我們知道,銅(Cu)線媒介(電纜)是通信有線傳輸系統(tǒng)中傳輸線路所使用的媒介之一。雖然它受到光纖(光纜)媒介的應(yīng)用沖擊,但目前仍然在用,如主要應(yīng)用于接入網(wǎng)中或局內(nèi)設(shè)備間連接等。銅線的傳輸特性有其獨(dú)有的特點(diǎn),因此,在作為傳輸線路媒介的應(yīng)用中應(yīng)滿足其特性要求。
對(duì)于銅線,作為通信傳輸系統(tǒng)的物理媒介,是成纜后才能使用的,其成纜后我們稱之為電纜(Electric Cables),此時(shí)的銅線稱之為電纜的導(dǎo)體,具有傳導(dǎo)信號(hào)電流的特定功能,成為電纜的核心功能部件,其它光能部件(絕緣、護(hù)套等)均為其服務(wù)。利用電纜可以構(gòu)成通信傳輸線路及通信線路傳輸網(wǎng),電纜線路傳輸網(wǎng)目前多應(yīng)用于其中的接入網(wǎng)中。
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一、電纜的類型
對(duì)于通信傳輸用銅線電纜,依據(jù)電纜的結(jié)構(gòu)可分為對(duì)絞(或稱對(duì)稱)電纜和同軸電纜。對(duì)絞電纜依據(jù)其傳輸頻譜帶寬的大小又可分為市內(nèi)全塑電纜和數(shù)字電纜。所謂對(duì)絞電纜是指?jìng)鬏敾芈返?/span>a線和b線對(duì)絞,并將多條對(duì)絞線對(duì)集束(絞合)在一起用外護(hù)套包裹而形成的電纜。之所以對(duì)絞是為了減小串音的干擾,其絞距應(yīng)滿足電纜傳輸特性的要求。
1、市內(nèi)全塑電纜
市內(nèi)全塑電纜是應(yīng)用最早的對(duì)絞線電纜。主要用于固定電話網(wǎng)絡(luò)的市內(nèi)網(wǎng)絡(luò)之中,用在電話交換機(jī)(Z接口)與電話用戶終端之間的話音信號(hào)(模擬信號(hào))的傳輸,此時(shí),它傳輸線路中所占用的頻帶較窄,為4000Hz以內(nèi)(即300Hz~3400Hz的話音頻帶)。成纜的線對(duì)數(shù)一般較大(最大可達(dá)1600對(duì))。
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2、數(shù)字電纜
數(shù)字電纜也稱之為數(shù)字通信用對(duì)絞或星絞多芯對(duì)稱電纜。主要用于綜合布線系統(tǒng)中,它除了可以傳輸模擬的話音信號(hào),更主要的是用于傳輸高速率的數(shù)字信號(hào)(包括文字、圖像、視頻等信號(hào))的傳輸,此電纜依據(jù)其支撐的傳輸速率可分為多個(gè)等級(jí)(目前常用的有5類、6類等),其最高傳輸帶寬可達(dá)GHz左右。成纜的線對(duì)數(shù)一般較小(通常≤25對(duì))。
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3、同軸電纜
同軸電纜是為了提高電纜的傳輸帶寬而設(shè)計(jì)的一種特殊結(jié)構(gòu)的電纜,它實(shí)際上是將對(duì)絞電纜中的a線和b線中的b線作成圓管狀,與a線構(gòu)成同心。此時(shí),a線和b線應(yīng)稱為內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體,其中內(nèi)導(dǎo)體材料通常是采用的電工圓銅線,外導(dǎo)體可采用銅管或其它金屬編織線。由于同軸電纜的傳輸帶寬的提高,使得其用途較廣,如可用于接入網(wǎng)中(包括綜合布線系統(tǒng)、局域網(wǎng)、HFC網(wǎng)、室分系統(tǒng)等,此時(shí)電纜的特性阻抗一般為75Ω);也可用于局內(nèi)通信設(shè)備間(包含DDF間)的高速數(shù)字基帶信號(hào)的傳輸(此時(shí)電纜的特性阻抗一般為75Ω或120Ω);也可用于無線通信設(shè)備的饋線系統(tǒng)(此時(shí)電纜的特性阻抗一般為50Ω)。
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二、銅線的要求
1、關(guān)于銅線
電纜的纜芯,即電纜的導(dǎo)體媒介通常使用銅材,這是因?yàn)榻饘巽~的電阻率相對(duì)較低,其導(dǎo)電性能較好。下表2-1-1給出了幾種常用金屬線材的電阻率,以做比較。通信電纜用的銅線,多直接使用電工圓銅線;也有使用鍍層(鍍錫或鍍銀)銅線;還有少數(shù)場(chǎng)合下使用鍍銅鋁線材料的。對(duì)于電工圓銅線,從硬度上有軟(TR)、硬(TY)和特硬(TYT)之分;從線徑上分又有不同的線規(guī)之分。這些各種導(dǎo)線材料應(yīng)符合我國的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。
表2-1-1:幾種常用金屬線材的電阻率
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另外,銅(Cu)屬于有色重金屬,也是一種無磁性的軟金屬,下表2-1-2給出了金屬銅的相關(guān)物理特性,可知其適合于作為電纜的導(dǎo)體。
表2-1-2:銅的物理特性
2、關(guān)于電纜的線規(guī)
所謂電纜的線規(guī)即電纜銅導(dǎo)線的線徑規(guī)格。電纜銅線的線徑越大其導(dǎo)電性能越強(qiáng);信號(hào)的有效傳輸距離相對(duì)越遠(yuǎn)。但線徑越大其電纜的制作成本和使用成本就越大。因此,根據(jù)通信電纜的初衷是傳輸話音信號(hào)(話音帶寬為300Hz~3400Hz)的需求,常選用電纜的線徑為0.4mm~0.9mm之間的相關(guān)規(guī)格。
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三、電纜的技術(shù)特性要求
1、ITU-T的要求
對(duì)于電纜的特性,在ITU-T的關(guān)于電纜的系列建議書中做出了規(guī)定。其中,G.611~G.614建議書對(duì)于對(duì)稱電纜(包括模擬傳輸系統(tǒng)電纜和數(shù)字傳輸系統(tǒng)電纜)的特性做了規(guī)范;G.621、G.622和G.623建議對(duì)于同軸電纜線對(duì)的特性做了規(guī)范;G.631建議則對(duì)于海底電纜的特性作了規(guī)范等。
ITU-T上述關(guān)于電纜的特性要求中也包括有電纜的傳輸特性要求。電纜的傳輸性能要求是電纜的關(guān)鍵技術(shù)要求,這主要是由于電纜的結(jié)構(gòu)特定所致。如對(duì)稱電纜,除要關(guān)注衰減特性外,其串?dāng)_性能應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注;同軸電纜除要關(guān)注衰減常數(shù)外,還應(yīng)關(guān)注其內(nèi)導(dǎo)體的直流電阻(特性阻抗為75Ω電纜)或電壓駐波比(特性阻抗為50Ω電纜)等性能。
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2、我國標(biāo)準(zhǔn)要求
我國標(biāo)準(zhǔn)(包括國家標(biāo)準(zhǔn)和通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))參照國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC、ITU-T等)對(duì)各類成品電纜的技術(shù)要求分別做出了詳細(xì)的規(guī)定,包括其電纜的材料性能要求、傳輸性能要求、機(jī)械物理性能要求、環(huán)境性能要求等。
欲詳細(xì)了解我國相關(guān)電纜技術(shù)要求的請(qǐng)進(jìn)入:市內(nèi)全塑電纜;數(shù)字電纜;局用同軸電纜
四、電纜的組網(wǎng)應(yīng)用
對(duì)于電纜的組網(wǎng)應(yīng)用,重點(diǎn)是對(duì)絞電纜的組網(wǎng)應(yīng)用,主要應(yīng)用于接入網(wǎng)中,即利用電纜組成傳輸線路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)用戶所需的各類電信業(yè)務(wù)的接入。
1、市話網(wǎng)絡(luò)
市話網(wǎng)絡(luò)的初衷是為實(shí)現(xiàn)固定電話業(yè)務(wù)的接入而構(gòu)成的傳輸網(wǎng)絡(luò)。它是利用電纜作為固定電話交換機(jī)與用戶電話終端間的傳輸線路。該網(wǎng)絡(luò)由主干電纜構(gòu)成的交接區(qū)和配線電纜構(gòu)成的配線區(qū)及相應(yīng)的交接/配線設(shè)備所組成。傳輸?shù)氖悄M話音信號(hào),信號(hào)占用傳輸頻帶為4kHz以內(nèi)。
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但隨著通信技術(shù)和通信業(yè)務(wù)的發(fā)展,利用該“市話網(wǎng)絡(luò)”可以實(shí)現(xiàn)更多業(yè)務(wù)的接入,包括數(shù)字業(yè)務(wù)的接入。如:通過調(diào)制解調(diào)器技術(shù)實(shí)現(xiàn)電報(bào)業(yè)務(wù)的接入;通過調(diào)制/解調(diào)/碼型變換等技術(shù)實(shí)現(xiàn)窄帶綜合數(shù)字業(yè)務(wù)(N-ISDN)的接入;通過xDSL技術(shù)實(shí)現(xiàn)包括IP業(yè)務(wù)在內(nèi)的高速數(shù)字業(yè)務(wù)的接入;等。具體釋義詳見下表4-1中。
表4-1:利用“市話網(wǎng)絡(luò)”實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)接入的釋義
欲詳細(xì)了解上述相關(guān)技術(shù)的請(qǐng)進(jìn)入。調(diào)制解調(diào)器技術(shù);N-ISDN-BRA接入技術(shù);xDSL技術(shù)
2、綜合布線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
綜合布線系統(tǒng)是專門為智能建筑、工業(yè)或住宅建筑群等提供包括話音、數(shù)據(jù)、文字、圖像與視頻等業(yè)務(wù)而構(gòu)件的網(wǎng)絡(luò),同樣屬于接入網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)中主要使用數(shù)字電纜(數(shù)字通信用對(duì)絞或星絞多芯對(duì)稱電纜)構(gòu)成傳輸線路。該網(wǎng)絡(luò)是由建筑群主干布線子系統(tǒng)、建筑物主干布線子系統(tǒng)和水平布線子系統(tǒng)所組成。注意,目前網(wǎng)絡(luò)中也引入了光纖媒介的光纜布線。
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由于由銅媒介的電纜網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,受到電纜特有的傳輸特性的影響,使得電纜傳輸線路所承載的業(yè)務(wù)信號(hào)的傳輸速率受到了制約的(目前7A類數(shù)字電纜可承載的速率約為10Gbit/s,其占用的傳輸帶寬為1000MHz)。而有線傳輸線路的另一種媒介光纖(光纜)對(duì)于信號(hào)的傳輸速率是沒有限制的。因此對(duì)于有線通信傳輸線路,銅媒介的電纜線路和光纖媒介的光纜線路各自發(fā)揮著應(yīng)有的業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸?shù)淖饔谩?/span>