同轴对称电缆

1、射频电缆国际标准化的新进展 摘要近年来，射频电缆在信息和通信领域内获得了广泛应用，本文概述它在国际标准化方面的新进展。 关键词标准化；射频电缆；测试方法 1前言 射频电缆专业在国际上属国际电工委员会（IEC）第46A分技术委员会（SC46A）， 1961年6月成立时其名称为“射频电缆及附件”，1989年以来为适应计算机及信息通信的新发展，改名为“同轴电缆”至今。 SC46A正式成立以来，至今已召开了24次国际会议，最近一次是1999年10月28日在日本京都召开的，参加会议的有SC46A主席、秘书，IEC总会代表及中、英、德、法、日、意、俄、波、加、瑞典、芬、荷等14个国家的20位代表

2、。作者之一有幸参加了这次会议并亲身感受到射频电缆国际标准化事业的发展盛况。射频电缆主要用于信息基础设施GII（Globe Information Infrastructure）、NII （National Informa tion Infrastructure）及HII（Home Information Infrastructure），与信息和通信技术（ICT：InformationCommunication Technology）领域的飞跃发展有着越来越紧密的联系，其发展前景十分良好。近年以来SC46A的会议节奏加快、有关国际标准的制定进展也明显加速，充分适应了全球信息工业迅猛发展的新需求。

3、以下对于射频电缆国际标准化最新发展动向作简要介绍，以供参考。 2射频电缆总规范的修订和补充 射频电缆总规范IEC 60096系列及IEC 61196系列在近年以来已进行了不少修订和补充。例如与IEC6009601（第2版）“射频电缆第0部分：详细规范设计指南，第一篇同轴电缆”（199年7月出版）等同的国家标准GBT11322.11997也已发布。近年以来IECSC46A已对其作出修订，将原标难中的表3.1介质和护套的材料常数及不同材料的数值表以及表4特性阻抗、介质外径的标准值进行了修订，并且将IEC60078标准“射频同轴电缆的特性阻抗和尺寸”（1967年出版）的相应内容列入，这是十

4、分重要的发展动向，我国的相应国标 GBTll322.11997应尽快采纳IEC最新修订文件的内容进行相应的修订，以便与国际尽快接轨。对于IEC 611961（第1版）“射频电缆第1部分：总规范总则、定义、要求和试验方法”（199年5月出版），在1999 年8月已正式出版修订版文件，对原标准文件中很多编辑上的错误进行了校正，并修订和列入了很多新的试验方法，使该总规范更全面、更完善，适应了射频电缆专业发展的新要求。我国已按照上述总规范标准及其最新修订版本制定了等同采用的国家标准，现在在上报之中。这一最新总规范比我国现行射频电缆总规范GB1226990 “射频电缆总规范”更先进，要求也更严格。例如对

5、于射频电缆的主要指标回波损耗的测试方面，严格规定了驻波电桥的定向度不小于36dB、试验连接器、转接器、终端负载的固有回波损耗不小于40dB，规定整个测试频段之间扫频试验的取样点数必须满足的要求，以及规定被测试样在最低试验频率下的衰减必须大于 6dB，还规定了详尽的误差校正步骤以保证测试精度，这些都是值得注意的。 新的总规范标准IEC 611961还对吸收钳法测量屏蔽衰减的计算公式作了重大修改，它采用吸收钳实测的近端或远端串音功率的最大值来代替以前所用的近端和远端串育功率之和的最大值，使屏蔽衰减的实测结果更为合理。 此外，该标准还补充了额定功率测试方法以及使用频率可达3GHz的三同轴屏蔽测试方法

6、以及适用于低噪声电缆的机械感应噪声测试方法等等。因此这一最新总规范标准的全面贯彻，对于提高我国射频电缆专业的质量控制水平有重大实际意义。 3 CATV电缆标准化的新发展 CATV电线即有线电视电缆，是射频电缆的主要产品系列之一。自从20世纪40年代CATV电缆在美国问世以来，获得迅速的发展。现代的CATV系统已经从单纯分配电视节目转向宽频带、双向化、多媒体化、数字化以及网络化发展方向。采用HFC网（光纤同轴混合网）的CATV网络已成为电视、电脑、电话三网合一最有希望的方式。特别是因特网（Internet）的飞速发展，入网主机数在欧洲的年增长率达63，在亚洲更是高达145，全球入网用户数1999

7、年底可达2.59亿，预计2002年可达4.9亿，这大大促进了电信业及CATV的发展。IEC为了适应这一方面的新发展，正加速进行电缆分配网用同轴电缆的标准化工作。经过去年日本京都会议，同轴电缆的用途已扩充成含义更广泛的ICT及多媒体分配网络和系统用。IEC现正在制定62029系列标准，包括总规范、试验方法，干线、分配线及用户线的分规范，并且已出版了CATV 电缆组件的两个最新详细规范IEC6096625“射频同轴电缆组件第25部分：无线电和电视接收机用电线组件详细规范”（01000MHZ）和 IEC6096626“射频同轴电缆组件第26部分：无线电和电视接收机用电缆组件详细规范”（0300 0M

8、HZ）。我国是CATV大国，用户数超过 8000万户，已超过美国（用户数约6800万户），成为世界第一，因此CATV电缆的市场是十分巨大的，特别是目前正在进行的 CATV系统双向化改造工作，使CATV电缆的使用频率进一步向低频方面扩展（可低达 5MHz），因此尽快跟踪国外这一领域的发展动向，提高我国CATV电缆的质量，并且进一步向广阔的国际市场进军，有很重大意义。 4数据电缆的标准化 近年以来，数据用同轴电缆的标准化工作已经基本完成，业已制定了IEC 61196 3第1版（1998年 7月）“射频电缆一第3部分：局域网用同轴电缆分规范”； IEC 6119631第1版（1995年5月）“射频电

9、缆一第31部分：水平市线用数字通信同轴电缆一第1节：用到500m及10Mbs的电缆详细规范”；IEC 611963 2第1版（1997年9月）“射频电缆第32部分：水平布线用数字通信同轴电缆一用到185m及10Mbs局域网用实心介质同轴电缆”； IEC 6119633第1版（1997年 9月）“射频电缆一第33部分：水平布线用数字通信同轴电缆用到185m及 10Mbs局域网用泡沫介质同轴电缆”。在这方面尚留下一项新建议项目（46A 244NP）IEC6119634“用到185m及10Mbs局域网用最佳编织外导体（屏蔽）同轴电缆详细规范”，这一项目如能完成，这可大大减少编织导线材料用量来制成屏蔽

10、性能最佳化的局域网电缆产品。目前由于主持这一项目的英国专家Fowler 尚未完成技术性的文件IEC61844TR第1版（新建议项目）“编织同轴电缆电磁兼容性屏蔽最佳化导则”，该项目还有待于进一步发展。 90年代中期以来，由于制造工艺的进步，对绞电缆进入了高速局域网的应用领域，用到100Mbs的第五类对续电缆已制定成国际标准，现在SC46C“电线和对称电缆”分委员会已提出了制定更高速的对绞数字电缆的新标准建议项目IEC61154 5”传输特性超过五类的对续星统对称电缆”，其最高工作频率可达600MHz。随着数据通信的进一步发展，今后可能扩展到1GHz。由于使用频段大大展宽，迫切需要制定相应的标准

11、试验方法。为满足这一迫切需要SC46A分委员会正在加速开展有关试验标准IEC61935“与ISOIEC11801对应的通用布线试验总规范一第1部分：试验方法”以及IEC 62075“用到600MHZ的对称电缆组件的试验方法”的制定工作。 5屏蔽效率测量方法的标准化 屏蔽效率测量方法的标准化一直是SC46A的工作重点，这适应了信息高速公路高速率、宽频带及双向化的迫切要求。SC46A近年来已制定出多种新的屏蔽测量方法标准。例如终端匹配的三同轴法，可测到3GHz（理论上可达12GHZ），吸收钳法的测试频段已展宽到2.5GHz，线路注入法也可测到20GHZ，至于混响室法测量屏蔽衰减，其频段可宽达0.3

12、40GHz，还在研究不需要屏蔽房的开放式测量屏蔽衰减的新方法。作为屏蔽性能的技术性指导文件，已制定了IEC 62064TR“射频电缆一表面转移阻抗与屏蔽衰减的关系”；IEC 61917TR3“电缆、电缆组件和连接器一电磁屏蔽兼容性测量导论”。为了满足传输速率更快的FTP、STP类屏蔽对续电缆的开发要求，这次日本京都会议上还介绍了测量屏蔽对称电线耦合衰减的三同轴试验新方法，其工作频段可达4GHz，这是一项很有实用价值的标准化工作。 6互调失真测量的标准化 无源互调测量（PIM）是一项很重要的测量新方法，对于移动通信应用有重大实际意义。近年以来，移动通信已成为发展最迅速的通信领域，每年的增长率达

13、30以上，预计到2010年全球移动电话用户数会与固定电话用户总数持平。新的第三代移动通信系统IMT2000标准正在制定，移动通信的蜂窝结构将越来越小，通信容量将越来越大，其业务范围将向多媒体领域发展，移动上网、移动计算、移动接入网将越来越普遍。由于各种新的无线电业务占据了现有的有效频谱，基站设备的互调失真已成为影响系统整体性能的十分关键指标。典型的要求是三阶失真（IM3）至少应为一131dBc。较为先进的电缆制造厂例如德国 RFS Kabelmet al公司生产的RF电缆组件可达一 162dB。在这一方面，我国的相应制造厂存在一定差距，而在测量方法上差距更大，尚属空白领域，甚至有些外资制造厂也

14、需花费很大的精力和财力，将RF电缆及组件送样到国外去测量。为适应我国蓬勃发展的移动通信市场的需求，我国急需在这方面开展工作。为适应移动通信领域的发展要求， IECTC46对此 工作十分重视，已成立一个工作组WG6，专门从事这一测量方法的标准化，现已制定了一个新标准IEC62037“射频连接器、电缆组件和电缆一互调电平测量”。还准备制定一系列新标准，在这一方面的发展动向是十分值得我们加以重视的5类电缆的制造及质量控制（1）关键词5类缆；数据传输 1前言 当今，信息高速公路的建设已成为风靡全球的产业。而网络作为信息的载体，近年来在我国的发展也非常迅猛。光线以其传播速度快、信息容量大成为广域网（WA

15、N）传输介质的首选。 但是，局域网（LAN）的大楼通信综合布线系统中，由于光缆敷设费用太高，且接头费用和终端光一电转换费用昂贵，因此其造价非常昂贵。为此，须寻求一种价廉物美的数据通信电缆来担任最后 100m的传输任务。这样，5类缆超5类缆应运而生。 所谓5类电缆（Category 5 Cable）是指高速数据传输用（频率为 100MHz）无屏蔽对绞电缆的一种俗称。 目前5类UTP电线主要用于大楼通信综合布线系统的工作区通信引出端到办公区域通信接线盒的水平布线。所谓水平的含义是指上述布线方式主要是沿着地板或天花板的水平走向，安装在管道、线槽中及地板与天花板的夹层中。根据EIATIA568A规定，

16、水平布线一般是4对100UTP电缆。据统计，每年需求增长速度超过50，估计到2000年5类统的年需求量可达70万km以上。 2电缆结构及原材料 2.1结构设计 5类电缆除了UTP（无屏蔽对统统）外，还包括屏蔽型电缆FTP、STP、SUTP、SSTP，其主要区别是有不同的屏蔽结构。 由于100MHz 5类统主要传输参数有衰减、近端串音、结构回波损耗。所以在设计中应首先考虑这几个参数。 衰减是决定局域网设计和信号在电缆中传输距离的主要因素。而导体和绝缘的类型以及几何尺寸是影响数据对称电缆衰减的主要因素。在设计中有以下几个方法可降低衰减。 a）增加绝缘厚度； b）采用物

17、理发泡绝缘降低介质损耗； a）导体外径公差应严格控制在±3m之内。采用x-y双轴激光外径控制显示器随时监控外径，以保证阻抗均匀性。 b）在对统及成缆的过程中，线对节距的一致性及导体线对收放线张力的均匀性应严格控制。 2.2材料选择 导体材料：退火铜线 24AWG（0.511mm） 绝缘材料：高密度聚乙烯 护套材料：低烟低卤阻燃PVC 3电缆的制造 3.1绝缘单线的挤制 由于高速数据传输电缆传输100MHz以上的高频，对电缆结构尺寸的稳定性和均匀性要求严格，因此电缆生产过程中的每一道工序都可能把自身的问题带到成品中去，而制造过程中的第一道工序 绝缘单线的挤

18、制是整个生产的中心环节。 良好的控制单线制作过程是生产高性能电缆的基础。线芯绝缘不偏心是阻抗保持稳定的前提，而且在轴向要求达到均匀一致的加工精度。在生产中本公司采用引进的拉丝-退火-预热-绝缘高速串列生产线技制单线。 1）生产线速度为800mmin，具有x-y双轮全自动外径闭环反馈控制系统，实时监控外径的偏差，同轴电容闭环控制系统同步检测电容，精密的张力自动控制系统保证了导线外径的均匀性，同心度控制在95以上，铜线外径偏差±3m以内，电容波动在1pFm。 2）色母粒应少加，绝缘线的颜色尽量做淡。因为任何一种颜色对介质来说都是杂质，颜色越深则衰减越大。 3）导体的伸长率是导体

19、质量的另一个重要指标。导线稍硬或者说弹性模量较大可使导线在后续加工过程中不易变形，有利于阻抗均匀性。另外，导线伸长率控制范围小，则可避免两根软硬不均的芯线对统所产生的不均匀性，从而减小结构回波损耗。在实际生产中，导线伸长率控制在15 22，尽量做到每道工序后伸长率基本保持不变3.2绞制工序 绞制包括对统和成缆两个过程，目前国际流行的群绞机把这两步并在一步完成。这种群统机的优点是：将对统和成线两工序合二为一，省去对绞后的收绕和成缆时的放出，减少导线的反复弯曲从而有利于电缆的电气性能的稳定。省人工、占地小。这种群续机最大的缺点是放线不易退扭，线对受力均匀性不及单独工序，而且投资大。 本公司在利用原

20、有设备及部分设备改制的基础上，采用对统和成线两步的方式。 1）对绞 a）对统节距 电缆对统节距对近端串音有很大的影响，与普通2类、3类线相比，5类缆对统节距要小得多，最小节距可以是10mm。但并不是节距越小越好，因为节距小会引起生产速度慢、材料用量增加、铜线的直流电阻增大、电缆衰减增加。实践证明节距为10121416并不是最佳的，而在1222范围之内选择适当的四个节距，才能获得较佳的衰减及近端串音。 b）对续设备 要求对绩时速度快而均匀。通常生产通信电缆的国产高速对绞机，经过改制，使节距在1050 mm范围内，能满足生产5类缆的要求。 放线装置采用主动放线，两单线进入对统机

21、之前，一定要有同步皮带上下压住，使进入对续机的两根线张力均匀。张力过大会拉细铜线，过小则芯线松驰、跳动。节距形成后再加一个定型装置，使线对呈完好的螺旋型。同时机器配置灵敏的张力反馈系统。 对对统的质量要求是，当线对被退扭后，两根绝缘导线的长度应相等。 2）成统 在实际生产中，为充分利用现有设备，降低生产成本，在原有的成缆设备上进行技术改造。技术改造主要内容有：放线架采用主动放线；四对线进入成缆机之前一定要有同步皮带上下压住，使四对线受力均匀；导轮尽量大，使对统节距保持稳定，并有张力反馈。成缆节距控制在180mm以下，成缆节距小，有利于统芯结构稳定。 对成缆的质量要求是，缆芯结构稳定、

22、紧凑，节距不易松散，对阻抗不均匀性影响最小。 3.3护套 UTP 4对5类缆护套最小厚度0.50mm，电缆最大外径小于5.8mm，中间放一撕裂绳。外护套表面圆整、光滑，延伸率125，抗拉强度大于12.5MPa。护套包覆于缆芯外，既不能使缆芯松动，也不能挤压线芯，以防电气性能易受环境变化的影响。 本公司技护套在常规的45单螺杆挤出机上进行，但增加了主动放线、激光测径仪及喷墨印字设备。 3.4成圈与包装 传统的成圈工艺使电缆在施工放出时易打扭，使缆芯出现“退扭”及“加扭”。当出现这种情况时，电缆的阻抗将产生变化并引起“结构回波损耗”问题，同时使90m段长内的电缆串育性能降低。我们自制一台简易交叉卷

23、绕成图机，成圈后线缆呈型排列，放线时采用国际流行的匣式无扭自由放线，不会扭曲。 标准包装为304.8m（或1000英尺），小包装100m或91.44m（300英尺）。采用特制纸箱进行包装。 4测试结果 4.1测试标准 依据什么标准来衡量5类电缆的结构尺寸与性能是非常关键的。目前，国际上有关5类电缆的标准有以下几个可供参考： 1）IEC1156、1（1994）及 IEC1156.24（1995）的LAN通信电缆系统标准； 2）ISOIEC，11801（1995）标准； 3）美国电子工业协会1991年1月颁布的 EIATIA568标准，以及随后修改并作为替代前者及 TSB36、

24、TSB40和TSB58的EIATIA586A标准； 4）美国NEMA及UL分别于1994年颁布的相应标准。 我国5类电缆的国家标准有以下两个： 1）YDT 926.121997大楼通信综合布线系统标准； 2）YDT 838.141996数学通信用对绞星级对称电缆标准。 4.2测试设备及结果 测试设备采用美国DCM CMS2XLD网络分析测试仪。本公司按上述规范设计，批量生产的电缆用成圈后装箱（长度为304.8m）的5类线缆进行测试，测试频率1350MHz。 5.结束语 高频数字式对称电缆的电气性能与线对的几何尺寸和稳定性有紧密关系，在生产中应重视每一细小环节对几何尺寸的影响。要使电缆

25、能工作在更高频率下，如 350622MHz，则线对必须单个包覆与屏蔽。 国外已开发出622MbS的超7类缆，除采用单个线对单独屏蔽外，还把单个线对固定在网状骨架槽中，结构非常稳定。如美国Prestolite wire（普利多导线公司）生产的NETLink GXTM 550MHz 7类光屏蔽UTP 4对电缆使用的就是网状骨架结构，其近端串音和结构回波损耗在高频时的性能相当好。 国内现有的设备尚无力生产这种结构的超5类统，但从大容量信息对信道带宽要求的发展趋势来看，超高频（350MHz以上）数字对称电缆必定取代现有的高频（100MHz）的数字对称电缆。COAX 75与50欧姆的由来線材使用的特性由

26、關，一般來說50ohm的線材都是比較普遍的。 阻抗的大小影響導體的傳導特性。阻抗高，它能傳輸的距離就會比較的遠，阻抗底的傳輸的功率就大。生產的線材阻抗的大小決定於它設計的用途。50ohm的功率大，100ohm的傳輸距離遠，75ohm選取的就是折中的辦法，距離和功率比較適中。最大功率的處理能力發生在約30W的特性阻抗.。同時，處裡最小信號衰減能力是發生在特性阻抗是77W的時後。因此50W是兼顧兩者的最佳選擇，所以大部份高頻微波系統選擇50W的特性阻抗。最大功率的處理能力和處裡最小信號衰減能力分别是指在在30ohm的时候对功率的处理能力最大，简单的来说是可以传输的信号功率最大。而处理最小信号的衰减

27、能力，就是它传输信号时可以分辨最小的信号衰减，简单的理解为可以使信号传输损耗最小。这些可以通过测试得出，或者是大量运用的结论DVI所用的线材中有50ohm,75ohm两种特性阻抗 ，一般50的用来传输数字信号。75用来传输模拟信号/50ohm的绝缘材质是高密度PE，而75ohm的使用发泡PE绝缘材质是绝对会影响特性阻抗的,因为不同的绝缘材质它的介电系数也是不一样的此主题相关图片如下：同轴电缆结构与材料 选择某一用途的同轴电缆的主要技术依据是其电气性能、机械性能和环境特性等。电缆最重要的电气性能是衰减低、阻抗均匀、回波损耗高，对于漏泄电缆还有很关键的一点是其最佳的耦合损耗。电缆的主要作用是传输信

28、号，因此，应使电缆结构和材料保证在电缆整个使用期限内都有很好的传输特性，这一点非常重要. 1、内导体铜是内导体的主要材料，可以是以下形式：退火铜线、退火铜管、铜包铝线。通常，小电缆内导体是铜线或铜包铝线，而大电缆用铜管，以减少电缆重量和成本。对大电缆外导体进行轧纹，这样可获得足够好的弯曲性能。内导体对信号传输影响很大，因为衰减主要是内导体电阻损耗引起的。其电导率，尤其是表面电导率，应尽可能高，一般要求是58MS/m（+20），因为在高频下，电流仅在导体表面的一个薄层内传输，这种现象称为趋肤效应，电流层的有效厚度称为趋肤深度。表1表示铜管和铜包铝线作为内导体时在特定频率下的趋肤深度值。内导体用的

29、铜材质量要求很高，要求铜材应无杂质，表面干净、平整、光滑。内导体直径应稳定且公差很小。直径的任一变化都会降低阻抗均匀性和回波损耗，因此应精确控制制造工艺。2、外导体外导体有两个基本的作用：第一是回路导体的作用，第二起屏蔽作用。漏泄电缆的外导体还决定了其漏泄性能。同轴馈线电缆和超柔电缆的外导体是由轧纹铜管焊接而成的，这些电缆的外导体完全封闭，不允许电缆有任何辐射。外导体通常由铜带纵向包覆而成。在外导体层上，开有纵向或横向的槽口或小孔。外导体开槽在轧纹型电缆中比较常见。通过沿轴向方向对轧纹波峰进行等距离切削开槽形成。削去的部分所占比例很小，且槽孔间距远远小于传输的电磁波长。显然，将非漏泄型电缆按以下方法加工可制成漏泄电缆：以120度夹角对非漏泄型电缆中常见的普通皱纹型电缆的外导体波峰进行切削，获得一组合适的槽孔结构。漏泄电缆的外形、宽度及槽孔结构决定了其性能指标。外导体用的铜材也应质量很好，导电率高，无杂质。外导体尺寸应严格控制在公差范