數(shù)據(jù)電纜基礎(chǔ)知識(shí)

1、數(shù)據(jù)電纜為了研究什么是數(shù)據(jù)電纜，首先要搞清楚什么是電纜？以及電纜有哪幾種分類？數(shù)據(jù)電纜的優(yōu)勢(shì)和現(xiàn)在市面上主要流行哪幾種規(guī)格的數(shù)據(jù)電纜？以及數(shù)據(jù)電纜的一些主要參數(shù)和FSC生產(chǎn)的一些型號(hào)的數(shù)據(jù)電纜。1電纜（Cable）1.1電纜的基本介紹定義1：由一根或多根相互絕緣的導(dǎo)體外包絕緣和保護(hù)層制成，將電力或信息從一端傳輸?shù)搅硪欢说膶?dǎo)線。定義2：以金屬作媒介傳輸電信號(hào)的裝置。電纜電纜electric cable;power cable 通常是由幾根或幾組導(dǎo)線每組至少兩根絞合而成的類似繩索的電纜，每組導(dǎo)線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個(gè)外面包有高度絕緣的覆蓋層常用的電線電纜分為以下幾類：裸導(dǎo)線、絕

2、緣電線、耐熱電線、屏蔽電線、電力電纜、控制電纜、數(shù)據(jù)電纜、射頻電纜等。1）裸電線：裸電線指僅有導(dǎo)體,而無絕緣層的產(chǎn)品,其中包括銅鋁等各種金屬和復(fù)合金屬圓單線,各種結(jié)構(gòu)的架空輸電線用的絞線,軟接線,型線和型材。2）絕緣電線：具有絕緣層帶有絕緣性能的電線。3）耐熱電線：具有耐高溫絕緣層性能的電線電纜。4）屏蔽電線：添加屏蔽層，能有效屏蔽外界干擾信號(hào)的電線。5）電力電纜：用于傳輸和分配電能的電纜。常用于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站的引出線路、工礦企業(yè)的內(nèi)部供電及過江、過海的水下輸電線。6）控制電纜：適用于工礦企業(yè)、能源交通部門、供交流額定電壓450/750伏以下控制、保護(hù)線路等 場(chǎng)合使用的聚氯乙烯絕緣，聚氯

3、乙烯護(hù)套控制電纜。7）數(shù)據(jù)電纜：數(shù)據(jù)電纜主要應(yīng)用于小區(qū)和商務(wù)大樓的網(wǎng)絡(luò)布線，常用的數(shù)據(jù)電纜銅對(duì)絞電纜有4對(duì)芯線，根據(jù)電纜的結(jié)構(gòu)不同按照傳統(tǒng)的分類有3中類型：UTP(非屏蔽雙絞線),FTP(屏蔽雙絞線)和SSTP(全屏蔽雙絞線)。8）射頻電纜：射頻電纜是傳輸射頻范圍內(nèi)電磁能量的電纜。1.2電纜的命名規(guī)則電線電纜產(chǎn)品的命名有以下原則：1） 產(chǎn)品的名稱中包括的內(nèi)容（1） 產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)合或大小類名稱（2） 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料或型式（3） 產(chǎn)品的重要特征或附加特征基本按以上順序命名，有時(shí)為了強(qiáng)調(diào)或附加特征，將特征寫到前面或相應(yīng)的結(jié)構(gòu)描述前。2） 結(jié)構(gòu)描述的順序產(chǎn)品結(jié)構(gòu)描述按從內(nèi)到外的原則：導(dǎo)體絕緣層內(nèi)護(hù)層外護(hù)層

4、鎧裝型式。3） 簡(jiǎn)化在不會(huì)引起混淆的情況下，有些結(jié)構(gòu)描述省寫或簡(jiǎn)寫，如汽車線，軟線中不允許用鋁導(dǎo)體，故不描述導(dǎo)體材料。電線電纜的型號(hào)組成與順序如下： 1:類別、用途2:導(dǎo)體3:絕緣4:內(nèi)護(hù)層5:結(jié)構(gòu)特征6:外護(hù)層或派生-7:使用特征 1-5項(xiàng)和第7項(xiàng)用拼音字母表示，高分子材料用英文名的第一位字母表示，每項(xiàng)可以是1-2個(gè)字母；第6項(xiàng)是1-3個(gè)數(shù)字。 型號(hào)中的省略原則：電線電纜產(chǎn)品中銅是主要使用的導(dǎo)體材料，故銅芯代號(hào)T省寫，但裸電線及裸導(dǎo)體制品除外。裸電線及裸導(dǎo)體制品類、電力電纜類、電磁線類產(chǎn)品不表明大類代號(hào)，電氣裝備用電線電纜類和通信電纜類也不列明，但列明小類或系列代號(hào)等。 第7項(xiàng)是各種特殊使用

5、場(chǎng)合或附加特殊使用要求的標(biāo)記，在“-”后以拼音字母標(biāo)記。有時(shí)為了突出該項(xiàng)，把此項(xiàng)寫到最前面。如ZR-(阻燃)、NH-(耐火)、WDZ-(低煙無鹵、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))、-TH(濕熱地區(qū)用)、FY-(防白蟻、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))等。1.3常用電纜型號(hào)中字母含義1）類別與用途代號(hào)A安裝線 B絕緣線 H市內(nèi)通信電纜 K控制電纜R軟線 S射頻電纜2）導(dǎo)體代號(hào)T銅導(dǎo)線（略） L鋁芯3）絕緣層代號(hào)VPVC聚氯乙烯 YJ交聯(lián)聚乙烯絕緣X橡皮 Y聚乙烯絕緣 Z低煙無鹵阻燃烯烴F聚四氟乙烯 W聚全氟乙丙烯4）內(nèi)護(hù)層代號(hào)V聚氯乙烯護(hù)套 Y聚乙烯護(hù)套 W含氟聚合物護(hù)套N尼龍護(hù)套 P銅絲編制屏蔽5）特征代號(hào)B扁平型 R柔軟型 C重型 Q

6、輕型 G高壓 S雙絞型6）鎧裝層代號(hào)2雙鋼帶 3細(xì)圓銅絲 4粗圓銅絲7）外護(hù)層代號(hào)1纖維層 2PVC護(hù)套 3PE套1.4電纜主要材料1）銅絲采用電解銅作為原料，經(jīng)連鑄連軋【注1】的工藝制成的銅線稱為低氧銅線；經(jīng)上引法【注2】制成的銅線稱為無氧銅線?！咀?】連鑄連軋：【注2】上引法：低氧銅線含氧量為100250ppm，含銅量為99.9%9.95%，導(dǎo)電率為100101%。無氧銅線含氧量為420ppm，含銅量為99.96%9.99%，導(dǎo)電率為102%。銅的比重為8.9g/cm32）鋁線用作電線用的鋁線都要進(jìn)行退火軟化過。用作電纜用的鋁線一般不用軟化。電線電纜用的鋁的電阻率要求達(dá)到0.028264。

7、鋁的比重為2.703g/cm33）聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎(chǔ)，假如各種配合劑混合而成的，如防老劑，抗氧劑，填料，光亮劑，阻燃劑等，其密度為1.38g/cm31.46g/cm3聚氯乙烯的優(yōu)點(diǎn)：力學(xué)性能優(yōu)越、耐化學(xué)腐蝕、不延燃、耐熱性好、電絕緣性能好、容易加工等。聚氯乙烯的缺點(diǎn)：燃燒時(shí)有大量有毒的煙霧發(fā)出； 熱老化性能差。4） 聚乙烯（PE）：聚乙烯由精致的乙烯聚合而成，按密度分為低密度聚乙烯（LDPE），中密度聚乙烯（MDPE）和高密度聚乙烯(HDPE)。低密度聚乙烯的密度一般為0.91g/cm30.925g/cm3 中密度聚乙烯的密度一般為0.925g/cm30.9

8、4g/cm3高密度聚乙烯的密度一般為0.94g/cm30.97g/cm3聚乙烯的優(yōu)點(diǎn)： 絕緣電阻和耐電壓強(qiáng)度高； 在較寬的頻帶范圍內(nèi)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值?。?富于可饒性，耐磨性能好； 耐熱抗老化性能以及耐低溫耐化學(xué)穩(wěn)定性好； 耐水性能好，吸濕率低； 用它制作的電纜質(zhì)量輕，使用敷設(shè)方便。聚乙烯的缺點(diǎn)： 接觸火焰時(shí)易燃燒； 軟化溫度較低。5） 交聯(lián)聚乙烯（XLPE）：現(xiàn)在電纜行業(yè)使用的主要有兩種類型的交聯(lián)聚乙烯。一種是以硅烷作交聯(lián)劑的，叫做硅烷交聯(lián)料，主要應(yīng)用在低壓電線電纜的絕緣層上。另一種是以過氧化二異丙苯（DCP）作交聯(lián)劑的交聯(lián)聚乙烯料，其主要是由聚乙烯，交聯(lián)劑和抗氧劑組成。主要應(yīng)用在

9、中，高壓電纜的絕緣層上，對(duì)絕緣耐壓等級(jí)越高，要求純凈度就越高。DCP是一種過氧化物，溫度越高，分解越快，其分解后就會(huì)催化聚乙烯起交聯(lián)反應(yīng)。DCP在常溫下也會(huì)分解，不過分解速度很慢，但加熱到一定的溫度（超過125度時(shí)）會(huì)快速分解。交聯(lián)聚乙烯材料的優(yōu)點(diǎn)：電氣性能比聚乙烯還優(yōu)良；其機(jī)械性能比聚乙烯好，所以應(yīng)用比聚乙烯廣泛。軟化溫度比聚氯乙烯高，電纜正常的運(yùn)行溫度能達(dá)到90。缺點(diǎn)是加工困難，易燃燒。2數(shù)據(jù)電纜2.1數(shù)據(jù)電纜的簡(jiǎn)介隨著光通信技術(shù)的高速發(fā)展，我國有線通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)和局間中繼線路已普遍使用光纜，光纖進(jìn)入接入網(wǎng)已成為必然趨勢(shì)。但光纜敷設(shè)費(fèi)用太高，接頭費(fèi)用和終端光-電轉(zhuǎn)換費(fèi)用昂貴，因此，在光纖化

10、普及前的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，接入網(wǎng)的用戶線仍將以金屬纜為主。金屬纜主要包括全塑電纜、同軸電纜和數(shù)據(jù)電纜三種。其中，數(shù)據(jù)電纜是目前比較理想的寬帶接入網(wǎng)的傳輸媒體，它具有制造成本較低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)充性好、便于網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的優(yōu)點(diǎn)，主要用于大樓綜合布線、小區(qū)計(jì)算機(jī)綜合布線等。 數(shù)據(jù)電纜主要分為兩種：一種是美洲推行的100電纜，主要是針對(duì)非屏蔽類雙絞線（UTP:Unshielded Twisted Pair）；另一種是歐洲推行的150電纜，主要是針對(duì)屏蔽類雙絞線（STP:Shielded Twisted Pair）。數(shù)據(jù)電纜中應(yīng)用最為廣泛的是美洲推行的100電纜，即：UTP。UTP按其傳輸頻率，主要分為5大類

11、：類別類型寬帶備注CAT3UTP16MHz現(xiàn)在主要用于電話線CAT4UTP20MHz比較少見CAT5UTP100MHz常用于局域網(wǎng)CAT5eUTP100MHz（支持雙工通信）常用于局域網(wǎng)CAT6UTP250MHz開始涌現(xiàn)2.2數(shù)據(jù)電纜的主要傳輸特性1）相時(shí)延相時(shí)延定義為電纜長(zhǎng)度L除以相速度。相時(shí)延由下式確定：式中： T相時(shí)延（s）； L電纜長(zhǎng)度（m）。2）時(shí)延差相時(shí)延差定義為電纜中任意兩線對(duì)間的相時(shí)延之間的差。 相時(shí)延差由下式確定：式中： 相時(shí)延差，s； 一對(duì)線的傳播速度，m/s； 另一對(duì)線的傳播速度，m/s； l電纜長(zhǎng)度，m。3）衰減衰減在相關(guān)的電纜詳細(xì)規(guī)范指定的頻率上或頻帶內(nèi)測(cè)量。 選用的

12、測(cè)量技術(shù)應(yīng)達(dá)到±5%的精度。 測(cè)量應(yīng)在平衡條件下進(jìn)行。 當(dāng)使用不平衡試驗(yàn)儀表時(shí)， 線對(duì)的兩端應(yīng)通過平衡變量器接到試驗(yàn)儀表。應(yīng)選擇能使試驗(yàn)儀表在試驗(yàn)頻率上與電纜的標(biāo)稱特性阻抗匹配的平衡變量器。 為了補(bǔ)償平衡變量器的剩余失配，宜將平衡變量器連到一根短段的被測(cè)電纜上（ m 1 £ ）進(jìn)行系統(tǒng)的初始校準(zhǔn)。 測(cè)量應(yīng)在環(huán)境溫度下進(jìn)行，對(duì)于1MHz以上的頻率，衰減應(yīng)按下式修正到20： 實(shí)測(cè)衰減，dB/100 m；T 環(huán)境溫度，； 修正到20的衰減，dB/100 m。4）近端串音衰減近端串音衰減應(yīng)采用掃頻發(fā)生器和選頻接收器在電纜詳細(xì)規(guī)范指定的頻率上或頻帶內(nèi)測(cè)量。 將兩對(duì)線通過平衡變量器接到

13、試驗(yàn)儀表，在平衡狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)選擇能使試驗(yàn)儀表在試驗(yàn)頻率上與電纜的標(biāo)稱阻抗匹配的平衡變量器。推薦平衡變量器用銅帶或銅管屏蔽。線對(duì)的屏蔽和（或）電纜屏蔽與平衡變量器的屏蔽應(yīng)在接收端接地。 被測(cè)的兩對(duì)線應(yīng)以標(biāo)稱特性阻抗作為終端，而其余的線對(duì)可不必加上終端。應(yīng)特別注意使末端的耦合效應(yīng)最小。在剝?nèi)ル娎|護(hù)套時(shí)，應(yīng)保持各線對(duì)的扭絞并很好地將線對(duì)分開。近端串音衰減（NEXT）定義為：是主串回路發(fā)送功率串到被串回路近端后的衰減值式中：為主串線對(duì)近端的輸入功率；為被串線對(duì)近端的串音輸出功率。5）近端和遠(yuǎn)端串音衰減功率和近端和遠(yuǎn)端串音衰減功率和（PS）定義為：式中： n對(duì)絞組（或四線組的一對(duì)線）數(shù)；第j對(duì)線（

14、或四線組的一對(duì)線）與第i線對(duì)（或四線組的一對(duì)線）之間的串音衰減；第j對(duì)線（或四線組的一對(duì)線）的功率和。注： 式中包含了各種類型的串音衰減功率和，如：近端串音衰減功率和、輸入/輸出串音衰減功率和及等電平遠(yuǎn)端串音衰減功率和。6）等電位遠(yuǎn)端串音是主串回路發(fā)送功率串到被串回路遠(yuǎn)端后的衰減值。遠(yuǎn)端串音衰減應(yīng)采用掃頻發(fā)生器和選頻接收器在電纜詳細(xì)規(guī)范指定的頻率上或頻段內(nèi)測(cè)量。 將兩對(duì)線通過平衡變量器接到試驗(yàn)儀表，在平衡狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)選擇能使測(cè)量?jī)x表在試驗(yàn)頻率上與電纜的標(biāo)稱阻抗匹配的平衡變量器。推薦平衡變量器用銅帶或銅管屏蔽。線對(duì)的屏蔽和（或）電纜屏蔽與平衡變量器的屏蔽應(yīng)在接收端接地。 電纜中的所有線對(duì)應(yīng)

15、以標(biāo)稱特性阻抗作為終端。應(yīng)特別注意使末端的耦合效應(yīng)最小。在剝開電纜護(hù)套時(shí)，應(yīng)保持各線對(duì)的扭絞并很好地將線對(duì)分開。 IO FEXT的測(cè)量應(yīng)在至少100 m的長(zhǎng)度上進(jìn)行。為了使從試驗(yàn)儀器的背景噪聲引起的誤差最小，推薦被測(cè)電纜的最大長(zhǎng)度不應(yīng)超過300 m。對(duì)于長(zhǎng)度大于100 m 的IO FEXT的測(cè)量值和EL FEXT的計(jì)算值應(yīng)按下式修正到100米的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度：EL FEXT=EL FEXT0+10lg(L0/100) (dB/100m)EL FEXT 修正到100 m長(zhǎng)度的等電平遠(yuǎn)端串音，dB/100 m；L0被測(cè)電纜實(shí)際長(zhǎng)度m；優(yōu)先選擇100 m；EL FEXT0等電平遠(yuǎn)端串音測(cè)量值，dB/電纜長(zhǎng)

16、度。7）特性阻抗在給定線路參數(shù)的無限長(zhǎng)傳輸線路上，行波的電壓與電流的比值。8）回波損耗由于阻抗不匹配而使部分傳輸信號(hào)的能量被反射回去。用阻抗表示的回波損耗由下式給出：式中： RL回波損耗，dB；測(cè)得的電纜復(fù)數(shù)阻抗（電纜遠(yuǎn)端終接阻抗），；基準(zhǔn)阻抗，（即按規(guī)定的100，120或150）。3.FSC目前生產(chǎn)的一些數(shù)據(jù)電纜類型以及數(shù)據(jù)電纜發(fā)展前景2011年FSC重點(diǎn)放在了生產(chǎn)通信電纜、電話線和數(shù)據(jù)電纜上。關(guān)于FSC生產(chǎn)的通信電纜的型號(hào)主要有：HYAT(1200對(duì)以下)、HYAC（1200對(duì)以下）、HYA（2400對(duì)以下）等。生產(chǎn)的數(shù)字電纜型號(hào)有：HSYV-6 4*2*0.5 HSYV-5E 4*2*0

17、.5 HSYV-5 4*2*0.5 HSYV-5 25*2*0.5 HSYV-3 25*2*0.5 HSYVP-5E 4*2*0.5 HSYVP-5 4*2*0.5 等。生產(chǎn)的電話線型號(hào)有：HBV-J型電話網(wǎng)用戶銅芯室內(nèi)線 HBYV-J型電話網(wǎng)用戶銅芯室內(nèi)線 以及HYYC也就是DDN DW(8) 0.5*1P電話線等。（下一步計(jì)劃開始研究光伏電纜）數(shù)據(jù)電纜的發(fā)展前景：一、現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)信息社會(huì)。隨著信息網(wǎng)絡(luò)和個(gè)人計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，對(duì)局域網(wǎng)和智能大廈布線系統(tǒng)傳輸線路的需求呈爆炸性增長(zhǎng)?；诔杀竞褪褂梅奖阈缘目紤]，銅纜到戶是光纜接入不可缺少的補(bǔ)充，因而90年代初新興的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電纜承擔(dān)了信息高速公路最后一百米的傳輸重任。 二、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電纜的發(fā)展 由于信息量的不斷增大，人們對(duì)傳輸速率的要求也越來越高。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電纜的發(fā)展也從最初傳輸帶寬100MHz的五類，增強(qiáng)型超五類電纜，甚至將來帶寬達(dá)到250M Hz和600MHz的六類、七類電纜。 目前，五類、超五類纜已經(jīng)被廣泛地使用在局域網(wǎng)和智能大廈布線系統(tǒng)的計(jì)