一、概述
1、概念
同軸通信電纜(Coaxial Communication Cables)是通信電纜的一種結(jié)構(gòu)形式。它事實(shí)上是我們通常使用的對(duì)絞線電纜(即對(duì)稱電纜)中形成信號(hào)傳輸回路的a線和b線,將其中b線制作成圓管狀,與a線構(gòu)成同心結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)稱之為同軸結(jié)構(gòu)。此時(shí),同軸結(jié)構(gòu)的通信電纜形成信號(hào)回路的導(dǎo)體線對(duì),不再稱之為a線和b線,而稱之為內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體。在GB/T 14733.11《電信術(shù)語(yǔ) 傳輸》標(biāo)準(zhǔn)中給出了對(duì)稱線對(duì)和同軸線對(duì)的定義,具體詳見下表1-1中。
表1-1:對(duì)稱線對(duì)和同軸線對(duì)的概念
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2、機(jī)理
之所以制作成同軸結(jié)構(gòu)電纜,是因?yàn)槲覀兂S玫碾p絞線結(jié)構(gòu)的對(duì)稱電纜其傳輸最高頻率相對(duì)較低,這主要是由于對(duì)稱結(jié)構(gòu)的通信電纜在傳輸高頻信號(hào)電流時(shí),導(dǎo)致導(dǎo)體向外輻射電磁場(chǎng)效應(yīng),這種效應(yīng)在頻率越高,其信號(hào)功率的傳輸損失越大,信號(hào)的傳輸距離越短。因此,雙絞線結(jié)構(gòu)的對(duì)稱通信電纜常用于傳輸音頻信號(hào)或較低速率的數(shù)字信號(hào)(如適于寬帶應(yīng)用的銅芯市內(nèi)通信電纜的最高傳輸頻率目前可達(dá)100MHz)。
欲具體了解適于寬帶應(yīng)用的銅芯市內(nèi)通信電纜標(biāo)準(zhǔn)介紹的請(qǐng)進(jìn)入。
當(dāng)制作成同軸結(jié)構(gòu)的通信電纜后,形成內(nèi)外導(dǎo)體結(jié)構(gòu),外導(dǎo)體對(duì)內(nèi)導(dǎo)體形成了屏蔽作用,在傳輸高頻信號(hào)電流時(shí),導(dǎo)體向外輻射電磁場(chǎng)受到了抑制,尤其是同軸通信電纜在信號(hào)傳輸時(shí)往往是不平衡傳輸,外導(dǎo)體作為屏蔽時(shí)直接接地,這樣其傳輸?shù)淖罡哳l率得到了大大的提高。因此,同軸通信電纜被廣泛的用于傳輸高速率(可達(dá)155Mbit/s)的數(shù)字信號(hào)和高頻率(可達(dá)數(shù)GHz)的射頻信號(hào)。
同軸通信電纜其傳輸最高頻率得到了提高,但也帶來(lái)的顯著的特點(diǎn)就是其電纜體積(重量)的增大,當(dāng)傳輸頻率提高、傳輸信號(hào)功率增大時(shí)的電纜(此時(shí)外導(dǎo)體常采用皺紋銅管),該特點(diǎn)尤其突出,導(dǎo)致電纜的硬度也大大增加。同軸通信電纜的另外一個(gè)特點(diǎn)是其抗壓抗彎能力較差,一旦導(dǎo)致電纜結(jié)構(gòu)的變化,就會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
3、分類
同軸通信電纜的分類方法種類很多,可根據(jù)其制作材料(內(nèi)/外導(dǎo)體、絕緣、護(hù)套)、內(nèi)部介質(zhì)類型、特性阻抗以及使用于專業(yè)場(chǎng)合、適用于安裝環(huán)境等情況進(jìn)行分類。例如,相對(duì)于內(nèi)導(dǎo)體,從材質(zhì)來(lái)分,有銅芯線、鍍銀(或鋅)銅芯線、銅包鋼線、銅包鋁線等等;從材料結(jié)構(gòu)來(lái)分,有實(shí)心型導(dǎo)體(獨(dú)股)和絞合型導(dǎo)體(多股)或空心型導(dǎo)體等等。相對(duì)于外導(dǎo)體,有銅管型(又分為平滑銅管、皺紋銅管等)和金屬絲型(又分為纏繞型、編織型等)等。相對(duì)于電纜內(nèi)外導(dǎo)體間的介質(zhì)類型來(lái)分,可分為空氣介質(zhì)電纜、半空氣介質(zhì)電纜和實(shí)心介質(zhì)電纜。相對(duì)于絕緣和護(hù)套材料,通常采用的不同類型的塑料,有聚乙烯、聚烯烴、全氟材料等等。相對(duì)于電纜的特性阻抗來(lái)分,常用的有50Ω和75Ω同軸電纜,還有如45Ω、120Ω等。
從使用于不同專業(yè)的角度來(lái)分,有用于高速數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕鶐S電纜;有用于無(wú)線通信的射頻同軸電纜;有用于移動(dòng)信號(hào)覆蓋的泄露電纜;有用于局域網(wǎng)、電纜電視(CATV)等專業(yè)的同軸電纜;等等。從適用于不同安裝環(huán)境的角度來(lái)分,有室內(nèi)電纜(如局用電纜)和室外電纜(如饋線);有架空電纜或自承電纜等。
同軸通信電纜的分類方法除上述主要分類方法外,根據(jù)其用途等還有其它更多的分類。
4、標(biāo)準(zhǔn)化
對(duì)于同軸通信電纜,我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(包括通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等)都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了各種各類的同軸電纜,其分類比較細(xì)也比較多。這些標(biāo)準(zhǔn)大多是參照IEC及相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并結(jié)合我國(guó)的具體情況而制定的。
欲具體了解同軸通信電纜標(biāo)準(zhǔn)索引的請(qǐng)進(jìn)入:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17737.x《同軸通信電纜》系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了同軸通信電纜相關(guān)規(guī)范要求,包括對(duì)其詳細(xì)規(guī)范要求和空白規(guī)范要求。目前該系列標(biāo)準(zhǔn)包括總規(guī)范、聚四氟乙烯(PTFE)絕緣半硬射頻同軸電纜分規(guī)范、局域網(wǎng)用同軸電纜分規(guī)范、漏泄電纜分規(guī)范和CATV用干線和配線電纜分規(guī)范。下述將以該系列標(biāo)準(zhǔn)的第1部分《總規(guī)范 總則、定義與要求》為依據(jù)來(lái)簡(jiǎn)要介紹其同軸通信電纜,若要詳細(xì)了解該標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件。
附件:GB/T 17737.1-2013《同軸通信電纜 第1部分:總規(guī)范 總則、定義與要求》
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二、同軸通信電纜的材料與結(jié)構(gòu)
同軸通信電纜的結(jié)構(gòu)通常由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣(介質(zhì))、外導(dǎo)體(或屏蔽層)、護(hù)套(或護(hù)層)基本部件所構(gòu)成,根據(jù)電纜的具體情況可能有其它部件,如中間層、半導(dǎo)電層、防潮層、鎧裝層等,這些部件若需要應(yīng)在其分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定。這里需要說(shuō)明的是:在GB/T 17737.1-2013中關(guān)于材料的特性性能都要求符合IEC的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),并未轉(zhuǎn)化為國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。因此在下述相應(yīng)材料時(shí),其符合的相應(yīng)的IEC標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)請(qǐng)?jiān)?/span>GB/T 17737.1-2013中查詢
1、內(nèi)導(dǎo)體
同軸通信電纜的內(nèi)導(dǎo)體的材料,通常為實(shí)心銅導(dǎo)體,也可采用替代材料,如銅包鋼線、銅包鋁線等,這些材料的性能應(yīng)符合IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。若適用時(shí),其他代替材料或金屬包覆(包括包覆厚度)應(yīng)在其分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定。
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同軸通信電纜的內(nèi)導(dǎo)體的材料結(jié)構(gòu),通常為單線或管狀(它們?cè)谧詈罄茣r(shí)應(yīng)無(wú)接頭),或絞合銅線(單線的接頭應(yīng)采用冷壓焊、非酸性焊劑的銅焊或銀焊,每根單線的接頭與其它線的接頭間間距應(yīng)大于0.3m)。
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2、介質(zhì)(絕緣)
同軸通信電纜所采用的介質(zhì)類型應(yīng)在其分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定,包括外徑、偏心度、橢圓度等。根據(jù)其GB/T 17737的分規(guī)范,通常其絕緣介質(zhì)的材料都采用不同類型的塑料,常用的有聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯等等。其介質(zhì)的類型有空氣介質(zhì)、半空氣介質(zhì)和實(shí)心介質(zhì)之分,其含義與特點(diǎn)詳見下表2-2。
表2-2:同軸通信電纜的介質(zhì)類型與特點(diǎn)
3、外導(dǎo)體或屏蔽層
同軸通信電纜的外導(dǎo)體或屏蔽層的材料和結(jié)構(gòu)可采用下表2-3所示的7種形式或是它們的任意組合,具體應(yīng)在相應(yīng)電纜的分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定。根據(jù)其GB/T 17737的分規(guī)范,通常大多為金屬編織層或圓銅管層等。
表2-3:同軸通信電纜外導(dǎo)體或屏蔽層的材料和結(jié)構(gòu)及要求
4、護(hù)套或護(hù)層
除非在相應(yīng)的分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中另外規(guī)定,同軸通信電纜的外護(hù)套應(yīng)由塑料制成。其厚度與外徑、橢圓度應(yīng)在相應(yīng)的分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定。如適用,碳黑的含量應(yīng)在相應(yīng)的分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定。除非另有規(guī)定,其燃燒性應(yīng)按GB/T 18380系列標(biāo)準(zhǔn)的適用條款確定。當(dāng)規(guī)定時(shí),在燃燒過程中所釋放出的鹵素氣體量應(yīng)按GB/T 17650.1-1998的規(guī)定確定。
5、鎧裝層
當(dāng)適用時(shí),同軸通信電纜的鎧裝層應(yīng)在相應(yīng)的分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定。具體的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)根據(jù)所能預(yù)計(jì)的危害對(duì)各種不同情況加以規(guī)定,下表2-5給出了適用的典型結(jié)構(gòu)示例。
表2-5:同軸通信電纜鎧裝層適用的典型結(jié)構(gòu)示例
三、同軸通信電纜的型號(hào)命名方法
在GB/T 17737.1-2013的附錄NA中給出了同軸通信電纜的型號(hào)命名方法的規(guī)定。另外,實(shí)際上在其它同軸電纜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,其型號(hào)中組成及代號(hào)會(huì)與GB/T 17737.1-2013的附錄NA規(guī)定中略有不同。
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四、同軸通信電纜的標(biāo)準(zhǔn)額定值與特性
同軸通信電纜的標(biāo)準(zhǔn)額定值與特性應(yīng)在相應(yīng)的分規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定,在GB/T 17737.x系列標(biāo)準(zhǔn)中,只是提出了要求。但并沒有具體指標(biāo)項(xiàng)目或具體值。
需要指出的是,關(guān)于“特性阻抗”成為同軸通信電纜的一個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo),這是因?yàn)橥S通信電纜傳輸?shù)男盘?hào)頻率相對(duì)較高的緣故。特性阻抗是指行進(jìn)在傳輸線相同方向上的行波電壓與行波電流之比。在通信工程中比較常用到的同軸電纜的特性阻抗有75Ω和50Ω兩種,另外還有120Ω。75Ω的同軸電纜通常用于基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸,如通信系統(tǒng)機(jī)房?jī)?nèi)部通信設(shè)備之間、通信設(shè)備與配線架之間的連接電纜,和CATV系統(tǒng)的信號(hào)傳輸電纜等。50Ω的同軸電纜通常用于無(wú)線設(shè)備收發(fā)信系統(tǒng)的連接電纜,如饋線、漏纜等。120Ω通常適用于對(duì)稱同軸電纜。
欲詳細(xì)了解各應(yīng)用電纜標(biāo)準(zhǔn)額定值與性能的請(qǐng)進(jìn)入:
局用同軸通信電纜(75Ω);無(wú)線通信用射頻同軸電纜(50Ω);移動(dòng)通信用同軸電纜(50Ω);室分用漏纜(50Ω)
五、同軸電纜連接器(50Ω)
在同軸通信電纜傳輸系統(tǒng)中,其電纜連接器是其重要的組成器件,它同于同軸電纜間和同軸電纜與通信設(shè)備間的連接。
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由同軸通信電纜構(gòu)成的傳輸線路是通信線路的一種特殊傳輸線路形式,它是通信傳輸線路的組成部分。
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