数据电缆基础知识

数据电缆数据电缆 为了研究什么是数据电缆 首先要搞清楚什么是电缆 以及电 缆有哪几种分类 数据电缆的优势和现在市面上主要流行哪几种规 格的数据电缆 以及数据电缆的一些主要参数和 FSC 生产的一些型 号的数据电缆 1 电缆 电缆 Cable 1 1 电缆的基本介绍电缆的基本介绍 定义 1 由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘和保护层制成 将电力或信息从一端传输到另一端的导线 定义 2 以金属作媒介传输电信号的装置 电缆 电缆 electric cable power cable 通常是由几根或几组导线 每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆 每组导线之间相互绝缘 并常围绕着一根中心扭成 整个外面包有高度绝缘的覆盖层 常用的电线电缆分为以下几类 裸导线 绝缘电线 耐热电线 屏蔽电线 电力电缆 控制电缆 数据电缆 射频电缆等 1 裸电线 裸电线指仅有导体 而无绝缘层的产品 其中包 括铜铝等各种金属和复合金属圆单线 各种结构的架空输电线用 的绞线 软接线 型线和型材 2 绝缘电线 具有绝缘层带有绝缘性能的电线 3 耐热电线 具有耐高温绝缘层性能的电线电缆 4 屏蔽电线 添加屏蔽层 能有效屏蔽外界干扰信号的电线 5 电力电缆 用于传输和分配电能的电缆 常用于城市地下 电网 发电站的引出线路 工矿企业的内部供电及过江 过海的水 下输电线 6 控制电缆 适用于工矿企业 能源交通部门 供交流额定 电压 450 750 伏以下控制 保护线路等 场合使用的聚氯乙烯绝缘 聚氯乙烯护套控制电缆 7 数据电缆 数据电缆主要应用于小区和商务大楼的网络布 线 常用的数据电缆铜对绞电缆有 4 对芯线 根据电缆的结构不 同按照传统的分类有 3 中类型 UTP 非屏蔽双绞线 FTP 屏蔽双 绞线 和 SSTP 全屏蔽双绞线 8 射频电缆 射频电缆是传输射频范围内电磁能量的电缆 1 2 电缆的命名规则电缆的命名规则 电线电缆产品的命名有以下原则 1 产品的名称中包括的内容 1 产品应用场合或大小类名称 2 产品结构材料或型式 3 产品的重要特征或附加特征 基本按以上顺序命名 有时为了强调或附加特征 将特征写到 前面或相应的结构描述前 2 结构描述的顺序 产品结构描述按从内到外的原则 导体 绝缘层 内护层 外护层 铠装型式 3 简化 在不会引起混淆的情况下 有些结构描述省写或简写 如汽车 线 软线中不允许用铝导体 故不描述导体材料 电线电缆的型号组成与顺序如下 1 类别 用途 2 导体 3 绝缘 4 内护层 5 结构特征 6 外护层或派生 7 使用特征 1 5 项和第 7 项用拼音字母表示 高分子材料用英文名的第 一位字母表示 每项可以是 1 2 个字母 第 6 项是 1 3 个数字 型号中的省略原则 电线电缆产品中铜是主要使用的导体材 料 故铜芯代号 T 省写 但裸电线及裸导体制品除外 裸电线及裸 导体制品类 电力电缆类 电磁线类产品不表明大类代号 电气装 备用电线电缆类和通信电缆类也不列明 但列明小类或系列代号等 第 7 项是各种特殊使用场合或附加特殊使用要求的标记 在 后以拼音字母标记 有时为了突出该项 把此项写到最前面 如 ZR 阻燃 NH 耐火 WDZ 低烟无卤 企业标准 TH 湿热 地区用 FY 防白蚁 企业标准 等 1 3 常用电缆型号中字母含义常用电缆型号中字母含义 1 类别与用途代号 A 安装线 B 绝缘线 H 市内通信电缆 K 控制电缆 R 软线 S 射频电缆 2 导体代号 T 铜导线 略 L 铝芯 3 绝缘层代号 V PVC 聚氯乙烯 YJ 交联聚乙烯绝缘 X 橡皮 Y 聚乙烯绝缘 Z 低烟无卤阻燃烯烃 F 聚四氟乙烯 W 聚全氟乙丙烯 4 内护层代号 V 聚氯乙烯护套 Y 聚乙烯护套 W 含氟聚合物护套 N 尼龙护套 P 铜丝编制屏蔽 5 特征代号 B 扁平型 R 柔软型 C 重型 Q 轻型 G 高压 S 双 绞型 6 铠装层代号 2 双钢带 3 细圆铜丝 4 粗圆铜丝 7 外护层代号 1 纤维层 2 PVC 护套 3 PE 套 1 4 电缆主要材料电缆主要材料 1 铜丝 采用电解铜作为原料 经连铸连轧 注 1 的工艺制成的铜线称 为低氧铜线 经上引法 注 2 制成的铜线称为无氧铜线 注 1 连铸连轧 注 2 上引法 低氧铜线含氧量为 100 250ppm 含铜量为 99 9 9 95 导 电率为 100 101 无氧铜线含氧量为 4 20ppm 含铜量为 99 96 9 99 导电 率为 102 铜的比重为 8 9g cm3 2 铝线 用作电线用的铝线都要进行退火软化过 用作电缆用的铝线一 般不用软化 电线电缆用的铝的电阻率要求达到 0 028264 铝的比重为 2 703g cm3 3 聚氯乙烯 PVC 聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础 假如各种配合剂混合 而成的 如防老剂 抗氧剂 填料 光亮剂 阻燃剂等 其密度为 1 38g cm3 1 46g cm3 聚氯乙烯的优点 力学性能优越 耐化学腐蚀 不延燃 耐热 性好 电绝缘性能好 容易加工等 聚氯乙烯的缺点 燃烧时有大量有毒的烟雾发出 热老化性能差 4 聚乙烯 PE 聚乙烯由精致的乙烯聚合而成 按密度分为低密度聚乙烯 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为 0 91g cm3 0 925g cm3 中密度聚乙烯的密度一般为 0 925g cm3 0 94g cm3 高密度聚乙烯的密度一般为 0 94g cm3 0 97g cm3 聚乙烯的优点 绝缘电阻和耐电压强度高 在较宽的频带范围内 介电常数和介质损耗角正切值小 富于可饶性 耐磨性能好 耐热抗老化性能以及耐低温耐化学稳定性好 耐水性能好 吸湿率低 用它制作的电缆质量轻 使用敷设方便 聚乙烯的缺点 接触火焰时易燃烧 软化温度较低 5 交联聚乙烯 XLPE 现在电缆行业使用的主要有两种类型的交联聚乙烯 一种是以 硅烷作交联剂的 叫做硅烷交联料 主要应用在低压电线电缆的绝 缘层上 另一种是以过氧化二异丙苯 DCP 作交联剂的交联聚乙烯 料 其主要是由聚乙烯 交联剂和抗氧剂组成 主要应用在中 高 压电缆的绝缘层上 对绝缘耐压等级越高 要求纯净度就越高 DCP 是一种过氧化物 温度越高 分解越快 其分解后就会催 化聚乙烯起交联反应 DCP 在常温下也会分解 不过分解速度很慢 但加热到一定的温度 超过 125 度时 会快速分解 交联聚乙烯材料的优点 电气性能比聚乙烯还优良 其机械性能比聚乙烯好 所以应用 比聚乙烯广泛 软化温度比聚氯乙烯高 电缆正常的运行温度能达 到 90 缺点是加工困难 易燃烧 2 数据电缆数据电缆 2 1 数据电缆的简介数据电缆的简介 随着光通信技术的高速发展 我国有线通信网的骨干网和局间 中继线路已普遍使用光缆 光纤进入接入网已成为必然趋势 但光 缆敷设费用太高 接头费用和终端光 电转换费用昂贵 因此 在光 纤化普及前的很长一段时间内 接入网的用户线仍将以金属缆为主 金属缆主要包括全塑电缆 同轴电缆和数据电缆三种 其中 数据 电缆是目前比较理想的宽带接入网的传输媒体 它具有制造成本较 低 结构简单 可扩充性好 便于网络升级的优点 主要用于大楼 综合布线 小区计算机综合布线等 数据电缆主要分为两种 一种是美洲推行的 100 电缆 主要 是针对非屏蔽类双绞线 UTP Unshielded Twisted Pair 另一种 是欧洲推行的 150 电缆 主要是针对屏蔽类双绞线 STP Shielded Twisted Pair 数据电缆中应用最为广泛的是美洲推行的 100 电缆 即 UTP UTP 按其传输频率 主要分为 5 大类 类别类别类型类型宽带宽带备注备注 CAT3UTP16MHz 现在主要用于电话线 CAT4UTP20MHz 比较少见 CAT5UTP100MHz 常用于局域网 CAT5eUTP 100MHz 支持双工通信 常用于局域网 CAT6UTP250MHz 开始涌现 2 2 数据电缆的主要传输特性数据电缆的主要传输特性 1 相时延 相时延定义为电缆长度 L 除以相速度 相时延由下式确定 P V L T 式中 T 相时延 s L 电缆长度 m 2 时延差 相时延差定义为电缆中任意两线对间的相时延之间的差 相时延差由下式确定 21 11 PP VV lT 式中 相时延差 s T 一对线的传播速度 m s 1P V 另一对线的传播速度 m s 2P V l 电缆长度 m 3 衰减 衰减在相关的电缆详细规范指定的频率上或频带内测量 选用的测量技术应达到 5 的精度 测量应在平衡条件下进行 当使用不平衡试验仪表时 线对 的两端应通过平衡变量器接到试验仪表 应选择能使试验仪表在试验频率上与电缆的标称特性阻抗匹配 的平衡变量器 为了补偿平衡变量器的剩 余失配 宜将平衡变量器连到一根短段的被测电缆上 m 1 进行系统的初始校准 测量应在环境温度下进行 对于 1MHz 以上的频率 衰减应按 下式修正到 20 mdBtaa T 100 20002 0 1 20 实测衰减 dB 100 m T a T 环境温度 修正到 20 的衰减 dB 100 m 20 a 4 近端串音衰减 近端串音衰减应采用扫频发生器和选频接收器在电缆详细规范 指定的频率上或频带内测量 将两对线通过平衡变量器接到试验仪表 在平衡状态下进行测 量 应选择能使试验仪表在试验频率 上与电缆的标称阻抗匹配的平衡变量器 推荐平衡变量器用铜 带或铜管屏蔽 线对的屏蔽和 或 电缆 屏蔽与平衡变量器的屏蔽应在接收端接地 被测的两对线应以标称特性阻抗作为终端 而其余的线对可不 必加上终端 应特别注意使末端的耦 合效应最小 在剥去电缆护套时 应保持各线对的扭绞并很好 地将线对分开 近端串音衰减 NEXT 定义为 是主串回路发送功率串到被串回路近端后的衰减值 dB Plg10 21NN PNEXT 式中 为主串线对近端的输入功率 1N P 为被串线对近端的串音输出功率 N P2 5 近端和远端串音衰减功率和 近端和远端串音衰减功率和 PS 定义为 dBPS n jii TalkX j ij 1 10 10lg10 式中 n 对绞组 或四线组的一对线 数 第 j 对线 或四线组的一对线 与第 i 线对 或四线组的 ij TalkX 一对线 之间的串音衰减 第 j 对线 或四线组的一对线 的功率和 j PS 注 式中包含了各种类型的串音衰减功率和 如 近端串音衰减 功率和 输入 输出串音衰减功率和及等电平远端串音衰减功率和 6 等电位远端串音 是主串回路发送功率串到被串回路远端后的衰减值 远端串音衰减应采用扫频发生器和选频接收器在电缆详细规范 指定的频率上或频段内测量 将两对线通过平衡变量器接到试验仪表 在平衡状态下进行测 量 应选择能使测量仪表在试验频率 上与电缆的标称阻抗匹配的平衡变量器 推荐平衡变量器用铜 带或铜管屏蔽 线对的屏蔽和 或 电缆 屏蔽与平衡变量器的屏蔽应在接收端接地 电缆中的所有线对应以标称特性阻抗作为终端 应特别注意使 末端的耦合效应最小 在剥开电缆护 套时 应保持各线对的扭绞并很好地将线对分开 IO FEXT 的测量应在至少 100 m 的长度上进行 为了使从试验 仪器的背景噪声引起的误差最小 推荐 被测电缆的最大长度不应超过 300 m 对于长度大于 100 m 的 IO FEXT 的测量值和 EL FEXT 的计算值应按 下式修正到 100 米的标准长度 EL FEXT EL FEXT0 10lg L0 100 dB 100m EL FEXT 修正到 100 m 长度的等电平远端串音 dB 100 m L0 被测电缆实际长度 m 优先选择 100 m EL FEXT0 等电平远端串音测量值 dB 电缆长度 7 特性阻抗 在给定线路参数的无限长传输线路上 行波的电压与电流的比值 2 ln 120ddaZ 8 回波损耗 由于阻抗不匹配而使部分传输信号的能量被反射回去 用阻抗表示的回波损耗由下式给出 RT RT ZZ ZZ RL lg20 式中 RL 回波损耗 dB 测得的电缆复数阻抗 电缆远端终接阻抗 T Z R Z 基准阻抗 即按规定的 100 120 或 150 R Z 3 FSC 目前生产的一些数据电缆类型以及目前生产的一些数据电缆类型以及 数据电缆发展前景数据电缆发展前景 2011 年 FSC 重点放在了生产通信电缆 电话线和数据电缆上 关于 FSC 生产的通信电缆的型号主要有 HYAT 1200 对以下 HYAC 1200 对以下 HYA 2400 对以下 等 生产的数字电缆型号有 HSYV 6 4 2 0 5 HSYV 5E 4 2 0 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 生产的电话线型号有 HBV J 型电话网用户铜芯室内线 HBYV J 型电话网用户铜芯室内线 以及 HYYC 也就是 DDN DW 8 0 5 1