数据电缆基础知识.docx

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数据电缆基础知识

数据电缆

为了研究什么是数据电缆，首先要搞清楚什么是电缆？

以及电缆有哪几种分类？

数据电缆的优势和现在市面上主要流行哪几种规格的数据电缆？

以及数据电缆的一些主要参数和FSC生产的一些型号的数据电缆。

1电缆（Cable）

1.1电缆的基本介绍

定义1：

由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘和保护层制成，将电力或信息从一端传输到另一端的导线。

定义2：

以金属作媒介传输电信号的装置。

电缆

电缆electriccable;powercable通常是由几根或几组导线每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层

常用的电线电缆分为以下几类：

裸导线、绝缘电线、耐热电线、屏蔽电线、电力电缆、控制电缆、数据电缆、射频电缆等。

1）裸电线：

裸电线指仅有导体,而无绝缘层的产品,其中包括铜铝等各种金属和复合金属圆单线,各种结构的架空输电线用的绞线,软接线,型线和型材。

2）绝缘电线：

具有绝缘层带有绝缘性能的电线。

3）耐热电线：

具有耐高温绝缘层性能的电线电缆。

4）屏蔽电线：

添加屏蔽层，能有效屏蔽外界干扰信号的电线。

5）电力电缆：

用于传输和分配电能的电缆。

常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。

6）控制电缆：

适用于工矿企业、能源交通部门、供交流额定电压450/750伏以下控制、保护线路等场合使用的聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套控制电缆。

7）数据电缆：

数据电缆主要应用于小区和商务大楼的网络布线，常用的数据电缆铜对绞电缆有4对芯线，根据电缆的结构不同按照传统的分类有3中类型：

UTP（非屏蔽双绞线）,FTP（屏蔽双绞线）和SSTP（全屏蔽双绞线）。

8）射频电缆：

射频电缆是传输射频范围内电磁能量的电缆。

1.2电缆的命名规则

电线电缆产品的命名有以下原则：

1）产品的名称中包括的内容

（1）产品应用场合或大小类名称

（2）产品结构材料或型式

（3）产品的重要特征或附加特征

基本按以上顺序命名，有时为了强调或附加特征，将特征写到前面或相应的结构描述前。

2）结构描述的顺序

产品结构描述按从内到外的原则：

导体——绝缘层——内护层——外护层——铠装型式。

3）简化

在不会引起混淆的情况下，有些结构描述省写或简写，如汽车线，软线中不允许用铝导体，故不描述导体材料。

电线电缆的型号组成与顺序如下：

[1:

类别、用途][2:

导体][3:

绝缘][4:

内护层][5:

结构特征][6:

外护层或派生]-[7:

使用特征]

1-5项和第7项用拼音字母表示，高分子材料用英文名的第一位字母表示，每项可以是1-2个字母；第6项是1-3个数字。

型号中的省略原则：

电线电缆产品中铜是主要使用的导体材料，故铜芯代号T省写，但裸电线及裸导体制品除外。

裸电线及裸导体制品类、电力电缆类、电磁线类产品不表明大类代号，电气装备用电线电缆类和通信电缆类也不列明，但列明小类或系列代号等。

第7项是各种特殊使用场合或附加特殊使用要求的标记，在“-”后以拼音字母标记。

有时为了突出该项，把此项写到最前面。

如ZR-（阻燃）、NH-（耐火）、WDZ-（低烟无卤、企业标准）、-TH（湿热地区用）、FY-（防白蚁、企业标准）等。

1.3常用电缆型号中字母含义

1）类别与用途代号

A—安装线B—绝缘线H—市内通信电缆K—控制电缆

R—软线S—射频电缆

2）导体代号

T—铜导线（略）L—铝芯

3）绝缘层代号

V—PVC聚氯乙烯YJ—交联聚乙烯绝缘

X—橡皮Y—聚乙烯绝缘Z—低烟无卤阻燃烯烃

F—聚四氟乙烯W—聚全氟乙丙烯

4）内护层代号

V—聚氯乙烯护套Y—聚乙烯护套W—含氟聚合物护套

N—尼龙护套P—铜丝编制屏蔽

5）特征代号

B—扁平型R—柔软型C—重型Q—轻型G—高压S—双绞型

6）铠装层代号

2—双钢带3—细圆铜丝4—粗圆铜丝

7）外护层代号

1—纤维层2—PVC护套3—PE套

1.4电缆主要材料

1）铜丝

采用电解铜作为原料，经连铸连轧【注1】的工艺制成的铜线称为低氧铜线；经上引法【注2】制成的铜线称为无氧铜线。

【注1】连铸连轧：

【注2】上引法：

低氧铜线含氧量为100—250ppm，含铜量为99.9%—9.95%，导电率为100—101%。

无氧铜线含氧量为4—20ppm，含铜量为99.96%—9.99%，导电率为102%。

铜的比重为8.9g/cm3

2）铝线

用作电线用的铝线都要进行退火软化过。

用作电缆用的铝线一般不用软化。

电线电缆用的铝的电阻率要求达到0.028264。

铝的比重为2.703g/cm3

3）聚氯乙烯（PVC）：

聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，假如各种配合剂混合而成的，如防老剂，抗氧剂，填料，光亮剂，阻燃剂等，其密度为1.38g/cm3——1.46g/cm3

聚氯乙烯的优点：

力学性能优越、耐化学腐蚀、不延燃、耐热性好、电绝缘性能好、容易加工等。

聚氯乙烯的缺点：

燃烧时有大量有毒的烟雾发出；

热老化性能差。

4）聚乙烯（PE）：

聚乙烯由精致的乙烯聚合而成，按密度分为低密度聚乙烯（LDPE），中密度聚乙烯（MDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）。

低密度聚乙烯的密度一般为0.91g/cm3——0.925g/cm3

中密度聚乙烯的密度一般为0.925g/cm3——0.94g/cm3

高密度聚乙烯的密度一般为0.94g/cm3——0.97g/cm3

聚乙烯的优点：

1绝缘电阻和耐电压强度高；

2在较宽的频带范围内，介电常数和介质损耗角正切值小；

3富于可饶性，耐磨性能好；

4耐热抗老化性能以及耐低温耐化学稳定性好；

5耐水性能好，吸湿率低；

6用它制作的电缆质量轻，使用敷设方便。

聚乙烯的缺点：

1接触火焰时易燃烧；

2软化温度较低。

5）交联聚乙烯（XLPE）：

现在电缆行业使用的主要有两种类型的交联聚乙烯。

一种是以硅烷作交联剂的，叫做硅烷交联料，主要应用在低压电线电缆的绝缘层上。

另一种是以过氧化二异丙苯（DCP）作交联剂的交联聚乙烯料，其主要是由聚乙烯，交联剂和抗氧剂组成。

主要应用在中，高压电缆的绝缘层上，对绝缘耐压等级越高，要求纯净度就越高。

DCP是一种过氧化物，温度越高，分解越快，其分解后就会催化聚乙烯起交联反应。

DCP在常温下也会分解，不过分解速度很慢，但加热到一定的温度（超过125度时）会快速分解。

交联聚乙烯材料的优点：

电气性能比聚乙烯还优良；其机械性能比聚乙烯好，所以应用比聚乙烯广泛。

软化温度比聚氯乙烯高，电缆正常的运行温度能达到90℃。

缺点是加工困难，易燃烧。

2数据电缆

2.1数据电缆的简介

随着光通信技术的高速发展，我国有线通信网的骨干网和局间中继线路已普遍使用光缆，光纤进入接入网已成为必然趋势。

但光缆敷设费用太高，接头费用和终端光-电转换费用昂贵，因此，在光纤化普及前的很长一段时间内，接入网的用户线仍将以金属缆为主。

金属缆主要包括全塑电缆、同轴电缆和数据电缆三种。

其中，数据电缆是目前比较理想的宽带接入网的传输媒体，它具有制造成本较低、结构简单、可扩充性好、便于网络升级的优点，主要用于大楼综合布线、小区计算机综合布线等。

数据电缆主要分为两种：

一种是美洲推行的100Ω电缆，主要是针对非屏蔽类双绞线（UTP:

UnshieldedTwistedPair）；另一种是欧洲推行的150Ω电缆，主要是针对屏蔽类双绞线（STP:

ShieldedTwistedPair）。

数据电缆中应用最为广泛的是美洲推行的100Ω电缆，即：

UTP。

UTP按其传输频率，主要分为5大类：

类别

类型

宽带

备注

CAT3

UTP

16MHz

现在主要用于电话线

CAT4

UTP

20MHz

比较少见

CAT5

UTP

100MHz

常用于局域网

CAT5e

UTP

100MHz（支持双工通信）

常用于局域网

CAT6

UTP

250MHz

开始涌现

2.2数据电缆的主要传输特性

1）相时延

相时延定义为电缆长度L除以相速度。

相时延由下式确定：

式中：

T——相时延（s）；

L——电缆长度（m）。

2）时延差

相时延差定义为电缆中任意两线对间的相时延之间的差。

相时延差由下式确定：

式中：

——相时延差，s；

——一对线的传播速度，m/s；

——另一对线的传播速度，m/s；

l——电缆长度，m。

3）衰减

衰减在相关的电缆详细规范指定的频率上或频带内测量。

选用的测量技术应达到±5%的精度。

测量应在平衡条件下进行。

当使用不平衡试验仪表时，线对的两端应通过平衡变量器接到试验仪表。

应选择能使试验仪表在试验频率上与电缆的标称特性阻抗匹配的平衡变量器。

为了补偿平衡变量器的剩

余失配，宜将平衡变量器连到一根短段的被测电缆上（m1£）进行系统的初始校准。

测量应在环境温度下进行，对于1MHz以上的频率，衰减应按下式修正到20℃：

——实测衰减，dB/100m；

T——环境温度，℃；

——修正到20℃的衰减，dB/100m。

4）近端串音衰减

近端串音衰减应采用扫频发生器和选频接收器在电缆详细规范指定的频率上或频带内测量。

将两对线通过平衡变量器接到试验仪表，在平衡状态下进行测量。

应选择能使试验仪表在试验频率

上与电缆的标称阻抗匹配的平衡变量器。

推荐平衡变量器用铜带或铜管屏蔽。

线对的屏蔽和（或）电缆

屏蔽与平衡变量器的屏蔽应在接收端接地。

被测的两对线应以标称特性阻抗作为终端，而其余的线对可不必加上终端。

应特别注意使末端的耦

合效应最小。

在剥去电缆护套时，应保持各线对的扭绞并很好地将线对分开。

近端串音衰减（NEXT）定义为：

是主串回路发送功率串到被串回路近端后的衰减值

式中：

——为主串线对近端的输入功率；

——为被串线对近端的串音输出功率。

5）近端和远端串音衰减功率和

近端和远端串音衰减功率和（PS）定义为：

式中：

n——对绞组（或四线组的一对线）数；

——第j对线（或四线组的一对线）与第i线对（或四线组的一对线）之间的串音衰减；

——第j对线（或四线组的一对线）的功率和。

注：

式中包含了各种类型的串音衰减功率和，如：

近端串音衰减功率和、输入/输出串音衰减功率和及等电平远端串音衰减功率和。

6）等电位远端串音

是主串回路发送功率串到被串回路远端后的衰减值。

远端串音衰减应采用扫频发生器和选频接收器在电缆详细规范指定的频率上或频段内测量。

将两对线通过平衡变量器接到试验仪表，在平衡状态下进行测量。

应选择能使测量仪表在试验频率

上与电缆的标称阻抗匹配的平衡变量器。

推荐平衡变量器用铜带或铜管屏蔽。

线对的屏蔽和（或）电缆

屏蔽与平衡变量器的屏蔽应在接收端接地。

电缆中的所有线对应以标称特性阻抗作为终端。

应特别注意使末端的耦合效应最小。

在剥开电缆护

套时，应保持各线对的扭绞并很好地将线对分开。

IOFEXT的测量应在至少100m的长度上进行。

为了使从试验仪器的背景噪声引起的误差最小，推荐

被测电缆的最大长度不应超过300m。

对于长度大于100m的IOFEXT的测量值和ELFEXT的计算值应按

下式修正到100米的标准长度：

ELFEXT=ELFEXT0+10lg（L0/100）（dB/100m）

ELFEXT——修正到100m长度的等电平远端串音，dB/100m；

L0——被测电缆实际长度m；优先选择100m；

ELFEXT0——等电平远端串音测量值，dB/电缆长度。

7）特性阻抗

在给定线路参数的无限长传输线路上，行波的电压与电流的比值。

8）回波损耗

由于阻抗不匹配而使部分传输信号的能量被反射回去。

用阻抗表示的回波损耗由下式给出：

式中：

RL——回波损耗，dB；

——测得的电缆复数阻抗（电缆远端终接阻抗

），Ω；

——基准阻抗，Ω，（即按规定的100，120或150Ω）。

3.FSC目前生产的一些数据电缆类型以及数据电缆发展前景

2011年FSC重点放在了生产通信电缆、电话线和数据电缆上。

关于FSC生产的通信电缆的型号主要有：

HYAT（1200对以下）、HYAC（1200对以下）、HYA（2400对以下）等。

生产的数字电缆型号有：

HSYV-64*2*0.5

HSYV-5E4*2*0.5

HSYV-54*2*0.5

HSYV-525*2*0.5

HSYV-325*2*0.5

HSYVP-5E4*2*0.5

HSYVP-54*2*0.5等。

生产的电话线型号有：

HBV-J型电话网用户铜芯室内线

HBYV-J型电话网用户铜芯室内线

以及HYYC也就是DDNDW（8）0.5*1P电话线等。

（下一步计划开始研究光伏电缆）

数据电缆的发展前景：

一、现代社会是一个信息社会。

随着信息网络和个人计算机的快速发展，对局域网和智能大厦布线系统传输线路的需求呈爆炸性增长。

基于成本和使用方便性的考虑，铜缆到户是光缆接入不可缺少的补充，因而90年代初新兴的网络数据电缆承担了信息高速公路最后一百米的传输重任。

二、网络数据电缆的发展由于信息量的不断增大，人们对传输速率的要求也越来越高。

网络数据电缆的发展也从最初传输带宽100MHz的五类，增强型超五类电缆，甚至将来带宽达到250MHz和600MHz的六类、七类电缆。

目前，五类、超五类缆已经被广泛地使用在局域网和智能大厦布线系统的计算机网络终端上。

其传输带宽为100MHz，传输速率可达到155Mb/s甚至更高，已能满足现有绝大多数信息传输的要求。

国外有研究表明，通过不同的编码方式，已有在现有五类电缆上进行1000Mb/s高速率传输成功的试验，即使不改变现有的编码方式，六类、七类电缆仍能满足不断增长的传输速率要求。

因而专家预测，在光纤最终实现到户之前，网络数据电缆仍有至少10年以上的大量使用期。

据有关资料统计，网络数据电缆的需求量正以每年30%以上的速率高速增长，专家们预测未来一年全球市场规模将达到100亿美元以上。

以上均说明网络数据电缆仍处在成长期，具有非常大的市场潜力。