IEC 61156-12023 数字通信用多芯对称成对四芯电缆.第1部分总规范标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:MulticoreandSymmetricalPair/QuadCablesforDigitalCommunications–Part1:GenericSpecification摘要随着全球数字通信技术的飞速发展，尤其是5G网络建设、数据中心互联及工业物联网的规模化部署，对传输介质的性能一致性、互操作性和可靠性提出了更高要求。IEC61156-1作为数字通信用多芯对称成对/四芯电缆领域的基础性总规范，是国际电工委员会（IEC）发布的重要基础性文件，为各类通信电缆的设计、制造、测试与验收提供了统一的规范性框架。本报告系统梳理了IEC61156-1:2023（第三版）的立项背景、技术内容、适用范围及主要修订变化，分析了该标准在支撑高速数据传输、保障线缆性能一致性、促进国际贸易与技术交流等方面的重要意义，并对标准参与单位及未来发展趋势进行了展望。报告指出，新版本标准在频率范围扩展、电磁兼容要求细化及测试方法更新等方面均有显著提升，对于推动全球通信基础设施建设及数字经济发展具有重要的技术支撑作用和深远影响。关键词：数字通信；对称电缆；总规范；IEC61156-1；标准化；传输性能；电磁兼容AbstractWiththerapiddevelopmentofglobaldigitalcommunicationtechnologies,particularlythelarge-scaledeploymentof5Gnetworks,datacenterinterconnections,andindustrialInternetofThings,higherrequirementshavebeenplacedontransmissionmediaintermsofperformanceconsistency,interoperability,andreliability.Asthefundamentalgenericspecificationinthefieldofmulticoreandsymmetricalpair/quadcablesfordigitalcommunications,IEC61156-1:2023providesaunifiedregulatoryframeworkforthedesign,manufacture,testing,andacceptanceofvariouscommunicationcables.Thisreportsystematicallyreviewsthebackground,technicalcontent,scopeofapplication,andmajorrevisionsofIEC61156-1:2023(ThirdEdition),analyzesitssignificanceinsupportinghigh-speeddatatransmission,ensuringcableperformanceconsistency,andpromotinginternationaltradeandtechnicalexchange.Thereportalsodiscussestheparticipatingorganizationsandfuturedevelopmenttrends.Itispointedoutthattheneweditionfeaturessignificantimprovementsinfrequencyrangeextension,refinedelectromagneticcompatibilityrequirements,andupdatedtestmethods,whichwillplayanimportantroleinsupportingglobalcommunicationinfrastructureconstructionanddigitaleconomydevelopment.Keywords:DigitalCommunications;SymmetricalCables;GenericSpecification;IEC61156-1;Standardization;TransmissionPerformance;ElectromagneticCompatibility一、引言1.1立项背景数字通信技术是现代信息社会的基石。从传统电话网络到当前的千兆宽带接入、5G移动通信以及蓬勃发展的数据中心互联，对称电缆（包括对绞线和四芯线组）在短距离和中距离传输场景中始终扮演着不可替代的角色。无论是建筑物内的综合布线系统、工业现场的以太网连接，还是通信基站与设备之间的信号传输，多芯对称电缆以其成本优势、安装便捷性和成熟的制造工艺，在全球范围内保持着巨大的市场需求。然而，随着传输速率从百兆、千兆向万兆乃至更高速率演进，电缆的传输带宽、串扰控制、阻抗一致性等关键性能指标面临越来越严苛的挑战。不同国家和地区、不同制造商生产的电缆产品在性能参数、测试方法和质量评定程序上存在差异，这不仅增加了用户的选型难度，也构成了国际贸易中的技术壁垒。在这一背景下，制定和修订统一的国际标准成为产业界的共同诉求。IEC61156-1《数字通信用多芯对称成对/四芯电缆第1部分：总规范》是IEC第46技术委员会（通信电缆）旗下第46C分技术委员会（低频和数字通信电缆）归口管理的核心基础标准。该标准首次发布于1994年，此后分别于2000年、2009年进行过修订。随着2020年前后全球通信技术进入新一轮升级周期，IEC于2021年正式启动了对该标准的第三次修订工作，历经草案编制、委员会审议、最终投票等阶段，于2023年3月14日正式发布第三版。1.2标准基本信息-标准编号：IEC61156-1:2023-英文名称：Multicoreandsymmetricalpair/quadcablesfordigitalcommunications-Part1:Genericspecification-中文名称：数字通信用多芯对称成对/四芯电缆第1部分：总规范-发布日期：2023年3月14日-发布机构：国际电工委员会（IEC）-标准状态：现行有效-归口技术委员会：IEC/TC46（通信电缆），SC46C（低频和数字通信电缆）-替代标准：IEC61156-1:2009（第二版）-语言：英语、法语-分类号：导线和对称电缆-适用范围：数字通信系统中使用的多芯对称成对/四芯电缆1.3标准的战略意义从标准化战略视角来看，IEC61156-1不仅是IEC61156系列标准体系的基石性文件，更是全球通信线缆行业技术规范和贸易规则的"通用语言"。该标准规定了数字通信用对称电缆的分类方法、结构要求、性能要求和试验方法等通用性技术内容，为系列分规范（Part2至Part5等）和详细规范（Part6及后续部分）提供了统一的框架和依据。在国际贸易层面，IEC标准被世界贸易组织《技术性贸易壁垒协定》（WTO/TBT）列为国际贸易中推荐采用的重要国际标准之一。IEC61156-1:2023的发布，为各成员国在通信线缆领域的合格评定、市场准入和质量监管提供了统一的技术依据，有助于消除技术性贸易壁垒，促进全球通信设备市场的公平竞争和自由流通。1.4标准体系架构IEC61156系列标准采用三层结构：总规范（GenericSpecification）、分规范（SectionalSpecification）和详细规范（DetailSpecification）。总规范处于该体系结构的顶层，规定了适用于所有类型数字通信对称电缆的共同技术要求；分规范针对特定类别或特定应用场景的电缆（如水平布线电缆、垂直主干电缆、工作区电缆等）制定具体的技术要求和试验程序；详细规范则基于分规范的要求，对具体型号的电缆给出明确的技术参数和检验规则。在IEC61156系列中，目前已发布的标准包括：-IEC61156-1：总规范（2023年第三版）-IEC61156-4：垂直布线电缆分规范-IEC61156-5：水平布线电缆分规范-IEC61156-6：工作区电缆详细规范-IEC61156-7：某些对称电缆分规范-IEC61156-9：特性阻抗为100Ω的屏蔽和非屏蔽水平布线电缆详细规范二、标准主要技术内容2.1标准框架结构IEC61156-1:2023在整体框架上沿用了国际电工委员会《ISO/IEC导则》所规定的总规范标准格式要求，文件结构清晰、层次分明。标准正文共分为若干章条，主要包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、安装条件、产品的标识、标志和包装、一般要求（包括原材料、结构和尺寸等）、试验方法、性能要求、质量评定程序等。此外，标准还包含多个规范性附录和资料性附录，为使用者提供了更为详细的技术参考。2.2范围与适用对象标准明确规定了数字通信用多芯对称成对/四芯电缆的总技术要求，适用于在数字通信系统中用于信号传输的多芯对称电缆。这类电缆通常包含两个或多个由绝缘导体绞合而成的对称线对或四芯线组，工作频率范围覆盖从低频到数百兆赫兹甚至更高频段。标准涉及的电缆可以带屏蔽层，也可以不带屏蔽层；可以用于室内敷设，也可以用于室外或特殊环境敷设。值得注意的是，IEC61156-1:2023在适用范围上进一步明确了对高速数据传输应用的支持，其频率范围的最高限值由第二版的100MHz提升至更高的频段要求（具体取决于电缆类别），以适应当前和未来更高速率数据传输的需求。2.3引用标准体系IEC61156-1:2023引用了多项IEC和ISO/IEC联合发布的标准，这些引用标准共同构成了数字通信电缆的完整标准支撑体系。其中，最为核心的引用标准包括：-IEC60068系列：环境试验方法标准，规定了电缆在温度、湿度、振动等环境条件下进行试验的方法和要求。-IEC60189：聚烯烃绝缘和聚烯烃护套低频电缆及相关技术标准。-IEC60227：额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆标准。-IEC60304：低频电缆和电线用绝缘和护套材料标准。-IEC60708：聚烯烃绝缘挡潮层聚烯烃护套低频电缆标准。-ISO/IEC11801：用户建筑综合布线国际标准，该标准对通信电缆的传输等级进行了系统分类，是IEC61156-1的重要配套标准。2.4术语与定义标准对"对称电缆""对绞线""四芯线组""屏蔽""阻抗""串扰""衰减"等关键术语给出了明确的定义。在第三版中，一些术语的定义得到了进一步精确化，使其与当前的技术发展水平保持一致。例如，"标称特性阻抗"的定义与高频传输线理论中的定义保持一致，同时考虑了实际电缆制造中的工艺偏差和测量方法的限制。2.5一般要求与结构规定标准对电缆的一般要求做出了全面规定，涵盖原材料选择、结构设计、制造工艺等方面。在导体方面，标准规定应采用退火铜线，导体的直径、电阻率和伸长率需满足相应的技术要求；在绝缘方面，标准对绝缘材料的电气性能（如介电常数、介质损耗因数）和机械性能（如抗拉强度、断裂伸长率）提出了明确要求；在成缆和护套方面，标准对绞合节距、成缆方式、护套材料及厚度等给出了统一的规范和推荐值。2.6性能要求标准将电缆的性能要求分为传输性能、机械性能和环境性能三大类别。传输性能方面：包括直流电阻、特性阻抗、衰减常数、近端串扰（NEXT）、远端串扰（FEXT）、回波损耗、传输延迟及延迟差等关键参数。新版本对这些参数在更高频段下的限值要求进行了相应调整，以确保电缆在高频传输条件下的信号完整性。机械性能方面：包括导体的抗拉强度和断裂伸长率、绝缘和护套的抗拉强度与断裂伸长率、电缆的弯曲性能、耐磨损性能、耐挤压性能等。这些要求确保了电缆在敷设和使用过程中能够承受正常的机械应力。环境性能方面：包括电缆在高温、低温、湿热、紫外线照射、化学腐蚀等环境条件下的稳定性要求。IEC61156-1:2023进一步强化了环保方面的要求，对电缆材料中的铅、汞、镉、六价铬等有害物质的限值做出了更严格的规定，与欧盟《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》（RoHS指令）及《化学品注册、评估、许可和限制法规》（REACH法规）等国际环保法规的要求保持同步。2.7试验方法标准规定了用于验证电缆性能的试验方法体系，试验方法的制定充分参考了IEC60227、IEC60189等相关标准，并根据数字通信电缆的特殊性进行了补充和完善。主要试验方法包括：-电气性能试验：采用网络分析仪等精密仪器测试电缆的插入损耗、回波损耗、串扰、阻抗等高频参数，测试频率范围覆盖标准规定的全频段。-机械性能试验：包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、扭转试验等，以验证电缆的结构完整性和机械强度。-环境试验：依据IEC60068系列标准进行高温、低温、湿热等环境试验，考核电缆在恶劣环境条件下的性能稳定性。-燃烧性能试验：对于有阻燃要求的电缆，进行成束燃烧试验或单根垂直燃烧试验，以评估电缆的火焰传播特性。2.8质量评定程序标准规定了符合性评定和质量一致性检验的程序和方法。这一部分引入了国际电工委员会电子元器件质量评定体系（IECQ）的框架和理念，规定了质量评定的总体要求、试验类型、抽样方案和合格判定准则。质量评定程序包括：定型试验（用于评定产品设计是否符合标准要求）、逐批检验（用于生产过程中的质量控制）和周期检验（用于定期验证产品质量的持续稳定性）。2.9与上一版本的主要技术差异相对于2009年的第二版，IEC61156-1:2023在以下方面做出了重大修订：1.频率范围扩展：针对高速以太网（如10GBASE-T）及更高速率应用的需求，将传输性能参数的考核频率上限从100MHz扩展至更高频段（最高可达2GHz以上），覆盖了更多类别的电缆和应用场景。2.新增性能参数：增加了对插入损耗偏差、等电平远端串扰（ELFEXT）等参数的考核要求。3.电磁兼容（EMC）要求细化：对屏蔽电缆的耦合衰减、转移阻抗等EMC相关参数给出了更为明确的限值要求，以适应当前电磁环境日益复杂的情况。4.测试方法更新：修订了部分测试方法的细节，包括测试频率点设置、测试夹具选型、校准程序等，使测试结果具有更好的重复性和再现性。5.环保要求强化：增加了对有害物质限制和可回收利用的要求，与全球绿色制造和可持续发展的趋势保持一致。6.结构调整和文本优化：按照IEC标准编写的最新规则对标准结构进行了优化调整，使章节安排更加合理，表述更加清晰准确。三、主要修订和参与单位3.1归口管理机构IEC61156-1:2023由国际电工委员会第46技术委员会（IEC/TC46）下设的第46C分技术委员会（SC46C——低频和数字通信电缆）负责制定和修订工作。IEC/TC46是国际电工委员会中负责通信电缆领域标准化的核心技术委员会，其工作范围涵盖：用于通信网络（包括局域网、数据中心、电信接入网等）中的所有类型电缆及电缆组件的标准化，包括同轴电缆、对称电缆、光缆以及混合电缆等。TC46成立于20世纪50年代，是IEC中历史最悠久的技术委员会之一，秘书处由德国国家委员会（DIN/VDE）承担。SC46C（低频和数字通信电缆）作为TC46下属的分技术委员会，具体负责频率范围在低频至数十吉赫兹之间的通信电缆标准的制定和维护工作。SC46C的主席和秘书处目前由意大利国家委员会（CEI）承担。该分技术委员会的工作范围包括：-制定和修订数字通信用对称电缆的总规范、分规范和详细规范；-制定和修订低频通信电缆的相关标准；-与ISO/IECJTC1/SC25（信息技术设备的互连）等标准化组织保持联络和协调；-跟踪通信技术发展趋势，及时启动新标准的制定或现有标准的修订工作。SC46C由来自全球各成员国的专家组成，包括电缆制造商、电信运营商、检测认证机构、科研院所和高等院校等各方代表。这些专家以其各自领域的专业知识和丰富经验，为标准的技术内容提供了充分的保障。3.2主要参与单位在IEC61156-1:2023的修订过程中，多个成员体的国家委员会和相关组织做出了积极贡献。以下对主要参与单位和组织进行详细介绍。（一）德国国家委员会（DIN/VDE）德国作为IEC/TC46秘书处的承担国，在IEC61156-1:2023的修订过程中发挥了核心引领作用。德国电气电子行业协会（ZVEI）下属的通信电缆工作组组织了来自莱尼集团（LEONI）、科隆电缆（KabelwerkEupenAG）等德国主要电缆制造企业的技术专家深度参与标准草案的编制工作。凭借德国在通信电缆制造领域的丰富经验和先进技术积累，德国专家团队在标准的技术指标设定、测试方法完善和文本质量把关等方面发挥了不可替代的作用。（二）中国国家委员会（SAC）中国作为全球最大的通信电缆制造国和消费市场，在IEC61156-1:2023的修订过程中同样发挥了重要作用。中国国家标准化管理委员会（SAC）组织中国电子技术标准化研究院、上海电缆研究所有限公司、中国信息通信研究院等国内主要研究机构，以及长飞光纤光