數(shù)字通信電纜之對(duì)稱通信電纜的設(shè)計(jì)

數(shù)字通信電纜的制造要點(diǎn)

有效提高和保證電纜的制造精度和穩(wěn)定性、均勻性是制造出高性能數(shù)據(jù)電纜的關(guān)鍵之所在。絞對(duì)退扭,實(shí)際上是預(yù)扭,即在絞對(duì)扭絞前,對(duì)單線反向給予一定的扭絞,使特性阻抗與頻率間的變化曲線更趨于平緩。退扭率的提高可改善電氣性能,但也帶來(lái)了副作用———單線結(jié)構(gòu)被部分破壞。因此退扭率應(yīng)控制在10 %左右, 最好不要超過(guò)35 %。

數(shù)字通信電纜技術(shù)指標(biāo)中較難通過(guò)的性能指標(biāo)有:衰減、近端串音衰減等。通過(guò)增加導(dǎo)線直徑和選擇更優(yōu)良的絕緣材料可以改善線纜的衰減性能;通過(guò)為四對(duì)線設(shè)計(jì)出合理的絞合節(jié)距,可使電纜的近端串音和遠(yuǎn)端串音達(dá)到一個(gè)最佳效果,穩(wěn)定了四個(gè)線對(duì)的相對(duì)位置,并使線對(duì)間相互隔離,減少了串音干擾,提高了傳輸質(zhì)量,保證了電氣性能的穩(wěn)定可靠。其4對(duì)線相對(duì)位置會(huì)因外力作用而改變,影響到成品電纜的串音衰減性能,造成電氣性能不如骨架式定,因此對(duì)生產(chǎn)工藝控制、設(shè)備性能等要求較高,再就是設(shè)計(jì)電纜時(shí),要考慮各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)有較大的裕度,以保證施工后仍能符合要求,因此,這種電纜目前較少有人采用。

數(shù)字通信電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

屏蔽布線系統(tǒng)起源于歐洲,它通過(guò)雙絞線的絞合平衡和金屬屏蔽層的屏蔽作用,有效地防止外界的電磁干擾信號(hào)的侵入和來(lái)自電纜內(nèi)部的電磁輻射的外泄,擁有非常好的電磁兼容特性和保密性。屏蔽電纜每對(duì)線或四對(duì)線都可單獨(dú)使用金屬屏蔽,由于金屬屏蔽層的集膚效應(yīng)及反射和吸收作用,可以更好地分隔周圍的電磁場(chǎng)和減少單獨(dú)屏蔽對(duì)線之間或四對(duì)線之間的串音。

數(shù)字通信電纜的開(kāi)發(fā)要點(diǎn)

衰減和串音是兩個(gè)最重要的傳輸參數(shù),增加銅導(dǎo)線的直徑,可降低衰減。采用物理發(fā)泡的皮2泡2皮絕緣可減小電纜外徑并降低電容,衰減也隨之降低。為每個(gè)線對(duì)提供單獨(dú)的鋁箔屏蔽,可消除線對(duì)之間的串音并可消除和減少環(huán)境的電氣干擾,提高電磁兼容性。縱包鋁箔應(yīng)避免出現(xiàn)皺折,以保證屏蔽效果和傳輸性能。采用大節(jié)距對(duì)絞,且節(jié)距差較小,可減小電纜變

形,降低時(shí)延和時(shí)延差。對(duì)絞線要配組;絞對(duì)時(shí)應(yīng)盡量減少線芯絞合接觸點(diǎn)處的擠壓變形;對(duì)絞張力應(yīng)一致,以降低電阻、電容不平衡值;絞對(duì)退扭可改善因單線偏心或線徑不均勻而造成的阻抗波動(dòng)等,使傳輸性能更加穩(wěn)定。成纜退扭可防止絞對(duì)線因受到扭力變形而引起的傳輸性能劣化。在纜芯外采用銅線編織或鋁箔屏蔽,可降低轉(zhuǎn)移阻抗,消除或減少環(huán)境的電磁干擾,使電纜結(jié)構(gòu)和傳輸參數(shù)穩(wěn)定。

數(shù)字通信電纜的工藝控制與設(shè)備要求

高性能的數(shù)字通信電纜生產(chǎn),僅有精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,各工序嚴(yán)格的工藝控制和優(yōu)越的設(shè)備性能保證是滿足各項(xiàng)指標(biāo)持續(xù)合格的重要條件。

單線

銅導(dǎo)體的電阻系數(shù)不能有顯著差異;退火要均衡,伸長(zhǎng)率應(yīng)控制在±1 %;導(dǎo)體直徑公差應(yīng)限制在±0. 002 mm以內(nèi)、絕緣外徑限制在±0. 01 mm 以內(nèi)、同軸電容限制在±1. 5 pFPm;同心度應(yīng)大于96 %;導(dǎo)體預(yù)熱溫度波動(dòng)要小,以使銅線與絕緣層之間粘接良好,整條單線上絕緣的等效介電常數(shù)必須均勻一致。發(fā)泡材料擠出要均勻,注氣壓力變化、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)變化、收放線張力變化要盡可能小,發(fā)泡層的泡孔要均勻細(xì)密。

絞對(duì)和屏蔽

在絞對(duì)的整個(gè)過(guò)程中必須保持單線的張力變化小于±10 %。單線的彎曲半徑必須大于50 mm ,以避免降低銅線和絕緣層的粘接性能。配備適當(dāng)?shù)耐伺ぱb置可以解決絕緣層同心度及不均勻問(wèn)題,絞對(duì)節(jié)距公差限定在±0. 5 mm 以內(nèi)。兩根導(dǎo)線間的對(duì)稱性能和軸向距離差等在生產(chǎn)中必須保持不變,以防止扭絞不對(duì)稱。在整個(gè)屏蔽工序中屏蔽帶的張力變化范圍應(yīng)小

于±10 %。對(duì)所有的絞對(duì)線進(jìn)行屏蔽時(shí)必須采用相等的壓縮量。

成纜和屏蔽

成纜時(shí)必須保證絞對(duì)線的幾何穩(wěn)定性,退扭是一種具有實(shí)際意義的選擇。在整個(gè)成纜過(guò)程中絞對(duì)線的拉伸張力應(yīng)保持在±10 %以內(nèi),絞對(duì)線的彎曲半徑應(yīng)大于75 mm。4 對(duì)絞對(duì)線的反向張力應(yīng)相同以保證電纜良好的幾何性能。在鋁箔屏蔽工序中屏蔽帶的張力應(yīng)保持不變,應(yīng)防止張力的周期性波動(dòng),張力的變化范圍應(yīng)小于±10 %。銅編織屏蔽工序中應(yīng)有效控制編織銅絲的張力和編織密度。含4 對(duì)絞對(duì)線的電纜,其彎曲半徑應(yīng)大于150 mm。

數(shù)字通信電纜設(shè)備的選擇

眾所周知,數(shù)字通信電纜有兩種制造方法:一步法和兩步法,因此在選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)充分考慮以下各方面因素:

一步法線對(duì)屏蔽只能用一根帶子進(jìn)行。絞對(duì)線的中間存儲(chǔ)被省去了,可節(jié)約勞動(dòng)力。在滿足相同生產(chǎn)能力情況下,一步法比兩步法投資費(fèi)用要低,它適用于生產(chǎn)已定型的數(shù)字通信電纜,更專業(yè)更有效率。但同時(shí)也意味著放棄了多樣化的工藝路線。兩步法可選配帶有可調(diào)節(jié)退扭功能的放線裝置,退扭調(diào)節(jié)范圍在0 %～50 %之間。簡(jiǎn)捷的單線放線途徑使放線張力控制得更好,對(duì)于屏蔽電纜可使屏蔽包帶設(shè)計(jì)得更柔軟,線對(duì)可包不止一條屏蔽帶。同樣成纜也可以選配帶有可調(diào)節(jié)退扭功能的放線裝置,其調(diào)節(jié)范圍在0 %～100 % ,以防止絞對(duì)線結(jié)構(gòu)改變,使絞對(duì)線在成纜時(shí)絞對(duì)節(jié)距和屏蔽都不會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)調(diào)節(jié)放線張力,保證了在整個(gè)電

纜長(zhǎng)度上絞對(duì)線張力的一致。如果計(jì)劃將來(lái)生產(chǎn)更先進(jìn)的數(shù)字電纜,并打算將電纜使用頻率擴(kuò)展到10 GHz 甚至更高,那么就應(yīng)該選擇具有靈活多樣,能滿足各種更新要求的兩步法生產(chǎn)線。

審核編輯：符乾江