通信电缆的结构类型及参数

通信电缆的结构、类型及参数1通信电缆的分类及用途通信电缆的用途就是构成传递信息的通道，形成四通八达的通信网络。通信电缆可按敷设和运行条件、传输的频谱、电缆芯线结构、绝缘材料和绝缘结构以及护层类型等几个方面来分类。根据敷设和运行条件可分为：架空电缆、直埋电缆、管道电缆及水底电缆等;根据传输频谱可分为：低频电缆（10KHz以下）和高频电缆（12KHz以上）等。根据电缆芯线结构可分为：对称电缆和不对称电缆两大类。对称电缆指构成通信回路的两根导线的对地分布参数（主要指对地分布电容）相同的电缆，如对绞电缆；不对称电缆是指构成通信回路的两根导线的对地分布参数不同，如同轴电缆。根据电缆的绝缘材料和绝缘结构分为：实心聚乙烯电缆、泡沫聚乙烯电缆、泡沫/实心皮聚乙烯绝缘电缆以及聚乙烯垫片绝缘电缆等。根据电缆护层的种类可以分为：塑套电缆、钢丝钢带铠装电缆、组合护套电缆2全色谱全塑双绞通信电缆的结构与类型全色谱全塑双绞通信电缆是现在本地网中广泛使用的电缆，所谓“全塑”电缆是指：凡是电缆的芯线绝缘层、缆芯包带层和护套均采用高分子聚合物一一塑料制成的电缆。全塑市话电缆属于宽频带对称电缆，现已广泛用来传送电话、电报和数据等业务电信号。由于全塑电缆具有电气特性优良、传输质量好、重量轻、运输和施工方便、抗腐蚀、故障少、维护方便、造价低、经济实用、效率高及使用寿命长等特点，使它得到了很快的发展和推广，与之相配套的线路技术，如电缆的布放、接续，各种成端技术，新的线路网结构和配线制式，传输技术和维护测试技术等也得到了飞速的发展。2.1全色谱全塑双绞通信电缆的结构1.芯线材料及线径由纯电解铜制成，一般为软铜线，标称线径有：0.32mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm和0.8mm等5种。此外，曾出现过0.63mm，0.7mm和0.9mm的，现已逐渐减少。我国部颁标准中只规定了前述五种标称线径。1.2.芯线的绝缘绝缘材料：高密度聚乙烯、聚丙烯或乙烯一丙烯共聚物等高分子聚合物塑料，称为聚烯烃塑料。绝缘形式：全塑电缆的芯线绝缘形式分为实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫/实心皮绝缘，如图2-1(a)(b)(c)所示，由绝缘层形成原则可知，三种绝缘形式的绝缘效果由好到差的排列顺序依次为(c)(b)(a)。当然，它们均能满足电话通信的需求。(打)实心绝缘(b)泡沫绝缘 (c)泡沫/实心皮绝缘1.金属导线 2.实心聚烯烃绝缘层3.泡沫聚烯烃绝缘层 4.泡沫/实心皮聚烯烃绝缘层图2—1全塑电缆芯线绝缘形式3.芯线的扭绞绝缘好了以后的芯线大都采用对绞形式进行扭绞，即由a、b两线构成一个线组。线组内绝缘芯线的颜色分为普通色谱和全色谱两种。普通色谱：标志线对为蓝/白，普通线对为红/白，这种电缆现在已使用不多，这里不作介绍。全色谱：由十种颜色两两组合成25个组合，a线：白，红，黑，黄，紫；b线：蓝，桔，绿，棕，灰。其组合形式如表2-1所示，于是，在一个基本单位U(25对为一个基本单位)中，线对序号与色谱存在一一对应的关系，如第16对芯线颜色为黄/蓝，第20对芯线为黄/灰等等，给施工时的编线及使用提供了很大方便，这就是工程技术人员常讲的“芯线全色谱”。表2-1 全色谱线对编号与色谱线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色ababababab1蓝6蓝11蓝16蓝21蓝2桔7桔12桔17桔22桔3白绿8红绿13黑八、、绿18黄绿23紫绿4棕9棕14棕19棕24棕

5灰10灰15灰20灰25灰1.4.全塑电缆的缆芯：同心式缆芯：其结构方式是由线对构成的一系列同心圆，当层数较多时这种成缆方式多有不便，故只用于部分小对数（50对以下）的全塑电缆中。单位式缆芯：这是全塑电缆形成缆芯的主要方式。它主要由基本单位和超单位绞合而成。根据缆芯中芯线线对和单位扎带颜色的不同，单位式缆芯也有普通色谱和全色谱之分。我们学习的重点是全色谱单位式缆芯。普通色谱：普通色谱对扭单位式缆芯是由若十个层绞（同心式）的50对或100对为单位绞合而成的（其中，50P、100P单位可由若干个线对直接绞合而成，也可由5对，8对，9对，12对，13对，25对等小单位绞合而成）其色谱是：每一层的第一个单位为标志单位，其余各单位为普通单位；标志单位中每层的第一个线对为标志线对，其色谱为红/白，其余普通线对的色谱为蓝/白；普通单位中每层的第一个线对为标志线对，色谱为蓝/白，普通线对色谱为红/白（正好相反）每个单位外都有白色扎带，以便于区分。因使用不多，在此不作进一步的介绍。全色谱对绞单位式缆芯：第一：形成缆芯的三种最常见单位33-5013-25蓝白26-50（c）SD单位⑴。对）一一一基本单位U：每个U单位内含25对线，其色谱为由白/蓝一一紫/灰的25种全色谱组合，如图2-2（a）所示，为了形成圆形结构，充分利用缆内有限的空间，也可将一个U单位分成由12对、13对或更少线对的“子单位”，为了区别不同的单位，每一单位外部都捆有扎带，U单位的“扎带全色谱”是由“白/蓝一一紫/棕”的24种组合，所以U单位的扎带循环周期为25X24=600对，即从601对开始，U单位的扎带又变成白/蓝。U单位扎带颜色及序号如表2—233-5013-25蓝白26-50（c）SD单位⑴。对）（b）弹位（50对］（a）1#位（既对） （b）S单位（b）弹位（50对］图2-2全塑电缆中的45、寰单位表2-2 U单位序号及扎带颜色U单位序号UU单位序号U单位扎带颜色S=U+U=25+25=50对，其排列结构如图2-2(b)所示，从1—25对为第一个U单位，从26—50为第二个。单位，为了形成圆形结构的缆芯，同一U单位内的芯线又被分成两束线，如1〜12,13〜25，但这两束线的扎带颜色仍然一致(即均为蓝/白)°S单位的扎带颜色为单色，即1〜600为白色，601〜1200为红色，1201〜1800为黑色，1801〜2400为黄色，2401〜3000为紫色，尔后又重复白色，所以说S单位扎带颜色的循环周期为600X5=3000对，其线对序号、组合单位及扎带颜色如表2-3所示.表2-3S单位的线对序号，组合的单位及扎带颜色U单位S单位序号及扎带颜色U单位序号扎带颜色白红黑八、、黄紫1白一蓝S—1S—13S—25S—37S—492白一桔1—50601—6501201—12501801—18502401—2450

3白一绿S—2S—14S—26S—38S—504白一棕51—100651—7001251—13001851—19002451—25005白一灰S—3S—15S—27S—40S—516红一蓝101—150701—7501301—13501901—19502501—25507红一桔S—4S—16S—28S—41S—528红一绿151—200751—8001351—14001951—20002551—26009红一棕S—5S—17S—29S—42S—5310红一灰201—250801—8501401—14502001—20502601—265011黑一蓝S—6S—18S—30S—42S—5412黑一桔251—300851—9001451—15002051—21002651—2700■■11■1■■11■1■■11■1■■11■1■■11■1■■11■1■■11■119黄一棕S—10S—22S—34S—46S—5820黄一灰451—5001051—11001651—17002251—23002851—290021紫一蓝S—11S—23S—35S—47S—5922紫一桔501—5501101—11501701—17502301—23502901—295023紫一绿S—12S—24S—36S—48S—6024紫一棕551—6001151—12001751—18002351—24002951—3000超单位2——SD超单位SD=U+U+U+U=100对，如图2-2(c)其中U1-U4对应第一个SD单位即SD1；U5-U8为第2个SD单位即SD2,依此类推，每一规定的U单位的扎带颜色必须符合表2-2的规定。SD单位的扎带颜色和S单位一样，循环周期也为600X5=3000对，只不过是在相同电缆对数的前提下，若采用S单位形成缆芯，则扎带数量一定比用SD单位形成缆芯要多。见表2-4。为了帮助大家对这三种单位作对比，我们列成了总表2-5，请大家结合前述内容，弄清楚表中内容。表2-4 SD单位的线对序号，SD单位扎带颜色及组成的1单位序号U单位S单位序号及扎带颜色U单位序号扎带颜色白红黑八、、黄紫1白一蓝SD—11—100SD—7601—700SD—131201—1300SD—191801—1900SD—252401—2500

2白一桔3白一绿4白一棕5白一灰6红一蓝SD-2SD—8SD—14SD—20SD—267红一桔101-200701—8001301—14001901—20002501—26008红一绿9红一棕10红一灰SD—3SD—9SD—15SD—21SD—2711黑一蓝201—300801—9001401—15002001—21002601—270012黑一桔13黑一绿14黑一棕八、、 |ZJ、SD—4SD—10SD—16SD—22SD—2815黑一灰301—400901—10001501—16002101—22002701—280016黄一蓝17黄一桔18黄一绿SD—5SD—11SD—17SD—23SD—2919黄一棕401—5001001—11001601—17002201—23002801—290020黄一灰21紫一蓝22紫一桔SD—6SD—12SD—18SD—24SD—3023紫一绿501—6001101—12001701—18002301—24002901—300024紫一棕表2-5基本单位、越单位的序号及扎带的色谱第二：缆芯的形成原则相同对数的电缆由不同厂家生产出来时其缆芯结构不一定完全一致。因为在其各

自成缆时考虑的角度不一样，那么形成缆芯究竟有哪些大的原则？原则一：“圆形原则”。大家都知道，电缆的截面是圆形的，为了有效地利用缆内这一有限的空间，缆芯必须是圆形的，即：当电缆对数大于25对却小于50对时，同一U单位的线对可分成2〜3束线，这些线束的扎带颜色必须相同（因为它们属于同一U单位）；同一U单位分出来的相邻线束间，线号必须连续；使用线对时必须用完第一个U单位的线对后才能用第2个U单位的线对。如图2—3所示为30对电缆缆芯形成示意图，从图中可以看出，从1—25为第一个U单位，它分成三束线，第一束为1〜8号线对，第二束为9〜16号线对，第三束为17〜25号线对，其中8与9，16与17为衔接线对，同时这三束线的扎带颜色均为蓝/白，第二个。单位中的5对线为第四束，扎带为白/桔。桔白蓝白图2-330桔白蓝白图2-330对电缆芯线排列图2-4900对、1200对缆芯排列原则二：100对以上电缆按以下原则成缆：——先内后外：缆芯排列时，先从中心层开始排起，中心层排满以后，接着排第二层、第三层，直到排完为止，因此相邻两层单位的序号是连续的。——同一层中单位序号在A端是顺时钟方向排列的，且单位序号按顺时钟方向依次增大，序号彼此衔接。——各层排列的起始单位应对齐，如图2-4所示的1200对电缆，由24个S单位构成，分三层，第一、二、三层排列的起始单位分别为S1、S4和S12（图中阴影部分），它们必须对齐；——缆芯由两种以上单位形成时，单位序号按“替代等价”的原则来编。如图2-4所示的900对电缆，中间是4个S单位，外层是7个SD单位，其单位序号按SD单位（即大单位）序号来编，所以外层是SD3—SD9,中心层是S1—S4，相当于取代了SD1和SD2。其实，当我们学会了上述缆芯形成原则后，要正确地画出各种全塑电缆的端面图仍然比较困难，难点是：用一种单位来形成缆芯还是用两种或三种单位来形成缆芯用两种以上单位时，各种单位分别用多少来形成等等。国家标准对这个问题还没有统一的规定。有时甚至是用户与厂家订立合同解决的。因此，我们把国内生产厂家形成缆芯的方法列成表2-6，以备查用。

表2-6 推荐的缆芯结构排列电缆标称对数电 缆 缆芯结 构10同心式或交叉式20同心式或交叉式30(8+9+8)+5502X(12+13)1004X251X25+3X(12+13)2001X50+6X25(2+6)X25(1+7)X25300(3+9)X25(1+5)X50400(1+5+10)X254X1001X100+6X50600(3+9)X50(1+5)X100800(1+5+10)X50(1+7)X100900(1+6+11)X504X50+7X501000(1+7+12)X50(2+8)X1001200(3+8+13)X50(3+9)X1001600(1+5+10)X1001800(1+6+11)X1002000(1+7+12)X1002400(3+8+13)X1002700(3+9+15)X1003000(1+5+10+14)X1003300(1+6+11+15)X1003600(1+6+12+17)X100(1+6+11)X200第三：缆芯中的备用线对备用线对在缆芯中处于“游离”状态，它们没有任何扎带缠绕，一般用“SP”表示，其色谱如表2-7（a）所示；预备线对的数量一般为标称对数的1%，但最多不超过6对。各中塑料绝缘形式的使用频带见表2-7（b）以便于大家对比。表2-7（a） 全色谱单位式市话电缆预备线对序号与色谱预备线对序号颜色a?线b?线SP1白红SP2白黑八、、SP3白黄SP4白紫SP5红黑八、、SP6红黄表2-7（b） 塑料绝缘心线适用的电缆和使用频带表绝缘方式适用的电缆使用频带聚氯乙烯局用电缆、配线电缆、成端电缆、农村通信电缆音频聚乙烯市话电缆音频泡沫聚乙烯市话电缆、高低频长途对称电缆、综合同轴电缆各种高低频四线组等音频至252KHZ聚乙烯绳管高频长途对称电缆同上聚乙烯鱼泡同上同上聚苯乙烯绳管同上同上缆芯包带层：为了保证缆芯结构的稳定和改善电气、机械、物理等性能，在全塑电缆的缆芯之外，重迭包复非吸湿性的电介质材料带（如聚乙烯或聚脂薄膜带等），包复方式可以是重迭绕包或重迭纵包（后者多见），并采用白色的非吸湿性丝带将包带扎牢。缆芯包带层应具有很好的隔热性和足够的机械强度，以保证缆芯在形成屏蔽层、挤制塑料护套以及使用过程中，不至受到损伤、变形或粘接。6.屏蔽护套和外护套：①屏蔽层：屏蔽层的主要作用是防止外界电磁场的干扰。全塑电缆的金属屏蔽层介于塑料护套与缆芯包带之间，其结构有纵包和绕包两种，类型有如下几种：裸铝带；匕双面涂塑铝带；铜带（少用）；钢包不锈钢带；高强度硬性钢带;裸铝、裸钢双层金属带;g-双面涂塑铝、裸钢双层金属带。其中a、b两种是目前本地网中用得最多的屏蔽类型，其他类型均用于一些特殊场合。②护套：全塑电缆的护套包在屏蔽层外面。材料是高分子聚合物塑料，这是这种电缆最明显的特点。全塑电缆的护套主要有：单、双层护套，综合护套，粘接护套（层）和特殊护套（层）等。现分叙如下：单层护套：它由低密度聚乙烯树脂加炭黑及其他辅助剂或普通聚氯乙烯塑料融合挤制而成的，主要特点是：加工方便，质轻柔软，容易接续等；——黑色聚乙烯护套：分为PE-HJ和PE-HH两大类，前者用于一般场合，后者用于耐高温等条件苛刻的场合。——聚氯乙烯护套：它是发展较早，应用较广泛的一种护套，具有耐磨、不延燃、耐老化、柔软等特点。一般局内、室内用电缆都采用这种护套，主要看重它的不延燃性。黑色聚乙烯护套的防潮性及机械强度比聚氯乙烯护套好，又能耐腐蚀，所以广泛使用在其他双护套、综合护套或粘接护套（层）中。双层护套：双层护套主要有两种：聚乙烯-聚氯乙烯双层护套和聚乙烯-黑色聚乙烯双层护套，结构如图2-5所示，前者由于聚乙烯和聚氯乙烯各有特点，这样可相互取长补短，从而使护套的使用性能更加完善，后者则能提高电缆的机械强度和防潮效果。尸外护层内护层"需包图2-5双层塑料护套结构黑色紊乙髭芯包带涂蝎目带粗黑色紊乙髭芯包带涂蝎目带粗i屏蔽图2-6铝-塑粘接护套（层）结构以上几种护套均由单纯的高分子聚合塑料组成，称为“普通塑料护套”，它的主要缺点是具有一定的“透潮性”，因为高分子聚合物的分子比水分子大，所以当这类护套的电缆在湿度较大的环境下使用时，就会因为护套内外存在水汽浓度差，使得水分子从浓度较高的一侧透过高分子聚合物向浓度低的一侧“跃迁”，形成扩散（这种扩散不包括由于护套缺陷所造成的进水现象），因此，普通塑料护套电缆，尽量不要在潮湿的环境中使用。综合护套：通常将电缆金属屏蔽层与塑料护套组合在一起，称为电缆“综合护套”。几种典型的综合护套及其特点、用途分叙如下：——铝一一聚乙烯（聚氯乙烯）护套，它有两层：先在缆芯包带外套一层0.15〜2.0mm厚的铝带，外面再套上一层黑色聚乙烯（或聚氯乙烯）护套构成。这种护套的电缆，主要适合于架空安装使用，铝带和护套可以分离。——聚乙烯一一铝一一聚乙烯（聚氯乙烯）护套；这类护套主要有两种：一为聚乙烯一一铝一一聚乙烯护套；另一为聚乙烯一一铝一一聚氯乙烯护套。它是在缆芯包带外先挤包一层聚乙烯护套，然后再包上铝带屏蔽层，最后再挤包一层黑色聚乙烯或聚氯乙烯护套。这类护套的特点是机械强度高，芯线对屏蔽层的耐压强度较高（即碰地故障发生的可能性小），防潮效果较好。粘接护套：为了解决上述塑料护套透潮问题，在全塑电缆护套结构中，又发展了将黑色聚乙烯护套和铝屏蔽层紧密粘接，构成了铝一塑粘接护套，其防潮、防电磁干扰和机械强度等方面的性能，都比上述一些塑料护套优良，其中防潮效果提高了50〜200倍。所以现在本地网中外线电缆绝大部分都采用这种护套。粘接护套的挤包过程是：采用化学处理和直接粘合的方法，先在屏蔽铝带的两面各粘复一层塑膜（即聚乙烯薄膜，乙烯一一丙烯酸共聚物或乙烯一缩水甘油甲基丙烯酸——醋酸乙烯薄膜等）制成双面涂塑铝带，然后在涂塑铝带的外面立即热挤包一层黑色聚乙烯护套，利用护套挤制过程中的热量及附加热源，将双面涂塑铝带的纵包搭缝处熔合，并使双面涂塑铝带外表面的聚合物薄膜层与黑色聚乙烯外护套融为一体，并形成铝一一塑粘接护套，如图2-6所示。e.特殊护层：——用于改善电缆护层机械和屏蔽性能的裸钢；铝双层金属一一聚乙烯护层；双面涂塑钢、铝双层一一聚乙烯粘接护层；铜包钢带一一聚乙烯护层；高强度硬性钢带——聚乙烯护层；铜带一一聚乙烯护层。——用于防昆虫（如白蚁）叮咬的半硬塑料护套层；——用于防冻裂的耐寒塑料护套等。⑧外护层：全塑电缆的外护层由内衬层、铠装层和外被层三层构成。内衬层：一种是在护套外，重迭绕包三层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜带；另一种是先绕包两层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜带，再绕包两层浸渍的皱纹纸带，然后又绕包两层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜带，作为铠装层的内衬层（一共绕六层）。当电缆塑料护套达到一定厚度，具有足够的机械强度时，也可不加内衬层，而直接在电缆的塑料护套外包复金属铠装层。铠装层：在内衬层外纵包一层钢带（厚0.15〜0.20mm），并浇注防腐混合物；或者绕包两层防腐钢带，并浇注防腐化合物.对于过河或其他水下敷设的全塑电缆，应根据抗拉强度的要求，在内衬层外绕细圆或粗圆钢丝，并浇注防腐混合物形成铠装层。外被层：为保护铠装层，应在金属铠装层外加一层1.4〜2.4mm厚的黑色聚乙烯或聚氯乙烯外层。电缆外护层的结构见图2-7。黑色聚乙烯外被层

图2-7电缆外护层2全色谱全塑双绞通信电缆的类型、端别和选用原则1.全塑电缆的类型：全塑电缆分为普通型和特殊型两大类，而特殊型又包括填充型、自承式和室内电缆等。普通式全塑电缆：是使用最多的一种，广泛用于架空、管道、墙壁及暗管等施工形式，其典型型号为：HYA、HYFA、HYPA三大类。例：HYA—400X2X0.54000对线径为0.5mm的铜芯线涂塑铝带粘接屏蔽聚乙烯护套实心聚烯烃或聚乙烯绝缘电话通信电缆其它字母的含义请查表2-8。填充式全塑电缆：目前本地网中使用的大多为石油膏填充的全塑市话电缆（与充油光缆的填充物一样），主要用于无需进行充气维护或对防水性能要求较高的场合。其型号为：HYAT，HYFAT，HYPAT，HYAGT，HYAT铠装，HYFAT铠装，HYPAT铠装等，字母含义见表2-8。自承式全塑电缆：这是一种比较受欢迎的用于架空场合的全塑电缆，它不要吊线即可直接架挂在电杆上（“自承式”因此而得名），多用于墙壁架设。其型号有HYAC，HYPAC，结构见图2-8。同心式（b）葫芦形（行标形）同心式图2-8自承式电缆结构室内用全塑电缆:室内电缆又称之为成端电缆或局内配线电缆，其芯线的绝缘及护套均由聚氯乙烯材料制成，有阻燃性。内部结构同普通式全塑电缆，均为对绞式屏蔽塑套结构，型号为：HPVV。为了帮助大家对各种类型的全塑电缆及其型号有一个清楚的了解，我们列成了表2-8以供大家今后从事设计、施工查用（选自行业标准）。全塑市话电缆的规格：目前国内生产的各种线径的全塑电缆的标称对数（规格）见表2-9,容量在1000对以下的规格要求大家熟记。表2—9 电缆规格导线标称直径（mm）0.320.400.500.600.80标10101010称2020202030303030对50505050100100100100数200200200200300300300300系400400400400列600600600600800800800900900900100010001000120012001600160018002000200024002400 2700300033003600注：①自承式电缆的最大对数为300对;②33型或43型电缆的最大及最小对数由用户与厂商协商。全塑电缆的端别:同心式全塑电缆一般不分端别，100对以下的单位式全塑电缆也不分端别。100对以上单位式全塑电缆施工布放时要按规定区分A、B端并按要求布放。（为什么要区分端别，请大家自己思考）。单位式全塑电缆端别的规定：面对电缆端面，抓起同一层中的任何两个单位（基本单位或超单位均可）如果这两个单位中的基本单位扎带颜色按白、红、黑、黄、紫顺时钟排列则为A端，反之则为B端。新出厂的电缆A端一般做有红色标记，B端做有绿色标记。单位式全塑电缆A、B端的布放：汇接局一-分局（端局），以汇接局为A端；分局支局，以分局为A端；端局交接箱，以端局为A端；端局一用户，以端局为A端。总之，A端总要向着局方，以局为中心向外铺设。全色谱全塑电缆线对序号的编排：从中心层第一个单位开始分配，线对序号从中心到外层按由小到大的顺序排列。全塑电缆的选用：各型号全塑电缆使用场合见表2-10。表2-10 各种类型全塑电缆的使用场合电缆类型无外护层电缆自承式电缆有外护层电缆单层钢带纵包双层钢带纵包双层钢带绕包单层细钢丝绕包单层粗钢丝绕包电缆型式代号HYAHYACHYFAHYPAHYATHYAT53HYAT553HYAT23HYAT33HYAT43HYFATHYFAT53HYFAT553HYFAT23HYPATHYPAT53HYPAT553HYPAT23主要使用场管道架空直埋直埋直埋水下水下合架空使用条件 电缆的工作环境温度为一30°Cs+60P，敷设环境温度应不低于—5°C注：用户对外护层有特殊要求时，可与制造厂商协商。除外护层外，电缆仍应符合本标准。3同轴电缆及数据通信中的对绞电缆1同轴电缆典型的同轴电缆中心有一根单芯铜导线，铜导线外面是绝缘层，绝缘层的外面有一层导电金属层，金属层可以是密集型的，也可以是网状形的。金属层用来屏蔽电磁干扰和防止辐射。电缆的最外层又包了一层绝缘材料。如图2-9所示。图2-9同轴电缆的结构同轴电缆的电气参数特性阻抗同轴电缆的平均特性阻抗为50±2Q，沿单根同轴电缆，其阻抗的的周期性变化为正弦波，中心平均值±3Q，其长度小于2m。1.衰减一般是指500米长的电缆衰减。当用10MHZ的正弦波进行测量时，它的值不超过8.5dB(17Db/Km)；而用5MHZ的正弦波进行测量时，它的值不超过6.0dB(12Db/kM)。1.传输速度最低传输速度为0.77c(c为光速)1.直流回路电阻同轴电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过10毫欧/米(在20°C下测量)同轴电缆的物理参数同轴电缆具有足够的可柔性，能支持254mm的弯曲半径。中心导体是直径为2.17mm±0.003mm的实心铜线。绝缘材料必须满足同轴电缆电气参数。屏蔽层一般为2mm左右厚，其内径为6.15mm，外径为8.28mm。外部隔离材料一般选用聚氯乙烯（PVC）或类似材料。1.同轴电缆的类型同轴电缆有两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带常用的电缆，其屏蔽层是用铜作成网状形的，特性阻抗为50Q，如RG—8（粗缆），RG—58（细缆）等。这种电缆用于基带传输。宽带常用的电缆，其屏蔽层通常是用铝冲压成的，特性阻抗为75欧，如RG—59等。它即可以传输数字信号也可以传输模拟信号。粗同轴电缆和细同轴电缆是指同轴电缆直径的大小。常用同轴电缆型号有以下几种：RG—8或RG—11（50欧）；RG—58/U或RG—58C/U（50欧）；RG—59（75欧）；RG—62（93欧）。计算机网络一般选用RG—8粗缆和RG—58细缆；有线电视采用RG—59（75欧）；ARCnet网络及IBM3270系统使用RG—62（93欧）。为了保证同轴电缆正确的电气特性，电缆的金属层必须接地。同时电缆两端头必须安装匹配器来削弱信号的反射作用。2数据通信中的对绞电缆常用的双绞电缆是由4对双绞线按一定密度反时钟互相扭绞在一起，其外部包裹金属层或塑橡外皮而组成。铜导线的直径为0.4mm—1mm。其扭绞方向为反时钟，绞距为3.81cm—14cm，相邻双绞线的扭绞长度差约为1.27cm。双绞线的缠绕密度和扭绞方向以及绝缘材料，直接影响它的特性阻抗、衰减和近端串扰。一、双绞电缆的分类：双绞电缆按其外部包缠的是金属层还是塑橡外皮，可分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆。它们即可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。如图2—10所示。图2—10数据通信中的双绞电缆1、非屏蔽双绞（UTP）电缆非屏蔽双绞电缆是由多对双绞线外包缠一层塑橡护套构成。4对非屏蔽双绞电缆如图2-10（a）所示。非屏蔽双绞电缆采用了每对线的绞距与所能抵抗电磁辐射及十扰成正比，并结合滤波与对成性等技术，经由精确的生产工艺而制成。采用这些技术措施可减少非屏蔽双绞电缆线对间的电磁干扰。UTP因为无屏蔽层，所以具有以下特点：——容易安装；——较细小、节省空间。2、屏蔽双绞电缆屏蔽双绞电缆与非屏蔽双绞电缆一样，芯线为铜双绞线，护套层是塑橡皮。只不过在护套层内增加了金属层。按增加的金属屏蔽层数量和金属屏蔽层绕包方式，又可分为金属箔双绞电缆（FTP），屏蔽金属箔双绞电缆（SFTP）和屏蔽双绞电缆（STP）三种。FTP是在多对双绞外纵包铝箔，4对双绞电缆结构如图2—10（b）所示。SFTP是在多对双绞线外纵包铝箔后，再加金属编织网，4对双绞电缆结构如图2—10（c）所示。STP是在每对双绞线外纵包铝箔后，再将纵包铝箔的多对双绞线加金属编制网，如图2—10（d）所示。从图2—10中可以看出，非屏蔽双绞电缆和屏蔽双绞电缆都有一根用来撕开电缆保护套的拉绳。屏蔽双绞电缆还有一根漏电线，把它连接到接地装置上，可泄放金属屏蔽的电荷，解除线间的干扰问题。二、常用双绞电缆常用双绞电缆分100欧和150欧两类。100欧电缆又分为3类、4类、5类及6类/E级几种。150欧双绞电缆，目前只有5类一种。下面简要介绍5类4对双绞电缆的主要参数。1、5类4对100欧非屏蔽双绞电缆这种电缆是美国线缆规格为24（直径为0.511mm）的实心裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料，传输频率达100MHZ。双绞电缆线对颜色及序号如表2—12所示；物理结构截面如图2—11所示；电气特性如表2—11所示。表2—11中“9.38欧姆MAX.Per100m@20°C”是指在20°C的恒定温度下，每100米双绞电缆的电阻为9.38欧（其他表类同）。

表2-11 5类4对非屏蔽双绞电缆电气特性频率(HZ)特性阻抗(欧)最大衰减(dB/100m)近端串扰衰减(dB)直流电阻256K—1.1—9.38欧姆MAX.Per100m@20°C512K—1.5—772K—1.8661M85--1152.1644M4.35510M6.64916M8.24620M9.24431.25M11.84262.50M17.137100M22.034表2—12线对编号及色谱线对序号色？谱1白/蓝//蓝2白/桔//桔3白/绿//绿4白/棕//棕2、5类4对100欧屏蔽双绞电缆它是美国线缆规格为24(0.511mm)的裸铜导体,以氟乙烯为绝缘材料，内有一根0.511mmTPG漏电线，传输频率达100MHZ.线对色谱及编号见表2—13,物理结构截面如图2—12所示.，电气特性同5类4对非屏蔽双绞电缆.表中”屏蔽层”一栏的数字表示屏蔽层厚度为0.002英寸或0.511毫米;在20°C恒定温度下.表2—13线对编号及色谱线对序号色？谱屏蔽层1白/蓝//蓝0.002(0.511)铝/聚脂带2白/桔//桔最小父叠@20°C及一根24AWGTPC漏电线。3白/绿//绿4白/棕//棕

图2—11 5类4对非屏蔽双绞电缆图2—12 5类4对屏蔽双绞电缆3、5类4对屏蔽双绞电缆软线它是由4对双绞线和一根0.404mmTPC漏电线构成，传输频率为100MHZ.双绞电缆线对颜色及序号如表2—12所示；物理结构截面如图2—13所示；电气特性如表2—14所示。图2—13 5类4对屏蔽双绞电缆软线图2—145类4对非屏蔽双绞电缆软线表2—145类4对屏蔽双绞电缆软线电气特性频率(HZ)特性阻抗(欧)最大衰减(dB/100m)近端串扰衰减(dB)直流电阻256K———14.0欧姆MAX.Per100m@20°C512K———772K—2.5661M85--1152.8644M5.65510M9.24916M11.54620M12.54431.25M15.74262.50M22.037100M27.9344、5类4对非屏蔽双绞电缆软线

它由4对双绞线组成，用于高速数据传输，适合于扩展传输距离，应用于互连或跳接线.传输频率为100MHZ.其物理结构截面如图2—14所示，电气特性如表2—15所示.表2—15 5类4对非屏蔽双绞电缆软线电气特性频率(HZ)特性阻抗（欧）最大衰减（dB/100m）近端串扰衰减（dB）直流电阻256K———8.8欧姆MAX.Per100m@20°C512K———772K—2.0661M85—1152.3644M5.35510M8.24916M10.54620M11.84431.25M15.44262.50M22.337100M28.9345、超5类双绞电缆超5类双绞电缆，通过对它的”链路”和”信道”性能的测试结果表明，与普通的5类双绞电缆比较，它的近端串扰,综合近端串扰，衰减和结构回波损耗等主要性能指标都有很大的提高.因此，它具有以下优点：能够满足大多数应用的要求，并且满足低综合近端串扰的要求；足够的性能余量，给安装与测试带来方便.比起普通5类双绞电缆，超5类在100MHZ的频率下运行时，为应用系统提供8dB近端串扰的余量，应用系统的设备受到的干扰只有普通5类双绞电缆的1/4,从而使应用系统具有更强的独立性和可靠性。6、6类/E级通道6类/E级通道是由能传输200MHZ的连接硬件和能传输550MHZ的电缆组成的传输通道，信息传输速率达1000Mbps.它与5类传输通道的性能比较如表2—16所示。表2—16 5类链路与6类/E级链路主要性能指标比较频率(MHZ)衰减（dB）近端串扰衰减（dB）衰减/串扰比（dB）5类6类/E级5类6类/E级5类6类/E级1.02.52.05472.770.74.0K4.84.04563.04059.010.07.56.33956.63550.316.09.48.13653.23045.120.010.59.13551.62842.531.2513.111.53248.42336.962.518.416.62743.41326.8100.023.221.52439.9418.4120.023.838.614.8140.026.037.411.4149.126.936.910.0155.527.636.79.1160.028.036.48.4180.029.935.65.7200.031.834.83.02.4通信电缆的电气性能参数1通信电缆的一次参数1.回路电阻构成通信回路的两根导线的电阻之和称为回路电阻，一般用Q/Km计算。要提醒大家的是这里的“Km”指的是电缆皮长，而不是指芯线长度。回路电阻R由直流电阻R0和交流电阻R〜（交流电信号通过回路时所引起的附加电阻）两部分组成，即：R=R0+R〜？?？（Q/Km）设构成通信回路的两芯线的线径均为d（mm）、扭绞系数为入、电阻率为P（Q•哑2/m），则由电阻定律R=Pl/s可得公式中的各参数为：S=K■⑵ 4对于1Km长的电缆，一对对扭芯线的长度为：l=1000X2X入二2000入（m）直流电阻R0=P A二成（Q/Km）（2—2）对于铜导线，20°C时P=0.01748Q•哑2/m（一般按0.0175Q•哑2/m计算，这个数值请大家记住)。扭绞系数的取值见表2-17。表2-17电缆芯线扭绞系数电缆直径(mm)<3030—4040—5050—6060—7070—80入值1.011.0151.0251.0371.0501.070式2—2是在温度为+20°C时使用的(因P值为0.0175是20°C时的值)，温度为t°C时，R0变为：Rt=R20[1+a(t—20)] (Q/Km) (2—3)式中：Rt——温度为t°C时的直流电阻值R20 温度为+20°C时的直流电阻值a 导体的电阻温度系数，铜的a值为0.004t——计算时的实际温度交流电阻R〜的计算式，因各种电缆的工作频段不同而不同。1.音频电缆的回路电阻R市：音频电缆运用于音频范围，频率较低(fV5KHZ)交流附加电阻可以不计，因此：P*——「R市二R0+R〜£R0= 淑(Q/Km)(2—4)1.同轴电缆的回路电阻R同同轴电缆的回路电阻由内导体的有效电阻Ra和外导体的有效电阻Rb构成，而内、外导体的有效电阻也同样是由直流电阻和交流电阻两部分组成，即：R同二Ra0+Ra〜+Rb0+Rb〜由于同轴回路的特殊结构，高频时内导体的集肤效应和外导体的临近效应都非常显着，根据推证结果，对于内、外导体均采用铜的同轴回路，其回路有效电阻表达式为：序---R同=8.36可丁(dD)X10-2(Q/Km)(2—5)式中：f——传输信号频率（HZ）D 外导体直径（mm）d 内导体直径（mm）式（2—5）表明：有效电阻与频率的平方根成正比，就是说，虽然它也随频率的升高而增大，但不是线性增大的；有效电阻中，附加的交流电阻远大于直流电阻。2、回路电感（L）载流导体所产生的磁通①可分为导体的内部磁通和外部磁通两部分，而电感L等于单位电流I产生的磁链n①数，即L=N6/I，因此，回路电感也相应分为内电感和外电感。内电感等于导线内部的磁链与流经导线内电流的比值；而外电感则等于导线外部的磁链与导线内电流的比值。所以，对于双线回路来说，回路的电感就包括三部分：导体a的电感La、导体b的电感Lb以及a、b间的电感Lab：（2—6）L=L内+L外二La+Lb+Lab根据推导，对称型回路中导体a与导体b的内电感相等，均为：La=Lb=? ?（H/Km）式中：nr——芯线材料的相对导磁系数Q（kr） 随kr变化的贝塞尔函数（k为涡流系数，r为导线半径（mm））而导体a、b间的电感为：Lab=4ln』 （H/Km）式中：d 导线直径（哑）a——回路两根导线中心间的距离（哑）因而，对称回路的总电感为：竺尹+吹林顽 一、L二入［4lnd （H/Km）对于铜导线，口r=1，故有:

L二入［4lnd (H/Km)(2—7)(1)音频电缆的回路电感：在音频范围内，因Q(kr)£1,因此音频电缆的回路电感可按下式计算：L二入［4ln』 (H/Km) (2—8)由上式(2—8)可见，括号内第一项为外电感，它仅决定于导线直径和线间距离，而与传输频率无关；第二项为内电感，它决定于导线本身的特性及传输的频率，在音频范围内近似为1。1.同轴电缆的回路电感同轴回路的电感也是由内电感和外电感两部分组成的，而内电感又包括内导体a的电感La、导体b的电感Lb以及a、b间的电感Lab。根据电磁理论，如果内、外导体均采用铜，对于采用空气一一塑料混合绝缘的同轴来说，它们的近似计算式为：L内二La+Lb=10-2(H/Km)L内二La+Lb=10-2(H/Km)1外=Lab=2ln』 (H/Km)因此，同轴回路的总电感为：J+133.2J+kL=L内+L外=[2ln』 J了次D]X10-4(H/Km)(2—9)由于同轴电缆传输频率很高，达几时十MHZ，因此内电感很小，可以不计，于是:—xW4—xW4L同二L外=Lab=2ln』(H/Km)(2—10)这样，同轴回路的电感仅由电缆的结构尺寸决定。2、回路电容(C)电缆内的各芯线间，由于用绝缘介质隔开，因此可以理解为许许多多的电容器均匀分

布在导线回路中。由于电缆芯线间的距离比明线小得多，而且又有绝缘介质，因此电缆回路的电容比明线要大得多。另外，由于一条电缆中有许多芯线密集地排列在一起，并且缆芯外还有金属护套（或屏蔽层）等，任何相临芯线间及芯线与金属护套（或屏蔽层）间都会有电容存在，情况比较复杂。为了分析方便，一般将电缆回路的电容分为工作电容和部分电容两类。工作电容是指被研究回路两芯线间存在的等效电容，它是决定电缆传输质量的主要参数，也就是一般测试仪器测出来的电容。部分电容是指电缆各芯线间或芯线与金属护套（或屏蔽层）间孤立存在时的电容，是工作电容的组成部分。（1）音频电缆的回路电容C市音频电缆回路的工作电容可按下式计算：_也丁8 C市^ (F/Km)(2—11)式中：入、d意义及单位同前述er——绝缘介质的相对介电常数6——芯线距离金属护套（或屏蔽层）远近的校正系数，在距离相当大时该值等于1。此外，音频电缆回路的工作电容还可按下面的经验公式进行计算：(F/Km)(2—12)(F/Km)(2—12)式中：er、d意义及单位同前述D——线组外径a——由线组芯线扭绞形式不同而决定的校正系数，对扭时a=0.94。（2）同轴电缆的回路电容C同由于同轴管外部电磁场为0,故对于同轴回路的电容来说，只须计算内、外导体之间的工作电容，并可按圆柱形电容器的计算公式来计算：

2jT£-C同二d2jT£-C同二d(F/Km)式中：e=e0・er组合绝缘的等效介电常数er——相对介电常数真空的介电常数，其值为矣打(F/Km)备或则：C备或则：C同=&(F/Km)(2—13)由式2—13可知，同轴管的电容，取决于结构尺寸的比例和相对介电常数er。在同轴管中，其结构尺寸的比例D/d是一定的，一般为3.6左右，因此降低er值是减小同轴管电容的一个有效方法。为了降低er值，内、外导体之间的绝缘介质就要采用空气和其他绝缘介质组合而成，并尽可能在这种组合绝缘结构中增加空气的相对体积。3、绝缘电导(G)绝缘电导G是与工作电容C并联存在在芯线间的一个参数。电缆芯线上虽然包有绝缘物，但是任何绝缘介质都不可能绝对不导电，因此回路上实际总会存在着一定的绝缘电导。电缆回路的绝缘电导是由直流电导G0和交流电导G〜组成的，用下式表示G=G0+G〜(S/Km) (2—14)直流电导G0是由介质的绝缘特性不完善对直流电造成漏泄途径而引起的，不同的电缆，其G0值亦不相同。而交流电导G〜则是由于在交流通信情况下绝缘介质的极化而引起的。当交流电通过电缆回路时，在绝缘介质中产生了变化着的电磁场，在这种磁场的作用下，介质就被极化，造成能量的损耗，相当于对交流电产生了一个电导G〜。对称式电缆回路的绝缘电导不论是音频还是高频对称电缆，其绝缘电导的计算式均为： 1-G=G0+G〜 二% (S/Km)式中：Rjue——传输直流对回路的绝缘电阻，即绝缘介质的直流电阻，单位Q・Km3——传输电流的角频率，3=2nff——传输电流的频率：HZC——回路的工作电容：F/Kmtg5——介质损耗角的正切。由上式可知。由于Rjue一般很大，大约在107Q・Km以上，所以G0很小，它与G〜相比可以忽略不计，特别是在高频时，随着3的增大，因而G〜》G0。所以：G市£3C・tg6 (S/Km) (2—15)同轴回路的绝缘电导G同对于同轴回路的绝缘电导G同，可按下式计算：G=日+3C・tg6(S/Km)式中：3、C、tg6、d、D意义同前述。一一绝缘材料的导电率，单位为S/Km由上式可知，因为绝缘材料的导电率。很小，在10-7 以下，并且同轴回路运用于几十MHZ的频段，所以G〜》G0。即：G同二G市£3C・tg6 (S/Km)(2—16)该式表明，G与传输电流频率f、电缆回路的工作电容和绝缘介质的介质损耗角正切成正比。绝缘电导不仅损耗传输信号的能量，而且还会引起回路间的串音，因此要尽量减少G，选用tg5值小的绝缘材料(如聚乙烯等)并采用空气所占空间比较大的组合绝缘结构是一个有效的方法。4、一次参数与频率的关系曲线将我们切面讨论的一次参数R、L、C、G的各种不同表现形式归纳起来，就可作出他们的频率关系曲线，如图2—15所示。这些曲线定性地描述了各参数随频率变化的趋势，请大家弄清楚用物理概念怎样来解释它们。RrL、JG图2—15回路一次参数的频率特性2通信电缆的二次参数通信电缆的二次参数包括传播常数、特性阻抗两个。因为这些参数都是一次参数的函数，所以称为二次参数。电缆的二次参数在线路工程的设计和维护中，被用来衡量通信线路的质量，研究它们将作为改善线路结构和传输质量的必要基础。传播常数对于双线回路而言，前述的R、L、C、G可以这样来认识：电阻和电感是串联在回路中的，其总效应可用单位长度的阻抗立来表示，即：Z=R+j3L(Q/Km)而其电容和电导是并联在回路中的，其总效应可用单位长度的导纳来表示，即:■T=G+j3C(S/Km)?1、传播常数的物理意义及其计算公式:

由于电缆回路上存在着一次参数，电磁能沿回路传输时，其能量就要逐步衰减，电压和电流的幅值就逐步减小，相位也响应变化。我们将电磁波沿着无反射的均匀回路传播1公里时，其电压和电流振幅的衰减和相位变化的数值，称为该回路的传播常数，用尸来表示，计算公式如下:防=株+*&+*二防=株+*&+*二f夕ZY(2—17)由式2—17可知，传播常数r是一个复数，其实部a称为衰减常数，表示每公里长回路对传播的电压（或电流）引起的衰减值，单位为dB/Km；其虚部为相移常数，表示每公里长回路对传播的电压（或电流）引起的相位变化数值，单位为Radin/Km（孤度/Km）。2、传播常数与频率的关系上述2—17式是计算F的完全公式，因其含有复数，计算和使用比较复杂，现在我们来讨论在不同频段范围内，a和B的简化计算法及其频率特性。（1）直流时：f=0a=^^(dB/Km)3=0 (Rad/Km)（2）低音频时:fW800HZ此时有：R》3L，G《3C，故3L可以忽略不计，所以:七岳=如+」函）（G+枷）.国顷(dB/Km)(Rad/Km)（3）中频时：800HZWfW30KHZ此时传播常数计算式中的每一项都不能忽略，而应采用定义式来计算:ZY= (dB/Km)(Rad/Km)（3）中频时：800HZWfW30KHZ此时传播常数计算式中的每一项都不能忽略，而应采用定义式来计算:ZY= +J逐)(&+J过)=+两边平方后有：皿—只2aB=3（RC+LG）解上述联立方程，得：J：［序~十做，上项罗十廿1检＞— 护立羽（4）高频时：fN30KHZ先将式2—17变成如下形式：八房=据+用）°+*）L戒（1+二）（1+旦）又•.•高频时：3L》R,3C》G,所以:Rg??』戒《1,肿£〈〈1寸1+ 1+—由数学中所学的近似公式 就（当*〈〈1时）有:1+三二"工\液21+为逐V芯21+为g将它们代入上面的式子有：R G. F=邙岳・（1+为戒）（1+为殖）_RGRG二jeM・（1+2/过+为招一4履W）R[CG RG室立*万片+®后一j•同质氏GVRG<<4«厄・・・S侦20因此得到：（2—18）Rfc_GfZ上式中的a又可表示为：a二%+%，其中，&=5仃，％一5柘，前一项表示电磁能在导体及周围金属物中因涡流损耗引起的衰减；后一项则表示电磁能在绝缘介质中热损耗引起的衰减。二、特性阻抗研究回路特性阻抗的目的是，提供最大输送电信号能量的条件，并使线