關于通信電纜(Communication Cable)傳輸特性,國際標準組織ITU-T、IEC、IEEE等都有相關標準和規范。如在ITU-T的標準中,G.601、G.602建議對于電纜術語、可靠性和可用性作了規范;G.611~G.614建議對于對稱電纜(雙絞線對)的特性作了規范;G.621、G.622和G.623建議對于陸地同軸電纜線對的特性作了規范;G.631建議則對于海底電纜的特性作了規范等。而IEEE標準組織對于以太網使用的電纜傳輸特性又作了更具體的規范。現就其電纜傳輸特性參數的概念扼要介紹。電纜的導體通常采用的是銅材,因此銅纜有著獨有的傳輸特性。電纜可用于傳輸模擬信號(話音),也可用于傳輸數字信號的,這里主要給出的是用于傳輸數字信號時電纜的傳輸特性。
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1、直流電阻
直流電阻與溫度有密切關系,在20°C時,直流電阻R20和在t°C時的直流電阻R t之間關系如下式所示:
R t = R20 ×[1+0.004(t-20)]
2、電容
線對中兩導體間的電荷存儲參數。電容一般是在特定的工作頻率下對單位長度電容的測量值,單位用(pF/100m)。
3、損耗系數
損耗系數是指線對每公里對在其中傳輸信號的損耗(衰減),其測量單位是dB/km;與工作信號速率、電纜在此工作信號速率下呈現的電容和直流電阻緊密相關。其在不同工作信號速率下呈現的損耗系數滿足下關系式。
a f = a 0(f / f 0)1/2
其中,f、f0分別是電纜實際工作速率和允許極限工作信號速率所對應的頻率。在20°C損耗系數a20和在t℃時的損耗系數a t之間滿足下式關系:
a t = a 20 ×[1+0.002 (t-20)]
4、衰減
沿電纜線對傳輸的信號,其傳輸功率大小下降的幅度。單位長度的電纜衰減單位用dB/100m表示。
5、特性阻抗:
行進在傳輸線相同方向上的行波電壓與行波電流之比。可用脈沖回波和正弦波兩種方法進行測量。單位為Ω。
6、串音
這里所謂的“串音”是指在一根電纜中不同線對之間由于耦合產生的不需要的信號。串音分“遠端串音”FEXT(Far End Crosstalk)和“近端串音”NEXT(Near End Crosstalk)兩種。其含義如下圖6所示。
圖6:遠端串音和近端串音示意
遠端串音(FEXT)是在同一電纜束內其他雙絞線對的位于遠端工作的發射機引起對于本雙絞線對中相反方向另一端接收機造成的干擾。這種遠端串音經過環路傳輸而被平滑衰減,因此其造成的影響較小。
近端串音(NEXT)則是發生在同一端,是在同一電纜束內其他雙絞線對中工作的發射機引起對于本雙絞線對中相反方向位于同一端的接收機造成的干擾。這種近端串音沒有經環路傳輸被平滑衰減,因此其造成的影響比遠端串音大得多。在傳輸中NEXT或FEXT的影響緊密依賴于發送信號的類型。
“近端串音”是指在同一電纜內作雙向傳輸在近端產生的串音,這是在相同端測量的串音。“遠端串音”則是指在同一傳輸方向上各線對間的串音,這是在對端測量空載(靜寂)線路上由于有載(動態)線路信源串擾過來的串音能量。遠端串音不是電纜中典型必測參數,因為近端串音(NEXT)已經完成對于串音的測量。
在實際指標及測量中有關串音的參數還有:近端串音衰減、遠端串音衰減、近端串音衰減功率和、遠端串音衰減功率和、近端衰減串音比、遠端衰減串音比、外部近端串音衰減、外部遠端串音衰減、外部近端串音衰減功率和、外部遠端串音衰減功率和等派生參數,它們的含義匯總在下表6中。
表6:相關串音的派生參數的含義
7、介質強度
這一參數是同軸電纜必須要求的。測量介質強度時,需將測量電壓加在內導線與作為保護護套的外導體之間,對于每個制造長度都應進行介質強度的測試。
8、絕緣電阻
這一參數是同軸電纜必須要求的。測試的性能參數是指同軸電纜內外導體之間的絕緣電阻。