙烯塑料?,F在也有用低煙無鹵阻燃聚烯烴塑料作護套料。
    2.室外電纜:為了防潮,用防潮性能好的聚乙烯作護套材料。室外纜內加一層聚脂薄膜是為了防止單線和護套粘連,和性能無關,最好不加聚脂薄膜,因為加以后使纜芯固定不住。
    3.阻水電纜:用油膏填充或繞包阻水帶的電纜。有縱向阻水、橫向阻水和雙向阻水三種方式。
    4.阻燃電纜:氧指數28以上的電纜;現在一般氧指數要32以上,高阻燃電纜的氧指數要38以上。
    5.軟電纜和柔軟電纜為:軟電纜是導線用多根(一般用7根)細銅絲經束線組成導體,一般用作插頭線用。柔軟電纜,不僅導體要用更細的銅絲束制,絕緣料和護套料也要用彈性材料生產。
    6.屏蔽電纜:有屏蔽層的電纜,包括總屏蔽和絞對線分別屏蔽。
    7.環保電纜和綠色環保電纜:普通的環保電纜是指它所用的聚氯乙烯護套料不含鉛和鎘兩種有害元素;而綠色環保電纜必須所有材料都要求無毒無害,現在一般絕緣用聚乙烯,護套用低煙無鹵阻燃聚烯烴。聚乙烯是無毒無害的,燃燒起來發煙量很小。
    8.平行電纜:成品電纜外形為8字形或偏平形的電纜。2對和8對數字電纜最好制成8字形電纜。
    9.自承式電纜:纜芯內或外增加有加強元件的電纜。加強元件俗稱“加強筋”,有金屬和非金屬加強筋,金屬加強筋用鋼絲、銅包鋼絲或鍍鋅鐵絲,非金屬加強筋常用芳綸。因為多增加一個金屬元件,電纜內就多出一組干擾因素,所以數字電纜的加強元件最好用非金屬元件。
    10.耐高溫電纜:不是一般的耐100℃左右的溫度,聚氯乙烯護套最高可耐120℃溫度。耐高溫電纜是要能承受200℃甚至300℃以上的高溫。所以絕緣和護套都要用特別的材料,如聚全氟乙丙烯(FEP)。
    11.防火電纜:在火中燒不著的電纜。用云母片、石棉繩、玻璃纖維等等材料做絕緣和護套?,F在有一種材料,也屬于塑料,它能被火燒著,但燒過后結成一層硬殼,沒有外力不會破碎,仍可保護里面導體完成通信任務。
    12.耐腐蝕電纜:該電纜敷設在特殊的環境內,需要耐某種化學或物理的腐蝕。這就需要廠家選用特殊的護套料,滿足這種要求。

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    文章標簽:數字電纜

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