深入分析數字通信電纜的傳輸性能
電纜的傳輸性能—衰減
衰減是影響傳輸距離的主要因素之一,導線直徑、絕緣外徑、絕緣類型、絕緣料的介電常數和介質損耗是影響數字電纜衰減的重要因素。
降低衰減的方法主要有:
(1)增加導線直徑尺寸。
(2)絕緣厚度增加,但副作用是阻抗也隨之增大,因此應在阻抗允許的范圍內適當增加,以防止回路產生阻抗不匹配,影響傳輸質量。
(3)選用低介電常數和低介質損耗的絕緣料。
(4)絞對節距不宜過小,經濟而又能滿足標準要求的絞對節距可以防止衰減增大。
(5)采用合理的絕緣形式,如采用泡沫實心皮或7類數字電纜采用的物理發泡皮-泡-皮絕緣形式。
電纜的傳輸性能—特性阻抗
眾所周知,特性阻抗是電纜的二次參數,是電磁波沿均勻傳輸線路傳輸而沒有反射時所遇到的阻抗。電纜的特性阻抗與介質的介電常數和導體直徑成反比,與絕緣外徑成正比,因此絕緣厚度越大,特性阻抗也越大;材料的等效介電常數越大,特性阻抗越小,但電纜衰減越大,所以設計時要找到平衡點,保證特性阻抗在100±15Ω這個標準范圍內。
在高頻下,當絕緣材料一定,導線直徑、絕緣外徑和絕緣形式確定的情況下,只要其結構穩定一致,可以認為特性阻抗是一個和頻率無關的常數。
電纜的傳輸性能—串音
電磁波從一個傳輸回路串入到另一個傳輸回路的現象稱為串音。總的串音由系統性串音和隨機性串音組成。系統性串音的減小主要靠設計合理優化的絞對節距,在設計節距時應注意***節距與最小節距的確定、節距的合理搭配,如果節距設計有缺陷則可造成系統性串音。隨機性串音很大程度上取決于工藝、材料和設備,它是由于原材料及生產工藝控制不均勻所造成的,主要原因有:
(1)單線拉、擠制工藝:銅導線導電率與斷裂伸長率不均勻;導線外徑偏差;芯線絕緣偏心;芯線絕緣外徑不均勻;絕緣材料性能不均勻。
(2)絞對工序:絞對節距偏離設計理論值。
(3)成纜工序:由于放線張力不勻使線對偏離正常位置,使纜芯不圓整、不對稱。
(4)護套工序:護套擠制中造成纜芯不圓整、纜芯壓扁。
根據串音的產生機理,減少線對間串音的方法有:
(1)保證絕緣單線的均勻一致性,降低線對間電容不平衡。
(2)設計合理優化的絞對節距,主被串線對距離越遠,節距倒數和與差越大,則串音越小。節距設計好后要根據本廠的設備工藝情況及成品串音測試情況對節距進行調整修正,以獲得符合本廠工藝設備條件的***節距。確保絞對節距的精度滿足設計要求,絞對收放線張力均勻一致。
(3)成纜收放線張力要均勻,防止對線松緊不一,模具設計要合理,防止纜芯受擠壓或變形。屏蔽層要圓整。
(4)護套工序應防止纜芯壓扁、不圓整。
電纜的傳輸性能—結構回波損耗
結構回波損耗實質是描述輸入阻抗圍繞擬合阻抗波動大小的一個指標。引起輸入阻抗波動的原因是電纜存在著各種缺陷,比如導線直徑和絕緣外徑不均勻,單線偏心,絕緣層發泡不均勻,絞對線周期性刮傷、壓傷等。其中周期性的結構偏差和損傷對結構回波損耗影響***。
提高結構回波損耗的方法有:
(1)提高線對縱向結構的均勻一致性。
(2)單線拉絲、擠塑時導線直徑和單線外徑公差要盡可能小,同心度高,表面光滑圓整。
(3)絞對收放線張力要均勻一致,節距、退扭率設計合理。防止對線掉輪或受到各種非正常外力損傷。
(4)成纜節距要均勻一致,避免出現節距周期性大幅度波動。模具設計要精確,避免模具太小造成芯線周期性損傷。
市場展望
目前綜合布線市場中6類布線系統的發展勢頭強勁,各布線廠商紛紛推出6類布線產品。有報道說2006年6類布線已在國際市場中占有主導地位。國內有些廠家以OEM的形式大量出口。國內6類纜的用量還不是很多,主要供給一些處在網絡技術前沿的單位使用。但隨著我國網絡和數據通信的不斷發展,6類電纜將會滿足我國網絡未來發展的需要。
隨著銅纜傳萬兆以太網標準的出臺,7類電纜將率先應用于教育行業、大型數據中心等對網絡速度要求較高的領域,7類系統在德國已經有成功的應用案例,預計其未來幾年將主要應用于歐洲市場。隨著屏蔽布線系統被更多的用戶所接受,電磁兼容性的重要性被更多的人所認識,屏蔽系統的應用已不局限于歐洲市場。
屏蔽產品已被列入北美相關布線標準,這標志著這一地區有著一定的市場潛力,但由于受傳統布線系統的影響,預計近期內不可能成為這一市場的主流。由上可見,在世界范圍內,未來幾年將是6類、7類布線系統市場發展的高峰期,經歷了前幾年風云變換的綜合布線市場,我們感受到,只有緊跟國際數字電纜的技術潮流,站在新品研發的前沿,對各類高新產品要做好必要的技術儲備,靜觀市場風云,以高品質的數字電纜產品積極拓展國際國內市場,才能在激烈的市場競爭中把握主動權。
【編輯推薦】