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電信電纜的結構、性能和分類

文章出處：責任編輯：發布時間：2020-11-25 13:28:57 點擊數：- 【大 中 小】

電信電纜（telecommunication cable）是電信號的傳輸線，電信電纜用途遍及電子技術各個領域，是各種電子系統中不可缺少的傳輸媒介。下面對電信電纜的結構、性能和分類做個簡單介紹。
發展歷程
最早出現的電信電纜，是1851年敷設在英國多佛爾到法國加萊之間的英吉利海峽海底電報電纜。它采用銅導體和馬來橡膠絕緣，利用海水構成回歸導體，在40公里距離內成功地進行了電報信號的傳輸。1892年出現了紙絕緣多對數電話電纜。20世紀以來陸續出現 3、12、24直至 120路電話的載波對稱電纜。為適應通信容量大幅度增長的需要，1929年發明了同軸電纜，先后開通480話路、1800話路,到80年代已開通10800路電話,最高使用頻率已達60兆赫。20年代出現射頻電纜，用來代替早期無線電臺采用的架空平行雙線或硬同軸管作為發射機至天線的饋線。第二次世界大戰以后，由于電子技術的進步和聚乙烯、聚四氟乙烯等高頻介質的出現，射頻電纜的品種增加、性能提高。應計算機、核子技術和航天技術發展的要求，現代又有各種具有獨特結構和特殊性能的電纜，例如重量輕、體積小的帶狀電纜，耐輻照、耐高溫電纜和低噪聲電纜等許多新品種。
結構
電信電纜一般由導體、絕緣、屏蔽、護層和鎧裝等部分組成。
導體用以傳導電信號。它應具有良好的電性能，足夠的機械強度和一定的柔軟性。導體材料采用高電導率的銅、鋁等金屬。微小型電纜為了提高機械強度，采用銅包鋼線或銅合金作導體。根據不同要求，導體的結構有實心單線、多股絞線、編織套管、無縫光管、縱包光管和皺紋管等多種形式。在銅導體表面鍍銀可以提高電導率和抗氧化能力,鍍錫可提高耐腐蝕性和可焊性,鍍鎳可提高耐溫等級。
絕緣用以支撐和分隔導體使各對導體分別構成傳輸信號的電回路。絕緣材料應具有良好的電絕緣性，較高的機械強度，有一定的柔軟性，容易加工。常用的絕緣材料有紙(紙繩、紙帶、紙漿)、橡膠和塑料（聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯等）?，F代電信電纜多數采用各種優質塑料或塑料與空氣絕緣。
屏蔽用于改善電纜的抗干擾性能。屏蔽結構通常有金屬線編織，金屬帶縱包或繞包和金屬管等幾種形式。采用銅-鐵-銅組成的多層屏蔽體可進一步提高屏蔽性能。
護層和鎧裝對電纜芯提供保護，承受壓力和拉力，并提高電纜對各種環境的適應能力。護層可由橡膠、塑料、金屬、塑料－金屬、玻璃絲、棉紗等材料制成。鎧裝有細鋼絲編織、鋼絲絞合和鋼帶繞包等形式?，F代又有氬弧焊鋼管護層，能抵御潮氣入侵和鼠、蟻等生物破壞，效果良好。
性能
包括電氣、機械和物理性能。這些性能對于電信電纜的使用至關重要。
電性能包括一次參數、二次參數和其他參數。一次參數有電阻、電容、電感和絕緣電導，它們是電纜回路的基本參數，取決于電纜的結構、材料和傳輸信號的頻率。二次參數指特性阻抗、衰減常數和相移常數，是表征電纜回路傳輸特性的重要參數，直接影響使用。二次參數可由一次參數導出。其中，特性阻抗表示沿電纜的各點行波信號的電壓與電流之比，即無限長電纜回路所呈現的輸入阻抗。當電纜回路的特性阻抗與負載阻抗相同時便不存在終端反射，電纜可向負載輸送最強的信號。衰減常數表示行波信號沿單位長度電纜回路傳輸后的損耗程度。通常要求電纜衰減盡可能小，以提高傳輸效率。相移常數表示行波信號沿單位長度電纜回路傳輸后相位滯后的程度。它對于相敏電子系統是很重要的指標。除一次、二次參數外，還有電壓駐波比、耐電強度、功率容量、速比、串音衰減和屏蔽衰減等其他表征電纜電氣性能的參數。電纜回路的不均勻會產生反射波，并沿電纜回路形成駐波。駐波的波腹點與波節點的電壓之比稱為電壓駐波比。它與電纜的制造精度有關。電壓駐波比對信號的傳輸質量（特別對電視圖像的清晰度）很有影響，必須采取有效措施加以降低。耐電強度表示電纜回路可以安全承受的電壓值,它取決于電纜的絕緣質量,是高壓電纜的主要指標。功率容量表示電纜可以安全傳輸而不會發生電擊穿或熱損壞的最大允許功率，對于通信、廣播、電視用的大功率饋線電纜這一指標十分重要。速比表示信號在電纜中和在自由空間中傳輸的速度之比，它與電纜絕緣的介質常數有關。串音衰減和屏蔽衰減均表征電纜回路的抗干擾能力。通常用串音衰減來衡量多對電纜內部各回路之間的干擾程度，而用屏蔽衰減來表征電纜回路對外界電信號的抗干擾能力。后者對于多對數電纜和電子設備密集系統中所用的電纜十分重要。
電信電纜的機械特性包括彎曲性能、抗張、抗壓、抗振、抗沖擊和耐磨等性能。物理性能包括尺寸、重量、阻燃、耐熱、耐寒、耐光老化、耐腐蝕、防潮濕、防鹽霧、防霉菌、防雷擊、防鼠、防蟻等。電纜要有良好的機械、物理性能，能承受各種機械應力，并在惡劣環境下電性能不惡化，從而保證長期可靠地工作。
分類
電信電纜種類繁多，一般可按結構特點、使用頻率、絕緣形式、敷設方式和護層形式進行分類。從結構上分,有對稱電纜和同軸電纜兩大類。前者,組成電回路的二根芯線對地是對稱的；后者則是由同心套置的兩個金屬導體構成電回路。按使用頻率可分成低頻、高頻和射頻三種電纜。低頻電纜用于傳輸低頻或音頻信號，信號頻率約在 3千赫以下；高頻電纜（又稱載波電纜）用于傳輸載波信號，使用頻率已達60兆赫；射頻電纜主要用于傳輸頻率在0.5兆赫以上的信號,最高頻率可達20吉赫。從絕緣形式上可分成實芯絕緣、空心絕緣和半空氣絕緣電纜；從敷設方式上可分成架空、埋地、管道和海底電纜；從護層形式上可分成鉛包、鋁套、塑料護套和綜合護層電纜等。

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