第2章_通信电缆的结构、类型及参数[1]

本章重点:全色谱全塑电缆的型号、结构及端别本章难点:全色谱全塑电缆的电气参数和色谱学习本章的目的和要求1.掌握电缆的规格型号、电气参数、结构及色谱2.掌握同轴电缆和双绞电缆结构特点及其特性第2章通信电缆的结构、类型及参数2.1通信电缆的分类、及用途2.2全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法2.3同轴电缆及数据通信中的对绞电缆2.4同轴电缆的结构及其性能2.1通信电缆的分类1.按电缆结构类型分——非填充型和填充型。2.按导线材料分——铜导线和铝导线；3.按芯线绝缘结构分——实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫／实心皮绝缘；4.按线对绞合方式分——对绞式和星绞式；5.按芯线绝缘颜色分——全色谱和普通色谱；2.1通信电缆的分类6.按缆芯结构分——同心式（层绞式）、单位式、束绞式、SZ绞；7.按屏蔽方式分——单层涂塑铝带屏蔽、多层铝及钢金属带复合屏蔽，而屏蔽带又分绕包和纵包；8.按护套分——单层塑料护套、双层塑料护套、综合护套、粘接护套、密封金属／塑料护套和特种护套；9.按外护层分——单层、双层钢带铠装和钢丝铠装塑料护层；10.按用途分——传输模拟信号和传输数字信号；11.按敷设方式分——架空、管道、直埋、水底电缆。第2章通信电缆的结构、类型及参数2.1通信电缆的分类、及用途2.2全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法2.3同轴电缆及数据通信中的对绞电缆2.4同轴电缆的结构及其性能2.2全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法2.2.1全塑市话电缆的概念及特点1.概念：“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物-塑料制成的电缆2.特点:电气性能优良，传输质量好、重量轻、抗腐蚀、故障少、维护方便、造价低、经济实用、效率高及寿命长。2.2.2全色谱全塑双绞通信电缆的结构芯线绝缘芯线芯线扭绞缆芯护层2.2.2全色谱全塑双绞通信电缆的结构1.芯线芯线由金属导线和绝缘层组成。导线的线质为电解软铜，铜线的线径主要有0.32、0.4、0.5、0.6、0.8mm等五种。2.芯线绝缘分为实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫/实心绝缘三种形式3.芯线扭绞市内通信电缆线路为双线回路，因此必须构成线对（组），为了减少线对之间的电磁藕合，提高线对之间的抗干扰能力，便于电缆弯曲和增加电缆结构的稳定性，线对（或四线组）应当进行扭绞。扭绞是将一对线的两根导线或一个四线组的四根导线均匀地绕着同一轴线旋转。电缆芯线沿轴线旋转一周的纵向长度称为扭绞节距。图2-1芯线扭绞常用对绞方式4.缆芯芯线扭绞成对（或组）后，再将若干对（或组）按一定规律绞合（即绞缆）成为缆芯。（1）同心式缆芯同心式缆芯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，只用于部分小对数（50对以下）的全塑电缆中。（2）单位式缆芯单位式缆芯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。对于大对数市内通信电缆在接续、配线和安装电话时都较方便。根据芯线绝缘的颜色可将全塑市内通信电缆分为普通色谱单位式缆芯和全色谱单位式缆芯。全色谱单位式缆芯的单位束可根据单位束内线对的多少，将这些单位束分为基本单位U、超单位S、超单位SD。基本单位U每个U单位内含25对线，其色谱为由白／蓝——紫／灰的25种全色谱组合，如表2-1所示。为了区别不同的单位，每一单位外部都捆有双色单股扎带，U单位的“扎带全色谱”是由“白／蓝——紫／棕”的24种组合，所以U单位的扎带循环周期为25×24=600对，即从601对开始，U单位的扎带又变成白／蓝。如图2-2(a)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ababababab12345白蓝桔绿棕灰678910红蓝桔绿棕灰1112131415黑蓝桔绿棕灰1617181920黄蓝桔绿棕灰2122232425紫蓝桔绿棕灰表2-1全色谱线对编号与色谱超单位SS=U+U=25+25=50对，从1—25对为第一个U单位，从26—50为第二个U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，即一个S单位含有5条扎带，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。如图2-2（b）超单位SDSD=U+U+U+U=100对，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。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，则扎带数量是SD单位的两倍。如图2-2（c）4.缆芯的形成原则（1）原则一圆形原则（2）原则二（100对以上电缆）先内后外；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；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。5.电缆护层（1）缆芯包带层缆芯之外，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，并采用白色的非吸湿性丝带将包带扎牢。（2）屏蔽层和电缆护套①屏蔽层屏蔽层的主要作用是防止外界电磁场的干扰。②护套材料是高分子聚合物塑料，护套主要有：单、双层护套综合护套粘接护套(层)特殊护套(层)图2-4粘接护层结构1、全塑电缆的类型（1）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。①普通式全塑电缆：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。②填充式全塑电缆：其型号为HYAT，HYFAT，HYPAT等。③自承式全塑电缆：其型号有HYAC，HYPAC。④室内用全塑电缆：型号为HPVV。2.2.3全色谱全塑双绞通信电缆的类型和端别（2）电缆基本型号含义Ｈ－电话通信电缆Ｙ－实心聚烯烃或聚乙烯绝缘ＹＦ－泡沫聚烯烃绝缘ＹＰ－泡沫／实心皮聚烯烃绝缘Ｔ－石油膏填充Ｃ－自承式Ｖ－聚氯乙烯Ａ－涂塑铝带粘接屏蔽聚乙烯护套2.2.3全色谱全塑双绞通信电缆的类型和端别2、全塑电缆的端别100对以下的单位式全塑电缆不分端别。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。(1)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。2.2.3全色谱全塑双绞通信电缆的类型和端别(2)单位式全塑电缆A、B端的布放汇接局——分局，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—→用户，以端局为A端。(3)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。第2章通信电缆的结构、类型及参数2.1通信电缆的分类、及用途2.2全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法2.3同轴电缆及数据通信中的对绞电缆2.4同轴电缆的结构及其性能2.3.1同轴电缆(1)结构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,电缆的最外层又包了一层绝缘材料。如图2-6所示。(2)同轴电缆的电气参数1.特性阻抗同轴电缆的平均特性阻抗为50±2Ω，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±3Ω，其长度小于2m。2.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；而用5MHZ的正弦波进行测量时，它的值不超过6.0dB。3.传输速度最低传输速度为0.77c（c为光速）4.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）(3)同轴电缆的类型同轴电缆有基带同轴电缆和宽带同轴电缆两类.2.3.2数据通信中的对绞电缆(1)双绞电缆的分类1.非屏蔽双绞电缆（UTP）2.屏蔽双绞电缆分FTP、SFTP和STP三种。如图2-7所示2.3.2数据通信中的对绞电缆(2)常用的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。2.4通信电缆的电气性能参数2.4.1通信电缆的一次性能参数(1)回路电阻1.概念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Ω/Km计算。2.表达式2.4.1通信电缆的一次性能参数全塑市内通信电缆常用于5000Hz以下，电缆回路的有效电阻R近似等于回路的直流电阻R0，计算公式为：ρ——导线的电阻系数，在20℃时，铜和铝的电阻系数分别为0.0175和0.0238；d——导线直径（mm）；λ——电缆芯线总绞合系数，一般为1.005～1.070。2.4.1通信电缆的一次性能参数(2)回路电感电缆回路的电感决定于导线的相对位置、材料和形状等。全塑电缆传输音频信号时，回路电感的近似值可用下式计算：a——两导线中心间的距离（mm）；d——线径(mm)；λ——电缆芯线总绞合系数。2.4.1通信电缆的一次性能参数（3）回路电容1.概念电缆回路两根导线相当于电容器的两个极板，线间绝缘相当于介质，电缆芯线间的电容是均匀分布的，回路电容分为工作电容和部分电容（分布电容），一次叁数中的电容是指工作电容，因为任何相邻芯线间和芯线与屏蔽间都会有分布电容存在。2.表达式a、b线间电容为部分电容，而a、b线间总的分布电容之和为工作电容，它是决定传输质量的重要参数之一，全塑市内通信电缆的工作电容可按下式计算：εr——绝缘媒质的相对介电常数；α——由于芯线扭绞形式而决定的校正系数，对绞0.94、星绞0.74；D——两根芯线间的距离（mm）；d——芯线直径（mm）。2.4.1通信电缆的一次性能参数(4)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）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。2.4.1通信电缆的一次性能参数（5）一次参数与频率之间的关系曲线全塑电缆回路的一次参数R、L、C、G随频率及两导线之间的距离a和导线直径d而变化2.4.2通信电缆的二次参数（1）传播参数由于回路上存在着回路电阻、电感、电容和电导，电磁能在回路上传播时，其能量逐渐减小，电压和电流的振幅逐步减小，相位也逐步滞后。电磁能沿着无反射均匀回路传播1km时，其电压或电流振幅的衰减和相位的变化称为该回路的传输常数，可以用下式表示：传输常数是复数，它的实部α称为衰减常数，表示每公里回路对传输信号引起的衰耗，单位为dB／km；它的虚部β为相移常数，表示每公里回路对传输信号引起初相角的变化，单位是rad／km。2.4.2通信电缆的二次参数（2）特性阻抗电磁波在终端匹配的均匀回路中传播时，回路上电压波幅与电流波幅的比值叫做特性阻抗。特性阻抗可用下式表示:由于市内通信电缆一般在音频范围内使用，800Hz时市内通信电缆回路的RωL、ωCG，因此式中的jωL和G两项可以省略得：