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當今,信息高速公路的建造已成為風行全球的工業。而網絡作為信息的載體,近年來在我國的開展也十分迅猛。光線以其傳達速度快、信息容量大成為廣域網(WAN)傳輸介質的首選。 可是,局域網(LAN)的大樓通訊歸納布線體系中,由于光纜敷設費用太高,且接頭費用和終端光一電轉化費用貴重,因而其造價十分貴重。為此,須尋求一種價廉物美的數據通訊電纜來擔任最終 100m的傳輸使命。這樣,5類纜/超5類纜應運而生。
所謂5類電纜(Category 5 Cable)是指高速數據傳輸用(頻率為 100MHz)無屏蔽對絞電纜的一種俗稱。
現在5類UTP電線首要用于大樓通訊歸納布線體系的作業區通訊引出端到作業區域通訊接線盒的水平布線。所謂水平的意義是指上述布線辦法首要是沿著地板或天花板的水平走向,安裝在管道、線槽中及地板與天花板的夾層中。根據EIA/TIA-568—A規則,水平布線一般是4對100ΩUTP電纜。據統計,每年需求增長速度超越50%,估量到2000年5類統的年需求量可達70萬km以上。
2電纜結構及原資料
2.1結構規劃 5類電纜除了UTP(無屏蔽對通通)外,還包含屏蔽型電纜FTP、STP、SUTP、SSTP,其首要區別是有不同的屏蔽結構。
由于100MHz 5類統首要傳輸參數有衰減、近端串音、結構回波損耗。所以在規劃中應首要考慮這幾個參數。衰減是決議局域網規劃和信號在電纜中傳輸間隔的首要要素。而導體和絕緣的類型以及幾許尺度是影響數據對稱電纜衰減的首要要素。
在規劃中有以下幾個辦法可下降衰減。
a)添加絕緣厚度;
b)選用物理發泡絕緣下降介質損耗;
c)添加導體截面積 可是添加絕緣厚度帶來的負面效應是使電纜阻抗變大;
b)計劃可通過進步擠塑安穩性,確保電纜高頻衰減在長時間內不會劣化; c計劃導體直徑從0.50mm添加到0.511mm。 近端串音是線路傳輸質量的一項重要目標。它是由電磁場在相鄰線對發生電壓與電流而引起的串音。它與對統節距、統對間節距(成纜節距)及各線對的節距比有關。理論上,選用末節距即可從根本上改進串育,現在世界上通用的幾種節距為16-18-22-24,17-20-25-30,1012-14-16。
在規劃節距時應把一切節距有最大公倍數這一要素考慮進去。 結構回波損耗是指沿線路發射的信號遇到阻抗不均勻(由結構不均勻引起)時被反射回來后,從頭“進入”正常發射信號隊伍,然后攪擾線路的正常信號,引起誤碼。
所以在規劃出產中應遵從以下幾點:
a)導體外徑公役應嚴厲操控在±3μm之內。選用x-y雙軸激光外徑操控顯示器隨時監控外徑,以確保阻抗均勻性。
b)在對統及成纜的進程中,線對節距的共同性及導體線對收放線張力的均勻性應嚴厲操控。
2.2資料挑選 導體資料:退火銅線 24AWG(0.511mm)絕緣資料:高密度聚乙烯 護套資料:低煙低鹵阻燃PVC
3電纜的制造
3.1絕緣單線的擠制 由于高速數據傳輸電纜傳輸100MHz以上的高頻,對電纜結構尺度的安穩性和均勻性要求嚴厲,因而電纜出產進程中的每一道工序都可能把本身的問題帶到制品中去,而制造進程中的第一道工序—— 絕緣單線的擠制是整個出產的中心環節。 杰出的操控單線制造進程是出產高功能電纜的根底。線芯絕緣不偏疼是阻抗堅持安穩的條件,并且在軸向要求到達均勻共同的加工精度。
在出產中本公司選用引入的拉絲--退火--預熱--絕緣高速串列出產線技制單線。
1)出產線速度為800m/min,具有x-y雙輪全自動外徑閉環反應操控體系,實時監控外徑的誤差,同軸電容閉環操控體系同步檢測電容,精細的張力自動操控體系確保了導線外徑的均勻性,同心度操控在95%以上,銅線外徑誤差±3μm以內,電容動搖在1pF/m。
2)色母粒應少加,絕緣線的色彩盡量做淡。由于任何一種色彩對介質來說都是雜質,色彩越深則衰減越大。
3)導體的伸長率是導體質量的另一個重要目標。導線稍硬或者說彈性模量較大可使導線在后續加工進程中不易變形,有利于阻抗均勻性。別的,導線伸長率操控規模小,則可防止兩根軟硬不均的芯線對統所發生的不均勻性,然后減小結構回波損耗。在實踐出產中,導線伸長率操控在15%~ 22%,盡量做到每道工序后伸長率根本堅持不變。
3.2絞制工序
絞制包含對統和成纜兩個進程,現在世界盛行的群絞機把這兩步并在一步完結。這種群統機的長處是:將對統和成線兩工序合二為一,省去對絞后的收繞和成纜時的放出,削減導線的重復曲折然后有利于電纜的電氣功能的安穩。省人工、占地小。這種群續機最大的缺陷是放線不易退扭,線對受力均勻性不及獨自工序,并且出資大。
本公司在運用原有設備及部分設備改制的根底上,選用對統和成線兩步的辦法。
1)對絞
a)對統節距
電纜對統節距對近端串音有很大的影響,與一般2類、3類線比較,5類纜對統節距要小得多,最末節距可所以10mm。但并不是節距越小越好,由于節距小會引起出產速度慢、資料用量添加、銅線的直流電阻增大、電纜衰減添加。實踐證明節距為10—12-14-16并不是最佳的,而在12~22規模之內挑選恰當的四個節距,才干取得較佳的衰減及近端串音。
b)對續設備
要求對績時速度快而均勻。一般出產通訊電纜的國產高速對絞機,通過改制,使節距在10~50mm規模內,能滿意出產5類纜的要求。
放線設備選用自動放線,兩單線進入對統機之前,必定要有同步皮帶上下壓住,使進入對續機的兩根線張力均勻。張力過大會拉細銅線,過小則芯線松馳、跳動。節距構成后再加一個定型設備,
使線對呈無缺的螺旋型。一起機器配置活絡的張力反應體系。
對對統的質量要求是,當線對被退扭后,兩根絕緣導線的長度應持平。
2)成統
在實踐出產中,為充分運用現有設備,下降出產成本,在原有的成纜設備上進行技術改造。技術改造首要內容有:放線架選用自動放線;四對線進入成纜機之前必定要有同步皮帶上下壓住,使四對線受力均勻;導輪盡量大,使對統節距堅持安穩,并有張力反應。成纜節距操控在180mm以下,成纜節距小,有利于統芯結構安穩。
對成纜的質量要求是,纜芯結構安穩、緊湊,節距不易松懈,對阻抗不均勻性影響最小。
3.3護套
UTP 4對5類纜護套最小厚度0.50mm,電纜最大外徑小于5.8mm,中心放一撕裂繩。外護套外表圓整、潤滑,延伸率≥125%,抗拉強度大于12.5MPa。護套包覆于纜芯外,既不能使纜芯松動,也不能擠壓線芯,以防電氣功能易受環境改變的影響。
本廠擠護套在慣例的φ45單螺桿擠出機上進行,但添加了自動放線、激光測徑儀及噴墨印字設備。
3.4成圈與包裝
傳統的成圈工藝使電纜在施工放出時易打扭,使纜芯呈現“退扭”及“加扭”。當呈現這種狀況時,電纜的阻抗將發生改變并引起“結構回波損耗”問題,一起使90m段長內的電纜串育功能下降。咱們克己一臺簡易穿插卷繞成圖機,成圈后線纜呈#型擺放,放線時選用世界盛行的匣式無扭自在放線,不會歪曲。
標準包裝為304.8m(或1000英尺),小包裝100m或91.44m(300英尺)。選用特制紙箱進行包裝。
4測驗成果
4.1測驗標準
根據什么標準來衡量5類電纜的結構尺度與功能是十分要害的。現在,世界上有關5類電纜的標準有以下幾個可供參考:
1)IEC1156、-1(1994)及 IEC1156.2~4(1995)的LAN通訊電纜體系標準;
2)ISO/IEC,11801(1995)標準;
3)美國電子工業協會1991年1月公布的 EIA/TIA-568標準,以及隨后修正并作為代替前者及TSB-36、TSB-40和TSB-58的EIA/TIA-586-A標準;
4)美國NEMA及UL別離于1994年公布的相應標準。
我國5類電纜的國家標準有以下兩個:
1)YD/T 926.1~2—1997大樓通訊歸納布線體系標準;
2)YD/T 838.1~4—1996數學通訊用對絞/星級對稱電纜標準。
本公司以上述兩個國家標準為企業標準。
4.2測驗設備及成果
測驗設備選用美國DCM CMS-2XLD網絡分析測驗儀。本公司按上述標準規劃,批量出產的電纜用成圈后裝箱(長度為304.8m)的5類線纜進行測驗,測驗頻率1~350MHz。
5結束語
高頻數字式對稱電纜的電氣功能與線對的幾許尺度和安穩性有嚴密聯系,在出產中應注重每一細微環節對幾許尺度的影響。要使電纜能作業在更高頻率下,如 350~622MHz,則線對有必要單個包覆與屏蔽。
國外已開宣布622Mb/S的超7類纜,除選用單個線對獨自屏蔽外,還把單個線對固定在網狀骨架槽中,結構十分安穩。如美國Prestolite wire(普利多導線公司)出產的NETLink GXTM 550MHz
7類光屏蔽UTP 4對電纜運用的便是網狀骨架結構,其近端串音和結構回波損耗在高頻時的功能相當好。
國內現有的設備尚無力出產這種結構的超5類統,但從大容量信息對信道帶寬要求的開展趨勢來看,超高頻(350MHz以上)數字對稱電纜必定替代現有的高頻(100MHz)的數字對稱電纜。