通信电缆设计概论

数据电缆的结构设计和性能控制概论目录第一章概述第二章数据电缆主要性能指标控制2.1衰减2.2串音2.3阻抗和回波损耗2.4相延时和时延差第三章网线在TIA/EIA568.B2与TIA/EIA568.A中色对连接的差别第一章概述我们一舟生产的数据电缆主要有UTP5E、FTP5E、U/UTP5E、SFTP5E、UTP6、FTP6、UTP6A、CAT3多对数电缆等常见的高频对称电缆。这些电缆都是采用单线对绞、对绞线成缆的结构。在这里，我分别对这种电缆结构作详细地分析。我们公司采用高速串联机以1200-1400m/min的速度高效率的生产出绝缘芯线。然后根据不同线对的识别标志、绝缘厚度和导体直径将芯线有规则的绞合成一定节距的对绞线。数据电缆的线芯在工作状态下产生开放的电磁场。开放的电磁场将按照信号电流频率从低频到高频对外释放电磁能。也就是说，本来用于信号传输的电能以电磁场能的形式向网络线路周边的空间布点的释放出去。如果这些能量不经过必要的装置给予回笼那么用于传输信息的电流能量将迅速衰竭从而使信号强度无法与各种原因产生的噪音识别。同时因为电流能量衰竭也会使电子克服电阻壁垒的能力减弱，从而使信息传递减速。一旦信源到信宿的超过5120纳秒，那么信息处理器就会把脉冲信号识别为反射脉冲信号而不予处理。也就是说网络传递信息的功能失去了。因此，我们要采用必要的工艺设计来解决开放电磁场带来的这些影响。对绞结构普遍应用于数据电缆生产。在我们已经能够投产的CAT7UTP电缆中我们采用的也是对绞线外拖包铝箔的屏蔽结构。在处理开放电磁场问题上，我们目前采用的是对绞结构和金属层（带、网）结构。在电磁场理论中，针对开放电磁场能量控制问题，大部分采用的是屏蔽和电磁场能量集中和均化的理论。在电缆设计中我们都能用到。后面第三部分中我还要详细论述屏蔽结构。为什么采用对绞结构能够有效的控制开放电磁场的能量释放呢？数据电缆中采用的细铜导体是这个开放电磁场中的两个电极。这两个电极就是电场的两极。两极之间积蓄了电场的能量。但在实际环境中，任何携带载流子的电介质都可以成为一个电极，大到恒星、星系小到一个空气粒子甚至是游离的离子。因此我们生产的电缆带电工作时是处于一个多电极的不规则的复杂的电磁场中的。如果我们不能正确认识电磁场的复杂运动形式我们就不能设计出高性能的数据电缆。在对绞结构中，我们要保证两个绞合在一起的芯线a、b相互之间的距离最近而且距离一致，才能保证芯线a、b之间的电磁场能量大部分集中在两根芯线之间。然而在电缆内部还有其他三对芯线。因此电缆内部就有多个电极和磁极。因此尽量减小两根对绞线之间距离与线对之间的距离的比值对改善数据电缆近端串音、远端串音、衰减、等电平近端串音功率和等指标都是非常重要的。沿照这种思路，我们在线对之间加入骨架就增大了线对之间的距离而开发出了CAT6数据电缆。同时在线对之间加入介电常数与绝缘介电常数一致的骨架还会进一步均化电场减弱了电场能量集中也就降低了串扰的能量。对绞线利用邻近效应和交叉效应，保证了稳定的结构回波损耗参数和合理的衰减值。同时我们利用两根邻近导体传输同一种信号，对于其他线对来说，线对就是传输信号的理想载体。简言之，利用屏蔽结构采用一根导体就可以解决信号传输的问题。为了降低成本，我们采用两根导体对绞来解决了开放电场的问题。大家都知道不同线对尤其是邻近线对不能采用相近的对绞节距。在这里我把相关理论简单阐述一下。车间里众多设备制造的噪音让我们无法在车间清楚地听到的声音。这是因为声音是一种机械波。不同频率的机械波混杂在一起使声音的频率与其中的同一频率的噪声共振让我们无法识别是设备的声音还是的声音（的音乐频率是不断有规律变化的，因为车间噪音源多而使不同频段的声音都可以产生；声音的频段主要在20-20KHZ之间）。只有的声音比噪音还大时，我们才会清楚地听到的声音。这种现象在电磁波中也是存在的。伪为了驻降低户这些膏共振灯感应朴效果皮，我贯们要栽让同倘一频响段的总电流为不能叫同时泻出现哀在同犬一段鼠电缆许中。尸也洋就是苦说当侧同一究频段凝的电顾流在蜂电缆徒的同棵一段铜出现奔时它怪们会姿相互截进入瞒对方日的导汁体涉尤其内是能由量较盘大的疏信号娇进入祥导体走会让俘对方渴信源姨处理洪器误完认为凳这是涂自己自发出赔的信萄号。丝也就鸦是说伐，这格样增抗加了坏信号愤中的弃噪音圾。骂在电耍缆结厦构设始计中载，我灶们采嘴用改暖变机测械结壁构形哪式的汉方法摄来实患现对镰电磁舱场运挎动形渣式的督变化厌。采塔用不旋同的例对绞怨节距头，一声是使蛛信号盲在电使缆内擦部运斤动的柳时间老不同热，二就是使盐相同甚频段赞信号姻在同孔一电虎缆段培中出冒现的尊概率稳减少郊，三休是使四电缆桥线对牌之间宋的阻蜻抗有补细微短不同临从而纯改变水了信医号传法输速扫率、码频率拌和振结幅（山也就筛是说泻即使鬼相同勺的信遇号分壶别进赵入数馆据电谜缆的后两个赛线对两，线凶对中注的信悼号速勉比、轮频率当和振悉幅也豪会有覆细微勤差别雷）。舰为了样配合徐这三吸种效腾果，跃我们纵还可把以让灾不同蜻线对姿采用步不同能直径嫁的导逃体、杆不同纲厚度惭的绝间缘等朝。耀M．画法拉样第在洁电磁算感应渡理论盼中告虎诉我代们，闹不断妈变化辛的电嘱场产咸生不帖断变谈化的对磁场拐，反缸之不申断变谱化的辨磁场缝也能拢产餐生不受断变讽化的离电场酒。这今里的更不断况变化列是随朵着时葬间的悬推移解电磁乡场有骑强变植弱再锁由弱话变强剥，这语个变涂化过洋程如慎果是弄有规链律的械，那搜么这旁个电炒磁场越的变丢化握就有从了规思律的费频率据。我倾们按床照这搜些理绪论可撕以知搬道数集据电禁缆内谁部传合输的岭1-鼠10躺00触MH嫂Z数句据信密息电霉流，遇而且美数据可电缆稍内部酿至少届有两锅组这产样的百高频题数据少电流挣。频暖率越秀高必嫌然引悉起越娘高的浮感应弯电流承和磁促场，草因此允要提蹄高数飞据信盒息的纠频段耻必须腔考虑洲高频偏感应兴的一投系列磁问题盗。相柏关的怖结构良微调遮在汽后面汗的主拾要性努能指蜂标部溉分给培予介解绍。薪对绞筒节距建的大承小是盈有技本术要技求的灰。揉根据雾电磁吓波传顿播理急论，炸当阻貌抗沿卵传播亮方向跃上变扔化的峰周期刑小于玉等于烫八分嚼之一兽波长博时，捐电磁月波将握不易博觉察堵到这嚼种变帜化拿。峡因此突，深为了暗保证放阻抗琴稳定赖在1偿00挂±拼10收Ω爱范围兔内，截我们凯在选草择对镇绞节壁距时捞最大馅对绞挡节距栋不能畅大于杀最高层频率影信号渴电流北波长搬的八找分之表一。卖通过志控制塞对绞挠节距灾保证悉了电胃缆的萝阻抗准性能板，同骆时也疤基本之消除向了绝仇缘偏悉心对泊SR地L的胳影响激。贪对绞检过程进中普附遍采壤用了抹退扭双工艺啦。退殊扭会熄造成晕单线绩细微程的损突伤并骂会造吩成特奸性阻左抗不内均匀莲。但色是退膀扭（步预扭对）工在艺使拖单线尘和对哈绞线果产生存了内垒在的协预应摘力，葡当电症缆在晃后续轧加工剖和布颂线过吹程中妻受到机机械愁作用立时预轿应力馅可以嫌和作尺用力坑相持堪从而干避免跨了不巨可预汪期的阴作用开力对识电缆闷结构撑一致徒性的匪破坏泡，保湾证了蚁SR气L、异阻抗选等指悠标的晓稳定堂性。已事实好表明撤，退扑扭工感艺有侧利于橡改善洲电缆刻的输目入阻慧抗等患性能腿。同安时我租也发桌现由招于对浅绞节顺距不辰同，陆线缆仪内四裕对线换组内拢在的扰绞合俊应力溉是不病同的蹲。这稍就容摄易造趋成成召缆线影的单秩组翘眨起和易松弛菌变形检，因但此在眠成缆侨时要裂调整妇放线筹张力倦，并述保证现该张预力大安于线际组内起的预牧应力傲。茶数据沉电缆挽成缆采节距楚一般挎控制兰在最评大传窑输脉疼冲电轧流波老长的份1/报8以爱下。添大节割距苗成缆祸有利灰于提弄高信逮号传祖输速冠度、叠控制就高频垃段电猾缆阻建抗偏烦高的恨趋势倦，最炮重要年的是毅降低用生产刑成本猾。但挡是同怒时会址造成趁结构醉回波题损耗献（S蚁RL党）增核大、暮回波望损耗泥指标碰不稳抹定等滤不利使影响诞。耍CA蝴T键7烧属于恨屏蔽津星绞骡组电姓缆。湖7紧类数忠据电劝缆是盾我公适司开及发的届优势菌新型碰产品剂，在兆传输榴频段刘上达没到脱了0协.7漂—锹10蔽00举MH商Z。书由于仅7类侮缆采净用了坑较好桐的乏铝箔棵分屏栋蔽方结构书代替挺了C房AT问6勿、C您AT锤5E众电缆笛的无维屏蔽灭结构型，因捎此7俊类电滤缆的接高频宪电磁鲜性能终有了躁很大夏改观口。7睛类电听缆线辜对设泡计在棋一个肤相对宾封闭脖的电州磁场搭中，妙比C潮AT剧6傅、C赖AT粪5E悟的对耗绞结竭构解将决开弊放电泼场的蹈方法裙更完茶善一序些。棵同时锯由此纵也对杏阻抗昼、近维端串天音（廊NE伸XT冶）、广远端距串音判(F傅EX掏T)座、等各电平双近端辛串音专（E棵LN推EX振T）摸、衰仿减（避AT婚T）秩、回粒波损西耗(浇RL掌)和台结构巧回波戏损耗妻（S凯RL咐）、童相时根延(蹦DO枯P)俘、时经延差堆（S艇KE诱W）营等指权标也窄带来窃了一疮些变脊化从栽而要轰求我霜们增克大导娘体的逐直径征、增软大绝弓缘厚讲度和颈降低第绝缘梳介电炼常数焰等。狭同时筒这些即结构做设计晋增强酷了电原缆的西抗拉谅和抗遗压的逆机械敢性能岸，使议电缆脆在生敲产过腹程和串安装看使用羞过程煌中保圈持稳价定的案成缆业结构注。由叙于增桃大了索导体爷直径杨和绝坛缘厚壶度，碧电缆喉的电隆气性殊能也贯有了超很大亚改善批。旷线组副屏蔽忽使述导体剥与屏厦蔽间携的距晓离董发生鲜变动槽的幅嫁度减讨小，断线对纺内芯捆线之解间距网离因软扭今曲发销生变依化而垂对电军缆性碑能的限恶化帆大大躺降低严。患不足舒的地妇方就郊是生惨产成疲本大扎幅提廊高，贺在克市场隆开拓眉失去兔了价僻格优浓势让孟用户旧更愿大意接孔受C堪AT蹈6、阿CA秀T5遵E这美些价膝格较愁低但得能够耳满足意使用滔要求祖的电沾缆。臂目前兽我公鸦司在依CA藏T7尼电缆蜓上还帅处于绕开发阵阶段泡。在抹高频盐性能揪改善伶和成代本优拢化上骑面还披要做检大量季工作抛。畏目前写公司祖开发勤的3曾50永MH终Z嘉CA属T蚕5E钱数据章电缆肢是国估际领架先产横品。锡这表风明合滚理的顾调整晨电缆手结构眨，采结用低邮成本违的五妈类电旺缆设选计理雷念还血有很学大的银带宽取提升屡空间咱。废对于胀FT劈P、辽SF谨TP砍和C推AT毒7韵电缆够的结埋构在徐其他斥方面配的内浸容在痰后面迷的各还工序新设备者性能栗介绍凳和各园指标喘实现抖的论枪述中佩还有总详细下说明泉。饥如汗果条村件允师许，衣我们余也可牌以采遥用芯僻线a邮与芯勤线b慎粘连误同时优押出限的方悬法生配产线语对。礼其优疮点是岭抗拉糕、抗吹压能周力较订强，售电缆械安装焦前后洽的结奶构稳泥定性句和电丢气一崇致性酷好滥。距绝缘镰相互核粘连绒，单锯导体男无法议实现私独立号旋转沿，确膏保导停体间兰距的泥一致怕性，泄而达忆到极庭其稳迈定的习阻抗叨和线慢对页间塔优异馋的平盛衡性死能。厉线对律的两寨导体纺中心蚂距波罩动较炮小，台因而寸具有横较好仰的S牛RL待值。露另一松方面取，此安充分钞利用疤了迹间距弱手段灯改善暮TE午M传殃播的许模式跑，故艰其线脾组间壤的串洲音也得改善需很多惨。必但是殊目前泼我们晒的设询备还盯不能倍实现史这种党芯线拍的高仔速生鞠产。苹在高集频下奖还是琴需要协控制际线对诵间距倍或者微采用决线对处屏蔽虏技术嘉的。滤但是托因为岂采用如了这蚊种稳免定的我产品无结构渡，可堡以使搏电缆乎的传拍输频雄段提甘高到邪10络00图MH门Z以周上。质采用仪完善弊的发获泡工专艺还紧可以锐使用篮单根凳导体根发泡稳绝缘挖线芯叙代替愿对绞扶线将纵频段绩提高瓶到德3枝GH骂Z。罗但这居需要率采用册更加厦完善猜的单出芯屏姜蔽结艳构。不第二灶章照数据改电缆瓣主要嘱性能凯指标姐控制展眠间因为苏数据朱电缆焰传输您信号召必须伴采用事高频铜交变苏电流望，所夹以高答频交茫变的小电磁溉场是坚必然似要产费生的枝。但厌是对尘于信普号传沟输来退讲，吗这种舌高频旗交变错的电未磁场乒带来摔的能觉量交姑换干引起羞的信因号能仿量的否衰减吹、串血音和婚反射显回波士等复炊杂的化电磁茧运动凯就成矮为设亚计中口考虑菊的重肾要因坏素。蜜2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