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关于同轴通信电缆

浏览:3111  来源:通信人在线  日期:2021-08-29

一、概述

1、概念

同轴通信电缆(Coaxial Communication Cables)是通信电缆的一种结构形式。它事实上是我们通常使用的对绞线电缆(即对称电缆)中形成信号传输回路的a线和b线,将其中b线制作成圆管状,与a线构成同心结构,这种结构称之为同轴结构。此时,同轴结构的通信电缆形成信号回路的导体线对,不再称之为a线和b线,而称之为内导体和外导体。在GB/T 14733.11《电信术语 传输》标准中给出了对称线对和同轴线对的定义,具体详见下表1-1中。

1-1:对称线对和同轴线对的概念

欲更多了解其它结构形式通信电缆介绍的请进入市内通信电缆数字对称电缆

2、机理

之所以制作成同轴结构电缆,是因为我们常用的双绞线结构的对称电缆其传输最高频率相对较低,这主要是由于对称结构的通信电缆在传输高频信号电流时,导致导体向外辐射电磁场效应,这种效应在频率越高,其信号功率的传输损失越大,信号的传输距离越短。因此,双绞线结构的对称通信电缆常用于传输音频信号或较低速率的数字信号(如适于宽带应用的铜芯市内通信电缆的最高传输频率目前可达100MHz)。

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当制作成同轴结构的通信电缆后,形成内外导体结构,外导体对内导体形成了屏蔽作用,在传输高频信号电流时,导体向外辐射电磁场受到了抑制,尤其是同轴通信电缆在信号传输时往往是不平衡传输,外导体作为屏蔽时直接接地,这样其传输的最高频率得到了大大的提高。因此,同轴通信电缆被广泛的用于传输高速率(可达155Mbit/s)的数字信号和高频率(可达数GHz)的射频信号。

同轴通信电缆其传输最高频率得到了提高,但也带来的显著的特点就是其电缆体积(重量)的增大,当传输频率提高、传输信号功率增大时的电缆(此时外导体常采用皱纹铜管),该特点尤其突出,导致电缆的硬度也大大增加。同轴通信电缆的另外一个特点是其抗压抗弯能力较差,一旦导致电缆结构的变化,就会严重影响信号的传输质量。

3、分类

同轴通信电缆的分类方法种类很多,可根据其制作材料(内/外导体、绝缘、护套)、内部介质类型、特性阻抗以及使用于专业场合、适用于安装环境等情况进行分类。例如,相对于内导体,从材质来分,有铜芯线、镀银(或锌)铜芯线、铜包钢线、铜包铝线等等;从材料结构来分,有实心型导体(独股)和绞合型导体(多股)或空心型导体等等。相对于外导体,有铜管型(又分为平滑铜管、皱纹铜管等)和金属丝型(又分为缠绕型、编织型等)等。相对于电缆内外导体间的介质类型来分,可分为空气介质电缆、半空气介质电缆和实心介质电缆。相对于绝缘和护套材料,通常采用的不同类型的塑料,有聚乙烯、聚烯烃、全氟材料等等。相对于电缆的特性阻抗来分,常用的有50Ω75Ω同轴电缆,还有如45Ω120Ω等。

从使用于不同专业的角度来分,有用于高速数字信号传输的基带同轴电缆;有用于无线通信的射频同轴电缆;有用于移动信号覆盖的泄露电缆;有用于局域网、电缆电视(CATV)等专业的同轴电缆;等等。从适用于不同安装环境的角度来分,有室内电缆(如局用电缆)和室外电缆(如馈线);有架空电缆或自承电缆等。

同轴通信电缆的分类方法除上述主要分类方法外,根据其用途等还有其它更多的分类。

4、标准化

对于同轴通信电缆,我国的国家标准和行业标准(包括通信行业标准和电子行业标准等)都有相应的标准,这些标准规范了各种各类的同轴电缆,其分类比较细也比较多。这些标准大多是参照IEC及相关国际标准化组织的相关标准规范并结合我国的具体情况而制定的。

欲具体了解同轴通信电缆标准索引的请进入国家标准通信行业标准电子行业标准

我国国家标准GB/T 17737.x《同轴通信电缆》系列标准规定了同轴通信电缆相关规范要求,包括对其详细规范要求和空白规范要求。目前该系列标准包括总规范、聚四氟乙烯(PTFE)绝缘半硬射频同轴电缆分规范、局域网用同轴电缆分规范、漏泄电缆分规范和CATV用干线和配线电缆分规范。下述将以该系列标准的第1部分《总规范 总则、定义与要求》为依据来简要介绍其同轴通信电缆,若要详细了解该标准具体内容的请查阅下附件。

附件:GB/T 17737.1-2013《同轴通信电缆 1部分:总规范 总则、定义与要求》

欲详细了解GB/T 17737.x系列标准情况介绍的请进入

二、同轴通信电缆的材料与结构

同轴通信电缆的结构通常由内导体、绝缘(介质)、外导体(或屏蔽层)、护套(或护层)基本部件所构成,根据电缆的具体情况可能有其它部件,如中间层、半导电层、防潮层、铠装层等,这些部件若需要应在其分规范或详细规范中规定。这里需要说明的是:在GB/T 17737.1-2013中关于材料的特性性能都要求符合IEC的相应标准,并未转化为国内标准。因此在下述相应材料时,其符合的相应的IEC标准编号请在GB/T 17737.1-2013中查询

1、内导体

同轴通信电缆的内导体的材料,通常为实心铜导体,也可采用替代材料,如铜包钢线、铜包铝线等,这些材料的性能应符合IEC的相关标准要求。若适用时,其他代替材料或金属包覆(包括包覆厚度)应在其分规范或详细规范中规定。

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同轴通信电缆的内导体的材料结构,通常为单线或管状(它们在最后拉制时应无接头),或绞合铜线(单线的接头应采用冷压焊、非酸性焊剂的铜焊或银焊,每根单线的接头与其它线的接头间间距应大于0.3m)。

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2、介质(绝缘)

同轴通信电缆所采用的介质类型应在其分规范或详细规范中规定,包括外径、偏心度、椭圆度等。根据其GB/T 17737的分规范,通常其绝缘介质的材料都采用不同类型的塑料,常用的有聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯等等。其介质的类型有空气介质、半空气介质和实心介质之分,其含义与特点详见下表2-2

2-2:同轴通信电缆的介质类型与特点

3、外导体或屏蔽层

同轴通信电缆的外导体或屏蔽层的材料和结构可采用下表2-3所示的7种形式或是它们的任意组合,具体应在相应电缆的分规范或详细规范中规定。根据其GB/T 17737的分规范,通常大多为金属编织层或圆铜管层等。

2-3:同轴通信电缆外导体或屏蔽层的材料和结构及要求

4、护套或护层

除非在相应的分规范或详细规范中另外规定,同轴通信电缆的外护套应由塑料制成。其厚度与外径、椭圆度应在相应的分规范或详细规范中规定。如适用,碳黑的含量应在相应的分规范或详细规范中规定。除非另有规定,其燃烧性应按GB/T 18380系列标准的适用条款确定。当规定时,在燃烧过程中所释放出的卤素气体量应按GB/T 17650.1-1998的规定确定。

5、铠装层

当适用时,同轴通信电缆的铠装层应在相应的分规范或详细规范中规定。具体的结构和尺寸应根据所能预计的危害对各种不同情况加以规定,下表2-5给出了适用的典型结构示例。

2-5:同轴通信电缆铠装层适用的典型结构示例

三、同轴通信电缆的型号命名方法

GB/T 17737.1-2013的附录NA中给出了同轴通信电缆的型号命名方法的规定。另外,实际上在其它同轴电缆的国家标准或行业标准中,其型号中组成及代号会与GB/T 17737.1-2013的附录NA规定中略有不同。

欲详细了解同轴电缆型号命名方法介绍的请进入

四、同轴通信电缆的标准额定值与特性

同轴通信电缆的标准额定值与特性应在相应的分规范或详细规范中规定,在GB/T 17737.x系列标准中,只是提出了要求。但并没有具体指标项目或具体值。

需要指出的是,关于“特性阻抗”成为同轴通信电缆的一个关键性能指标,这是因为同轴通信电缆传输的信号频率相对较高的缘故。特性阻抗是指行进在传输线相同方向上的行波电压与行波电流之比。在通信工程中比较常用到的同轴电缆的特性阻抗有75Ω50Ω两种,另外还有120Ω75Ω的同轴电缆通常用于基带数字信号的传输,如通信系统机房内部通信设备之间、通信设备与配线架之间的连接电缆,和CATV系统的信号传输电缆等。50Ω的同轴电缆通常用于无线设备收发信系统的连接电缆,如馈线、漏缆等。120Ω通常适用于对称同轴电缆。

欲详细了解各相应电缆标准额定值与特性的请进入局用同轴通信电缆75Ω);移动通信用同轴电缆50Ω

五、同轴电缆连接器

在同轴通信电缆传输系统中,其电缆连接器是其重要的组成器件,它同于同轴电缆间和同轴电缆与通信设备间的连接。

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由同轴通信电缆构成的传输线路是通信线路的一种特殊传输线路形式,它是通信传输线路的组成部分。

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附录
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