数据电缆 什么是数据电缆? 数据电缆全称叫数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆。高速数字通信电缆是传统电缆的升级换代产品,是我国光电线缆的重点开发工程的长线产品,也是国际上最新开展、增长迅速、需求旺盛的热门产品,能适应电信网的数字化、综合化、宽带化、智能化开展方向的新需求,将微电子技术、计算机技术、网络技术引入传统的电信领域,代表着通信电缆的最新开展方向,在数据通信、计算机联网以及其它多媒体网络中有广泛的应用。特别是近年以来,智能化大楼在我国的普遍兴起,大量用这种新型电缆作为大楼的综合布线,可将、、电子邮件、可视、会议电视、闭路电视、计算机联网、防火防盗报警、空调及照明等设备的自动化控制等多种功能集中丁一套布线系统,实现信息共享和管理自动化,预防多个系统的重复布线,便丁电子及通信设施的增减和搬迁,提升布线系统的灵活性,并且可和外界信息高速公路接通而上网漫游丁全球化的信息海洋,享受因特网的各种新效劳。由丁信息技术的飞跃开展,电脑工作速度慢慢的变快,网络用户慢慢的变多,新的高速应用如Intranet〔企业内部网〕、立体影象、多媒体编程、桌面视频、计算机辅助设计〔CAD〕、数据库、虚拟现实应用等的普及,再考虑布线年的需求,对丁目前综合布线系统,五类电缆已显得不足以满足高速网络的要求,因而不少新组建的网络系统采用六类电缆来敷设。 二、数据电缆开展 我国数据电缆的开展历史还不到20年,从IEC61156—1~4:1995标准的发布到现在却经历了好几个阶段。我国也是在 1995年开始引进数据缆生产设备 和生产技术,当时还仅仅满足在五类缆的要求。由丁信息技术的迅速开展对网络提出了慢慢的升高的要求,从传统的音频〔4千赫带宽〕或载波〔1兆赫带宽〕的对绞铜芯电缆开展到今日能开通600兆赫带宽的铜对绞数据电缆,显示了巨大的技术进步。这对数据电缆的制造精度和传输性能提出了更高的要求, 没有 先进的生产设备、成熟的工艺和优良的材料,是难丁到达质量优良、稳定的产品。数据电缆的开展主要经历了以下几个阶段： 1〕 1995至2000年：以五类缆为主,大都沿用美国EIA/TIA568A、ISO/IEC11801及国内的YD/T1019—1999标准。传输性能要求较低,测试工程也较少。 2〕 2001年：美国EIA/TIA标准改版,推出了568B标准,取消1、2、4、5类缆,水平布线e类缆〔增强五类缆或超五类缆〕,根据网络系统的传输要求,增加了不少新的重要测试工程,并提升了一些指标。 3〕 2002年：2001年11月,我国信息产业部开始执行YD/T1019—2001新标准,并推出了5e类及六类缆标准。2002年6月美国正式批准推行EIA/TIA568B2.1六类缆标准,使水平布线的质量发展要求到达了一个新的水平。 由丁标准的变迁,对数据缆提出了更高的要求,99年按老标准能通过的五类缆,不一定可以通过2001年的新标准。 4〕 2004年：目前的数据电缆已经开展到了7类缆的要求。ISO/IEC61156—5~6:2002标准中对7类电缆的性能指标要求作了明确的说明。我国已经制定了 7类电缆的有关标准,估计今年就将发布。六类电缆的带宽要求为250兆赫,七类缆的带宽要求为600兆赫。而目前中国电缆制造商能到达六、七类数据缆的生产厂商很少。没有确切的举措,来提升设备的性能和改良工艺,是不可能生产出高质量的产品。 5〕 不同数据电缆的最高传输频率： 3类16兆赫 4类20兆赫 5类100兆赫 5e类100兆赫,且支持双工应用 6类250兆赫 7类600兆赫 三、数据电缆市场 数据电缆是一种对数字信息进行传输的媒介, 用丁大楼综合布线系统、住宅 综合布线系统及企业信息网布线系统中。其主要客户群将是国内外通信领域电信系统运营商,如国内的中国电信、联通、网通、铁通、吉通等；同时,还包括网络经营商和运营商、房地产开发商、尚未实现三网合一的有线电视网络及其他经销商等,其开展的市场空间更为广阔。 1、 市场总况 当前世界已进入信息高速交换的时代,互联网的应用已深入所有的领域,也进入了千家万户。近年来,我国局域网开展迅速,不仅在银行、海关、税务三金工程中全面铺开,并且在政府机关、科研院区、大学校园、远程教育、铁道、航空等大规模的公司事业单位也积极应用,一些大城市的智能居住小区也已推出样板,正在慢慢地扩大中。所以在当前及今后一段时间内,在局域网的建设中,水平■敷设的铜芯数据电缆〔通常称为五类、超五类、六类缆等布线〕占有十分重要的地位。 在2000年末至2001年全掀起了一个“五类缆热〞。由丁市场对五类缆的需求急剧上涨,当时五类缆在市场的零售价几乎是生产本钱的一到二倍, 因此不少 公司纷纷上马建设数据电缆厂,不少原来生产话缆的工厂通过工艺和设备改良,也开始生产数据电缆。据说,目前能够生产五类缆的生产厂商有数白家之多, 产 品质量良莠不齐,市场上价格战风起云涌,五类缆市场行情报价直线下落,有些小厂的销售价几乎跌到了本钱价,因此,只能靠偷工减料、缩尺短码等手段来苟延残喘下去。 随信息技术的高速开展,我国5任六类缆的标准在2001年10月发布并实施。该标准对数据电缆的要求进一步的提升,使原有一些通过简单的设备改造生产五类缆的生产厂商被淘汰出局。同时,我国近来对数据缆质量开始重视, 特 别是一些小区智能化建设工程进行质量监督,阻止了一局部不符合新标准的产品进入市场,使我国数据电缆市场开始走向正规化。 今年,随世界经济的好转,数据电缆市场需求乂开始迅速增加。但市场的价格并没再次出现明显的上涨。由于,新建的一批数据缆生产厂商生产设备都比拟先进,生产水平根本在20箱/年左右。他们将是今后主要的数据缆制造企业。 2、 国内市场的开展动向 据不完全统计及一些外国公司对中国市场的调研报告,2001年,中国的综合布线倍,估计后几年的增长率为17%或20%以上。 在数据电缆方面,2001年国内电线多万标准箱〕。主要为五类缆,主要产地为上海、珠江三角洲〔主要在东莞地区〕及江、浙地区。当前国内生产水平在年产50万箱以上的数据电缆厂实在屈指可数,能生产25对5类缆并全面通过标准的工厂更少。 根据国际权威机构英国BSRIA〔建筑物设施研究及信息协会〕的调查研究分析报告说明,中国的结构布线市场的开展潜力巨大,至少会比目前规模大10倍,年增长率在17%以上。目前我国生产高质量5e及六类缆水平不过300万箱/年,国内而求量应不低丁500万箱/年。由丁国内生产企业缺少品牌和系统全包的水平,被外国公司拿走了不少订单,加上五类数据缆还没有完全退出市场,一些正规的公司制作水平还是吃不饱。今年,应该是数据缆市场开始增长较快的一年,有些营销水平较强的企业出现了供不应求的场面。 随着我们国家信息技术的不断的提高和我们正常的生活水平的提升,许多地区开始在住宅 小区采用综合布线。我国建设部有关部门也对建筑布线系统来进行了标准,在建筑 布线中要求建立综合布线系统。目前住宅布线%。在今后几年内,综合布线系统将迅速进入工 业领域中〔工业以太网〕,在工业公司中,连接各台设备及生产线上的 PLC的现 场总线系统〔PROF IB US〕及企业管理和生产的局域网,将得到慢慢的变多的应用。 总的说来,水平敷设的铜双绞布线在国内有很大的开展前途,尚有不少应用 领域还有待进一步开发。 3、 国外市场概况及动向 美国在局域网电缆的开展方面是走得最快的。 从1996年到1999年4年的时 间内,UTP数据缆的需求量翻了 3倍,根本上每年保持30~50%的上涨的速度。市 场用量从每年40亿尺〔400万箱〕增加到110亿尺〔1100万箱,折合33.5亿米〕。 2000年是美国综合布线系统市场业务最兴旺的一年,到达了 21亿美元〔包括组 件〕。2001年由丁部份市场饱和,实际有些下降。在 9,11事件后,市场需求降低 了 25%。今年布线市场开始复苏。 欧洲局域网开展也比拟快,2000年欧洲水平布线亿美元。目前美国和欧洲的数据缆用量约占了世界的一大半,2001 年全球数据缆用量到达32亿美元。 从欧洲来看,其使用的水平布线系统不同丁美国,德、法主要是采用 STP及 SSTP屏蔽,而美国主要是采用没有屏蔽的 UTP电缆。近几年来,欧洲在数据缆选 用方面也有一些变化。目前在欧洲的水平■布线中, UTP电缆的使用量约占52%, STP及SSTP电缆约占48%,光纤仅占0.6%。 光纤到户和光纤到桌面是目前铜对绞数据缆的主要竞争。估计铜对绞数据电 缆作为水平布线为主体,可能还会维持 10~15年。 四、电气通信: 〔一〕电气通信定义: 是用电磁波〔光波是一种频率极高的电磁波〕来传递信息的一种通信方式。 在实际应用中,有各种不同的通信工程,如 、电报、播送、电视、 以及 数据传输。 1、 ：利用电信号传递消息实现互通语言的通信方式称为 通信。 2、 电报：在远距离问用电的方式传递符号信息的通信方式称为电报通信。 3、 播送：通过电台向广阔地区的听众传播语言、 音乐的方式称为声音播送 4、 电视：把活动的图像向广阔地区观众传播的方式称为电视播送。 5、 ：将原样的符号、图表、照片等传递给收方的通信方式称 。 6、 互联网：实现信息的高速交换,信息资源共享。 〔二〕电气通信的分类： 1、按传输媒介的不同,可分为无线传输和有线通信。无线传输：以大气为媒 介,通信工具 、收音机、对讲机、卫星电视等。有线通信：以电线、电缆为 传输媒介,通信工具有 机、 机、计算机、有线电视等。她们有各自的优 缺点。 传输方式 无线传输 有线、 建设较快,维护简单 2、 较经济 3、 满足长距离通信要求 1、 稳定、可靠。 2、 保密性强 缺点 4、 易受干扰,稳定性差 5、 保密性差 3、 建设周期长,不易维护。 4、 初建费用大。 2、按通信方式分：音频通信、载波通信、脉码调制通信 音频通信：也就是 通信,是利用音频电流的传输,使人们能互通语言的通 信方式。 载波通信：也叫频分制通信,是将多个模拟信号波载在不同的频率的载波上, 同 时送入一个通信回路,实现多频道通信。如多个电视频道信号都是在 同一根电缆上一起进行传输。 脉码调制通信：是届丁时分制多路通信的一种形式。对多个模拟信号抽样后, 进 行量化和编码,使之变成具有规定信息速率的离散的数字信号。 按通信的制式分：双频二线制和单频四线制。 〔三〕电气通信质量发展要求： 电气通信质量发展要求衰减小、失真小、申杂音小。 所以对通信电缆的设计制造 应满足以下几点要求。 1、 衰减应该尽可能小。 2、 由线、 电缆回路对相互干扰及外界干扰的防卫度高。 4、 电气参数稳定。 5、 经济。 通信电缆的分类: 1、 按通信电缆的用途和应用限制范围分：市内通信电缆、长途通信电缆、农用通 信线、通信设施用电线电缆、电力系统用通信电缆、海底通信电缆、数字通信电 缆。 2、 依照结构不同分：对称电缆和同轴电缆。 3、 根据敷设和运行条件可分：架空电缆、直埋电缆、管道电缆、水底电缆。 五、 通信电缆的几个重要传输参数的说明 1、一次传输参数：R:单位长度电缆回路的有效电阻,单位欧/公里。 L:单位长度电缆回路的电感,单位亨/公里。 C:单位长度电缆回路的电容,单位法/公里。 G:单位长度电缆回路的绝缘电导,单位西/公里。 这些参数与传输电磁波的电压和电流的大小无关, 而与电缆的材料结构及电流的 频率有关。 2、二次传输参数：Zc= JR j . 称为波阻抗。是电磁波沿均匀电缆线 路传播而没有反射时所遇到的阻抗,仅与线路的一次参数和传输的电流频率有 关,与线路长度无关,也与传输的电压及电流的大小及负载阻抗无关。 丫= v(R j L)(G 一 称为传播常数。表示电磁波沿均匀匹配线路传输 时,单位长度回路内幅值减小及相位滞后的数量。 a= (X [footnoteRef:2] [footnoteRef:3] [footnoteRef:4] [footnoteRef:5] [footnoteRef:6]L2)(G2 2C[footnoteRef:7]) (RG 2LC) 称为衰减常数,表示电 [2: -./ C C C C C C 6==也J(R2 2L2)(G2 2C2) (RG 2LC)称为相移常数,表小电 磁波的相位在均匀电缆上每公里的变化值,单位为弧度 /公里。] [3: 电磁波沿电缆线: 通信距离:L = (pi— p2)/a = 1/2X ln (P0— Pi)。] [5: pi：发送端的发送电平。] [6: P2：接受端的接受电平。 P。：发送端发出的功率。] [7: Pi:接受端接受的功率。] 磁波在均匀电缆上每公里的衰减值。单位为奈 /公里。1奈=8.686分贝。 Zh：负载阻抗 Zc：特性阻抗 6、输入阻抗：Z入=Uo/Io。在均匀线路中,负载阻抗等丁线路波阻抗时,输 入阻抗等丁波阻抗。在一定长度的电缆中, 负载阻抗与波阻抗相关越大,线路本 身越不均匀,输入阻抗随频率波动就越大,通信质量也越差。 六、数据电缆产品结构 目前常用的五、六类电缆的结构及形式如下表所示: 型号 名称 应用场景范围 非屏蔽对绞电缆 五类缆、超五类缆 UTP 1、 绝缘单线 内导体：实心或绞合退火铜导体,导体直径应在 0.4m到0.65mm之间 绞合导体由七根单线绞合而成。铜导体有良好的电气性能和加工性能。 绝缘：绝缘材料为聚烯轻、氟塑料、低烟无卤热塑性材料。绝缘可以是 实心,泡沫或泡沫实心皮。外表应有色谱加以区别。 2、 绞对：不同色谱的绝缘单线以一定的节距进行绞合。 3、 4对缆芯：将4对不同组合线、 屏蔽：对电缆元件进行屏蔽。屏蔽能够使用金届带绕包或金届丝编织。 5、 排流线mm的退火软铜线、 护套：热塑性材料,可以是 PVC、氟塑料或低烟无卤热塑料。 七、数据电缆制造 1、产品技术方面的要求 初看一下,宽频数字通信五类、六类电缆的结构与普通的 电缆差不多, 但是要全面到达五、六类缆的技术标准, 难度很高。由于一般市话电缆只是在音 频范围内使用,电缆的测试频率亦只有 1兆赫,而五类电缆的测试频率要达 100 兆赫,六类电缆要到达250兆赫。因此,对电缆结构的对称性及精密性要求甚高。 为了能更好地说明五、六类电缆的技术方面的要求,将它们与 电缆的技术方面的要求比拟 如下。 (1)单芯线技术方面的要求: 控制指标 五、六类电缆 电缆 1.铜线最终外径稳定度 +/-1 - 2微米 +/-5微米 (+/-0.001-0.002mm) (+/- 0.005mm) 2.铜线.实心绝缘外径稳定度 +/-0.003mm +/-0.015 - 0.02mm 5.绝缘椭圆度 +/-0.005mm +/- 0.02mm 6.单线.同心度 高丁 95% 高丁 85% 8.绝缘与外径的附着力 大丁 1200克/100毫米 无规定 (2)绞线技术方面的要求: 控制指标 五/六类电缆 电缆 绞对节距范围 绞合节距变动误差 芯线张力的波动 最大电阻不平衡 线mm 小丁 +/-10% 小丁 +/-2.0% 小丁 330pF/100m 40 - 130mm 平均小丁 5%,个别10% 小丁 2 — 4mm 小丁 +/-20 - 25% 小丁 +/-5% 小丁 570pF/100m 护套线技术方面的要求： 五类电缆护套生产线的特点是护套厚度较薄,一般只有 0.4 — 0.5mm,通常 采用聚氯乙烯或无卤阻燃性聚合物。在挤出过程中,要使缆芯结构保持其几何位 置不变,故一般会用定心式挤出机头和半挤管式模具。 在护套外面要印上电缆型 号及尺码,因电缆外形不一定平滑,故通常均采用电脑喷印。 成圈包装 成品电缆一般以1000英尺(304.8米)为长度进行装箱。为了使施工放线方 便,乂要保持电缆在放出时不扭曲, 以免影响性能,应采用匣式无扭自由放线包 装。电缆在成圈时采取了特殊交义卷绕,这样在放线、设备工艺技术要求 要到达上述产品技术方面的要求,应对生产设备和检测装备、制造工艺、原材料等 来控制。其中设备的工艺技术要求直接影响产品的性能指标。 单线制造工序的控制对整个产品实现过程特别的重要,我们对该工序生产设 备提出以下要求： 采用拉丝-退火-预热一体化,连续退火及预热装置与拉丝机严格同步, 退火及预热的直流电源高度稳定。 采用精密的配模,将拉丝滑动量减到最低,严控出线直径。 拉丝机自带乳浊液冷却-过滤循环装置,预防铜粉粘在出线模上。 选用最正确的退火电流值。对五、六类电缆来说,最终线径(绝缘)的包 定的退火的均匀性要比绝对值还要重要。 采用高精度的挤出机温度控制管理系统。 、挤出机机头可微调,可以使偏心降最低。 对丁绞对工序,绞对机的放线装置应做成主动放线式,并有灵敏的张力反 馈,并保持两根线的放线张力均匀和长度一样。 同时机器上所有的转向导轮应尽 可能加大,以免铜线与绝缘之间的附着力受一定的影响。 由丁数据类缆的绞合节距较 短,故必需尽可能提升其转弓速度,以提升其产量。 绞合节距的高度正确,其误差在 0.5%~1%范围内。 绞合过程中,应将单线及对线的弯曲减至最低,转向导轮直径一般不 应小丁 100mm。 收线张力保持包定,变化范围不超过 20~30% 采用带退扭绞对机。 对丁成缆工序,易采用单扭式成缆机。 应配有牵引装置。 转向轮应尽可能大。 护套：数据电缆护套生产线的特点是要使缆芯在整个挤护套过程中不会受 到过度的弯曲和过高的张力。为此, 在放线和收线装置前后,建议建议还是不要采用 多匝回线式的储线器,以以免引起太多的弯曲。 导轮直径应尽可能大,一般不要 小丁 300mm。为了 护套的均匀壁厚,最好采用固定中心式微调机头。建议安 装在线超声波壁厚仪,对护套的厚度进行仔细的检测。 包装—成圈或成盘： 无扭曲放线交义缠绕成圈,装在纸盒中。 305米成盘。装在纸盒中。 〔3〕 500米或1000米成盘。 八、数据电缆主要性能指标 目前数据缆采用的标准主要有美国的 TIA/EIA -568B-2,我国的行业标准 YD/T1019 — 2001和IEC 61156— 2002标准。下面是五类缆、超五类缆、六类 缆性能要求比照表。 传输性能指标 五类缆 YD/T1019- 1999 五类缆 TIA/EIA- 568A 5e类缆 YD/T1019- 2001 5e类缆 TIA/EIA- 568B-2 六类缆 YD/T1019- 2001 六类缆 TIA/EIA- 568B-2 输入阻抗〔欧〕 100土 15 100± 15 100 土 15 100± 15 100± 15 100± 15 拟合阻抗〔欧〕 100土 15 100± 15 95-105.8 不进行 95-105.5 不进行 结构回波损耗 (dB/100m)
1兆赫 23.0 23.0 28.0 30.0 10~20兆赫 23.0 23.0 28.0 不进行 30.0 不进行 100兆赫 23.0 23.0 28.0 23.0 250兆赫 19.0 回波损耗 (dB/100m)
1兆赫 不进行 不进行 20.0 20.0 20.0 20.0 10~20兆赫 25.0 25.0 25.0 25.0 100兆赫 20.1 20.1 20.1 20.1 250兆赫 17.3 17.3 插入损耗〔衰减〕 (dB/100m)
1兆赫 62.0 62.0 65.3 65.3 74.3 74.3 10兆赫 47.0 47.0 50.3 50.3 59.3 59.3 100兆赫 32.0 32.0 35.3 35.3 44.3 44.3 250兆赫 38.3 38.3 近端串音功率和 PSNEXT (dB/100m)
1兆赫 62.0 62.0 62.0 62.0 72.3 72.3 10兆赫 47.0 47.0 47.0 47.0 57.3 57.3 100兆赫 32.0 32.0 32.0 32.0 42.3 42.3 250兆赫 36.3 36.3 等电平远端串音 ELFEXT (dB/100m)
1兆赫 不进行 不进行 64.0 63.8 68 68 10兆赫 44.0 43.8 48 48 100兆赫 24.0 23.8 28 28 250兆赫 20 20 等电平远端串音 功 率 和 PSELFEXT (dB/100m)
1兆赫 不进行 不进行 61.0 60.8 65.0 65.0 10兆赫 41.0 40.8 45.0 45.0 100兆赫 21.0 20.8 25.0 25.0 250兆赫 17.0 17.0 传播速度(%) 1兆赫 65.0 58.5 58.5 58.5 58.5 10兆赫 65.0 不进行 61.1 61.1 61.1 61.1 100兆赫 65.0 62.0 62.0 62.0 62.0 250兆赫 62.1 62.1 相 时 延 (ns/100m) 1兆赫 570 570 570 570 10兆赫 不进行 570 545 545 545 545 100兆赫 538 538 538 538 250兆赫 536 536 时 延 差 (ns/100m) 1兆赫 不进行 不进行 45 45 45 45 10兆赫 45 45 45 45 100兆赫 45 45 45 45 250兆赫 45 45 串音衰减的说明： 1、 串音衰减用以表示能量从主串回路串入被串回路时衰减的程度。 2、 一次干扰参数：g——介质耦合 c——电容耦合 r——导电耦合 m——电感耦合 3、二次干扰参数：近端串音衰减、远端串音衰减、远端串音防卫度。 九、数据电缆检测 AESA — 9500系统高频测量参数的标准配置 1 High-frequency parameter Measured Computed Depends on 2 Attenuation V 3 Near-end crosstalk V Attenuation, if length correction 4 Far-end crosstalk V Attenuation, if length correction 5 Impedance Zo/s V (open-short) 6 Load impedance ZL V 7 S21 Phase V 8 Fitted impedance Z1 V Impedance Zo/s 9 Structural Return Loss V Impedance Zo/s 10 Return Loss V Impedance 11 ACR p Attenuation, Near-end crosstalk 12 ELFEXT V Attenuation, Far-end crosstalk 13 Near-end PowerSun V Near-end crosstalk 14 Alpha p Impedance Zo/s
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