第2章通信电缆的结构类型及参数优秀PPT.ppt

第第2章章 通信通信电缆的的结构、构、类型及参数型及参数2.12.1通信通信电缆电缆的分的分类类、及用途、及用途2.22.2全色全色谱谱全塑全塑双绞电缆双绞电缆的的结构结构、类类型、端型、端别别和和选选用方法用方法2.32.3同同轴电缆轴电缆及及数数据通信中的据通信中的对绞电缆对绞电缆2.42.4同同轴电缆轴电缆的的结构结构及其性能及其性能2.12.1通信电缆的分类通信电缆的分类1.1.按电缆结构类型分按电缆结构类型分非填充型和填充型。非填充型和填充型。2.2.按导线材料分按导线材料分铜导线和铝导线；铜导线和铝导线；3.3.按芯线绝缘结构分按芯线绝缘结构分实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫实心皮绝缘；实心皮绝缘；4.4.按线对绞合方式分按线对绞合方式分对绞式和星绞式；对绞式和星绞式；5.5.按芯线绝缘颜色分按芯线绝缘颜色分全色谱和一般色谱；全色谱和一般色谱；2.12.1通信电缆的分类通信电缆的分类 6.6.按按缆芯结构缆芯结构分分同心式（层绞式）、单位式、束绞同心式（层绞式）、单位式、束绞 式、式、SZSZ绞；绞；7.7.按按屏蔽方式屏蔽方式分分单层涂塑铝带屏蔽、多层铝及钢金单层涂塑铝带屏蔽、多层铝及钢金 属带复合屏蔽，而屏蔽带又分绕包和纵包；属带复合屏蔽，而屏蔽带又分绕包和纵包；8.8.按按护套护套分分单层塑料护套、双层塑料护套、综单层塑料护套、双层塑料护套、综 合合 护套、粘接护套、密封金属塑料护套和特种护套；护套、粘接护套、密封金属塑料护套和特种护套；9.9.按按外护层外护层分分单层、双层钢带铠装和钢丝铠装塑料单层、双层钢带铠装和钢丝铠装塑料 护层；护层；10.10.按按用途用途分分传输模拟信号和传输数字信号；传输模拟信号和传输数字信号；11.11.按按敷设方式敷设方式分分架空、管道、直埋、水底电缆。架空、管道、直埋、水底电缆。第第2 2章章 通信电缆的结构、类型及参数通信电缆的结构、类型及参数2.12.1通信电缆的分类、及用途通信电缆的分类、及用途2.22.2全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法2.32.3同轴电缆及数据通信中的对绞电缆同轴电缆及数据通信中的对绞电缆2.42.4同轴电缆的结构及其性能同轴电缆的结构及其性能2.22.2全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法端别和选用方法2.2.1 2.2.1 全塑市话电缆的概念及特点全塑市话电缆的概念及特点 1.1.概念：概念：“全塑全塑”电缆是指凡是电缆的芯线绝缘层、缆电缆是指凡是电缆的芯线绝缘层、缆 芯包带层和护套均接受高分子聚物芯包带层和护套均接受高分子聚物-塑料制成的电缆塑料制成的电缆 2.2.特点特点:电气性能优良，传输质量好、重量轻、抗腐电气性能优良，传输质量好、重量轻、抗腐 蚀、故障少、蚀、故障少、维护便利、造价低、经济好用、效率维护便利、造价低、经济好用、效率 高及寿命长。高及寿命长。2.2.2 2.2.2 全色谱全塑双绞通信电缆的结构全色谱全塑双绞通信电缆的结构芯线绝缘芯线绝缘芯线芯线芯线扭绞芯线扭绞缆芯缆芯护层护层2.2.2 2.2.2 全色谱全塑双绞通信电缆的结构全色谱全塑双绞通信电缆的结构 1.1.芯线芯线 芯线由芯线由金属导线金属导线和和绝缘层绝缘层组成。组成。导线导线的线质为电解软铜，铜线的线径主要有的线质为电解软铜，铜线的线径主要有 0.30.3 2 2、0.40.4、0.50.5、0.60.6、0.8mm0.8mm等五种。等五种。2.2.芯线绝缘芯线绝缘 分为实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫分为实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫/实心绝缘三种形式实心绝缘三种形式3.3.芯线扭绞芯线扭绞 市内通信电缆线路为双线回路，因此必需构成线对市内通信电缆线路为双线回路，因此必需构成线对（组），为了削减线对之间的电磁藕合，提高线对之间的（组），为了削减线对之间的电磁藕合，提高线对之间的抗干扰实力，便于电缆弯曲和增加电缆结构的稳定性，线抗干扰实力，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。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扭绞是将一对线的两根导线或一个四线组的四根导线匀整地围着同一轴线旋转。电缆芯线沿轴线旋转一周的纵匀整地围着同一轴线旋转。电缆芯线沿轴线旋转一周的纵向长度称为扭绞节距。向长度称为扭绞节距。图图2-1 2-1 芯芯线线扭扭绞绞常用常用对绞对绞方式方式4.4.缆芯缆芯 芯线扭绞成对（或组）后，再将若干对（或组）按一芯线扭绞成对（或组）后，再将若干对（或组）按一 定规律绞合（即绞缆）成为缆芯。定规律绞合（即绞缆）成为缆芯。（1 1）同心式缆芯）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，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，只用于部分小当层数较多时这种成缆方式多有不便，只用于部分小 对数（对数（5050对以下）的全塑电缆中。对以下）的全塑电缆中。（2 2）单位式缆芯）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便利。电缆在接续、配线和安装电话时都较便利。依据芯线绝缘的颜色可将全塑市内通信电缆分为一依据芯线绝缘的颜色可将全塑市内通信电缆分为一般色谱单位式缆芯和全色谱单位式缆芯。全色谱单位式般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依据单位束内线对的多少，将这些单位缆芯的单位束可依据单位束内线对的多少，将这些单位束分为基本单位束分为基本单位U U、超单位、超单位S S、超单位、超单位SDSD。基本单位基本单位U U 每个每个U U单位内含单位内含2525对线，其色谱为由对线，其色谱为由白蓝白蓝紫灰的紫灰的2525种全色谱组合，如种全色谱组合，如表表2-12-1所示。所示。为了区分不同的单位，每一单位外部为了区分不同的单位，每一单位外部都捆有双色单股扎带，都捆有双色单股扎带，U U单位的单位的“扎带全色扎带全色谱谱”是由是由“白蓝白蓝紫棕紫棕”的的2424种组种组合，所以合，所以U U单位的扎带循环周期为单位的扎带循环周期为2524=6002524=600对，即从对，即从601601对起先，对起先，U U单位的单位的扎带又变成白蓝。如图扎带又变成白蓝。如图2-2(a)2-2(a)线对线对编号编号颜颜色色线对线对编号编号颜颜色色线对线对编号编号颜颜色色线对线对编号编号颜颜色色线对线对编号编号颜颜色色ababababab12345白白蓝蓝桔桔绿绿棕棕灰灰678910红红蓝蓝桔桔绿绿棕棕灰灰1112131415黑黑蓝蓝桔桔绿绿棕棕灰灰1617181920黄黄蓝蓝桔桔绿绿棕棕灰灰2122232425紫紫蓝蓝桔桔绿绿棕棕灰灰表表2-1 2-1 全色谱线对编号与色谱全色谱线对编号与色谱 超单位S S=U+U=25+25=50对，从125对为第一个U单位，从26 50为其次个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112，1325，但这两束线的 扎带颜色仍旧一样(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，1600为白色，6011200 为红色，12011800为黑色，18012400为黄色，240130 00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SD SD=U+U+U+U=100对，其中U1-U4对应第一个SD单位即S D1；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，若接受S单位形成缆芯，则扎带数量是S D单位的两倍。如图2-2（c）4.4.缆芯的形成原则缆芯的形成原则（1 1）原则一）原则一 圆形原则圆形原则（2 2）原则二（）原则二（100100对以上电缆）对以上电缆）先内后外；先内后外；同一层中单位序号在同一层中单位序号在A A端是顺时钟方向排列的，且单位序号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，序号彼此连接；按顺时钟方向依次增大，序号彼此连接；各层排列的起始单位应对齐；各层排列的起始单位应对齐；缆芯由两种以上单位形成时，单位序号按缆芯由两种以上单位形成时，单位序号按“替代等价替代等价”的原则的原则来编。来编。5.5.电缆护层电缆护层（1 1）缆芯包带层）缆芯包带层 缆芯之外，重迭包复非吸湿性的电介质材料带缆芯之外，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如聚乙烯或聚脂薄膜带等)，包复方式可以是重迭绕，包复方式可以是重迭绕包或重迭纵包，并接受白色的非吸湿性丝带将包带扎包或重迭纵包，并接受白色的非吸湿性丝带将包带扎牢。牢。（2 2）屏蔽层和电缆护套）屏蔽层和电缆护套 屏蔽层屏蔽层 屏蔽层的主要作用是防止外界电磁场的干扰。屏蔽层的主要作用是防止外界电磁场的干扰。护套护套 材料是高分子聚合物塑料，材料是高分子聚合物塑料，护套主要有：护套主要有：单、双层护套单、双层护套 综合护套综合护套 粘接护套粘接护套(层层)特殊护套特殊护套(层层)图图2-42-4粘接护层结构粘接护层结构1、全塑电缆的类型（1）全塑电缆分为一般型和特殊型两大类，而特殊型又 包括填充型、自承式和室内电缆等。一般式全塑电缆：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。填充式全塑电缆：其型号为HYAT，HYFAT，HYPAT等。自承式全塑电缆：其型号有HYAC，HYPAC。室内用全塑电缆：型号为HPVV。2.2.3 2.2.3 全色谱全塑双绞通信电缆的类型和全色谱全塑双绞通信电缆的类型和 端别端别（2 2）电缆基本型号含义）电缆基本型号含义电话电话通信通信电缆电缆实实心聚心聚烯烃烯烃或聚乙或聚乙烯绝缘烯绝缘泡沫聚泡沫聚烯烃绝缘烯烃绝缘泡沫泡沫实实心皮聚心皮聚烯烃绝缘烯烃绝缘石油膏石油膏填填充充自承式自承式聚聚氯氯乙乙烯烯涂塑涂塑铝带铝带粘接粘接屏屏蔽聚乙蔽聚乙烯护烯护套套2.2.3 2.2.3 全色谱全塑双绞通信电缆的类型和全色谱全塑双绞通信电缆的类型和 端别端别2 2、全塑电缆的端别、全塑电缆的端别 100 100对以下的单位式全塑电缆不分端别。对以下的单位式全塑电缆不分端别。100100对以上单对以上单 位式全塑电缆施工布放时要按规定区分位式全塑电缆施工布放时要按规定区分A A、B B端并按要求端并按要求布放。布放。(1)(1)单位式全塑电缆端别的规定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面对电缆端面，抓起同一层中的任何两个单位位(基本单位或超单位均可基本单位或超单位均可)假如这两个单位中的基本假如这两个单位中的基本单位扎带颜色按白、红、黑、黄、紫顺时钟排列则为单位扎带颜色按白、红、黑、黄、紫顺时钟排列则为A A端，反之则为端，反之则为B B端。新出厂的电缆端。新出厂的电缆A A端一般做有红色标端一般做有红色标记，记，B B端做有绿色标记。端做有绿色标记。2.2.3 全色全色谱全塑双全塑双绞通信通信电缆的的类型和端型和端别(2)(2)单位式全塑电缆单位式全塑电缆A A、B B端的布放端的布放 汇接局汇接局分局，以汇接局为分局，以汇接局为A A端端 分局分局支局，以分局为支局，以分局为A A端；端；端局端局交接箱，以端局为交接箱，以端局为A A端；端；端局端局用户，以端局为用户，以端局为A A端。端。(3)(3)全色谱全塑电缆线对序号的编排全色谱全塑电缆线对序号的编排 从中心层第一个单位起先安排，线对序号从中心到外从中心层第一个单位起先安排，线对序号从中心到外 层按由小到大的依次排列。层按由小到大的依次排列。第第2 2章章 通信电缆的结构、类型及参数通信电缆的结构、类型及参数2.12.1通信电缆的分类、及用途通信电缆的分类、及用途2.22.2全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法全色谱全塑双绞电缆的结构、类型、端别和选用方法2.32.3同轴电缆及数据通信中的对绞电缆同轴电缆及数据通信中的对绞电缆2.42.4同轴电缆的结构及其性能同轴电缆的结构及其性能2.3.1 2.3.1 同轴电缆同轴电缆(1)(1)结构结构 典型的同典型的同轴电缆轴电缆中心有一根中心有一根单单芯芯铜导线铜导线，铜导铜导线线外面是外面是绝缘层绝缘层，绝缘绝缘层层的外面有一的外面有一层导电层导电金金属层属层，金，金属层属层可以是密可以是密集型的，也可以是集型的，也可以是网状网状形的形的,电缆电缆的最外的最外层层又包又包了一了一层绝缘层绝缘材料。材料。如如图图2-62-6所示。所示。(2)(2)同轴电缆的电气参数同轴电缆的电气参数1.1.特性阻抗特性阻抗 同轴电缆的平均特性阻抗为同轴电缆的平均特性阻抗为502502，沿单根同轴电缆，其，沿单根同轴电缆，其阻抗的的周期性变更为正弦波，中心平均值阻抗的的周期性变更为正弦波，中心平均值33，其长度，其长度小于小于2m2m。2.2.衰减衰减 一般是指一般是指500500米长的电缆衰减。当用米长的电缆衰减。当用10MHZ10MHZ的正弦波进行测量的正弦波进行测量时，它的值不超过时，它的值不超过8.5dB8.5dB；而用；而用5MHZ5MHZ的正弦波进行测量时，的正弦波进行测量时，它的值不超过它的值不超过6.0dB6.0dB。3.3.传输速度传输速度 最低传输速度为最低传输速度为0.77c0.77c（c c为光速）为光速）4.4.直流回路电阻直流回路电阻 同轴电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超同轴电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超 过过1010毫欧毫欧/米（在米（在20C20C下测量）下测量）(3)(3)同轴电缆的类型同轴电缆的类型 同轴电缆有基带同轴电缆和宽带同轴电缆两类同轴电缆有基带同轴电缆和宽带同轴电缆两类.2.3.2 2.3.2 数据通信中的对绞电缆数据通信中的对绞电缆(1)(1)双绞电缆的分类双绞电缆的分类 1.1.非非屏屏蔽蔽双绞电缆双绞电缆（UTPUTP）2.2.屏屏蔽蔽双绞电缆双绞电缆 分分FTPFTP、SFTPSFTP和和STPSTP三三种种。如如图图2-7 2-7 所示所示2.3.2 2.3.2 数据通信中的对绞电缆数据通信中的对绞电缆(2)(2)常用的双绞电缆常用的双绞电缆 常用双绞电缆分常用双绞电缆分100100欧和欧和150150欧两类。欧两类。100100欧电缆又欧电缆又分为分为3 3类、类、4 4类、类、5 5类及类及6 6类类/E/E级几种。级几种。150150欧双绞电欧双绞电缆，目前只有缆，目前只有5 5类一种。类一种。2.4 2.4 通信电缆的电气性能参数通信电缆的电气性能参数通信电缆的一次性能参数通信电缆的一次性能参数(1)(1)回路电阻回路电阻 1.1.概念概念 构成通信回路的两根导线的电阻之和称为回路电阻，构成通信回路的两根导线的电阻之和称为回路电阻，一般用一般用/Km/Km计算。计算。2.2.表达式表达式通信电缆的一次性能参数通信电缆的一次性能参数 全塑市全塑市内内通信通信电缆电缆常用于常用于5000Hz5000Hz以下，以下，电缆电缆回路的有效回路的有效电电阻阻 R R近似等于回路的直流近似等于回路的直流电电阻阻R0R0，计计算公式算公式为为：导线导线的的电电阻系阻系数数，在，在2020时时，铜铜和和铝铝的的电电阻系阻系数数 分分别为别为0.01750.0175和和0.02380.0238；d d导线导线直直径径（mmmm）；）；电缆电缆芯芯线总绞线总绞合系合系数数，一般，一般为为1.0051.0051.0701.070。通信电缆的一次性能参数通信电缆的一次性能参数(2)(2)回路回路电电感感 电缆电缆回路的回路的电电感确定于感确定于导线导线的相的相对对位置、材料和形位置、材料和形态态等。全塑等。全塑电缆传输电缆传输音音频频信信号时号时，回路，回路电电感的近似感的近似值值可用下式可用下式计计算：算：a a两导线两导线中心中心间间的距离（的距离（mmmm）；）；d d线径线径(mm)(mm)；电缆电缆芯芯线总绞线总绞合系合系数数。通信电缆的一次性能参数通信电缆的一次性能参数（3 3）回路电容）回路电容 1.1.概念概念 电缆回路两根导线相当于电容器的两个极板，线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匀整分布间绝缘相当于介质，电缆芯线间的电容是匀整分布 的，回路电容分为工作电容和部分电容（分布电的，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。邻芯线间和芯线与屏蔽间都会有分布电容存在。2.表达式表达式 a a、b b线间电线间电容容为为部分部分电电容，而容，而a a、b b线间总线间总的分布的分布电电容之和容之和为为工工 作作电电容，容，它它是确定是确定传输质传输质量的重要量的重要参数参数之一，全塑市之一，全塑市内内通信通信电电 缆缆的工作的工作电电容可按下式容可按下式计计算：算：r r 绝缘绝缘媒媒质质的相的相对对介介电电常常数数；由于芯由于芯线扭绞线扭绞形式而确定的校正系形式而确定的校正系数数，对对 绞绞 0.94 0.94、星、星绞绞0.740.74；D D 两两根芯根芯线间线间的距离（的距离（mmmm）；）；d d 芯芯线线直直径径（mmmm）。）。通信电缆的一次性能参数通信电缆的一次性能参数(4)(4)绝缘电导绝缘电导G G 绝缘电导绝缘电导G G是与工作电容是与工作电容C C并联存在在芯线间的一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个参数。电缆回路的绝缘电导是由直流电导G0G0和沟通和沟通 电导电导G G组成的，用下式表示：组成的，用下式表示：G=G0+G G=G0+G（S/KmS/Km）直流电导直流电导G0G0是由介质的绝缘特性不完善对直流电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，其造成漏泄途径而引起的，不同的电缆，其G0G0值亦不相值亦不相 同。而沟通电导同。而沟通电导G G则是由于在沟通通信状况下绝缘介则是由于在沟通通信状况下绝缘介 质的极化而引起的。质的极化而引起的。通信电缆的一次性能参数通信电缆的一次性能参数（5 5）一次）一次参数与频参数与频率之率之间间的的关关系曲系曲线线全全 塑塑电缆电缆回路的一次回路的一次参数参数R R、L L、C C、G G随频随频率及率及两导线两导线之之间间的距离的距离a a和和导线导线直直径径d d而而变变更更2.4.2 2.4.2 通信电缆的二次参数通信电缆的二次参数（1 1）传播参数）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，其能量渐渐减小，电压和电流的振幅逐能在回路上传播时，其能量渐渐减小，电压和电流的振幅逐步减小，相位也逐步滞后。电磁能沿着无反射匀整回路传播步减小，相位也逐步滞后。电磁能沿着无反射匀整回路传播1km1km时，其电压或电流振幅的衰减和相位的变更称为该回路时，其电压或电流振幅的衰减和相位的变更称为该回路的传输常数，可以用下式表示：的传输常数，可以用下式表示：传输常数是复数，它的实部传输常数是复数，它的实部称为衰减常数，表示每公称为衰减常数，表示每公里回路对传输信号引起的衰耗，单位为里回路对传输信号引起的衰耗，单位为dBdBkmkm；它的虚部；它的虚部 为相移常数，表示每公里回路对传输信号引起初相角的变更，为相移常数，表示每公里回路对传输信号引起初相角的变更，单位是单位是radradkmkm。2.4.2 2.4.2 通信电缆的二次参数通信电缆的二次参数 （2 2）特性阻抗）特性阻抗 电电磁波在磁波在终终端匹配的端匹配的匀匀整回路中整回路中传传播播时时，回路上，回路上电压电压波波 幅幅与电与电流波幅的比流波幅的比值值叫做特性阻抗。叫做特性阻抗。特性阻抗可用下式表示特性阻抗可用下式表示:由于市由于市内内通信通信电缆电缆一般在音一般在音频频范范围内运围内运用，用，800Hz800Hz时时市市内内通信通信电缆电缆回路的回路的RLRL、CGCG，因此式中的，因此式中的jLjL和和G G两项两项可以省可以省略得：略得：