複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

同軸電纜

鎖定
同軸電纜(Coaxial Cable)是一種電線及信號傳輸線,一般是由四層物料造成:最內裏是一條導電銅線,線的外面有一層塑膠(作絕緣體電介質之用)圍攏,絕緣體外面又有一層薄的網狀導電體(一般為銅或合金),然後導電體外面是最外層的絕緣物料作為外皮。
同軸電纜可用於模擬信號數字信號的傳輸,適用於各種各樣的應用,其中最重要的有線電視傳播、長途電話傳輸、計算機系統之間的短距離連接以及局域網等。同軸電纜作為將電視信號傳播到千家萬户的一種手段發展迅速,這就是有線電視。一個有線電視系統可以負載幾十個甚至上百個電視頻道,其傳播範圍可以達幾十千米。長期以來同軸電纜都是長途電話網的重要組成部分。今天,它面臨着來自光纖、地面微波和衞星的日益激烈的競爭 [1] 
中文名
同軸電纜
外文名
Coaxial Cable
種類數
兩種
構成材料
絕緣材料隔離的銅線導體
組    成
由絕緣材料隔離的銅線導體
應    用
電視用户和社區天線之間
種    類
基帶同軸電纜、寬帶同軸電纜

同軸電纜歷史發展

同軸電纜的發展主要分為四代:第一代是19世紀中期開始利用聚乙烯材料作為實芯絕緣介質;第二代是利用化學發泡PE材料作為絕緣介質;第三代是藕芯縱孔PE材料作為絕緣介質;第四代是利用物理發泡PE材料作為絕緣介質。同軸電纜按照結構可分為:泄漏同軸電纜、多芯同軸電纜、細徑化同軸電纜、複合同軸電纜 [2] 
同軸電纜 同軸電纜
同軸電纜行業發展至今經歷了一系列的變遷。由於全球電子產業在2000年進入高峯期,作為電子產業一部分, 同軸電纜市場規模也達到歷史的高峯期。在隨後的三年內,隨着全球經濟增長率進入低谷,同軸電纜產業也隨着下游需求的萎縮而進入低迷期,直到2003年下半年才出現復甦跡象。從2004年開始,全球同軸電纜行業進入新一輪的增長期。隨着移動通信信號覆蓋面的不斷擴大,基站數擴增,以及交通、能源、醫療等領域對移動信號要求的不斷提高,全球射頻同軸電纜行業的市場發展前景依然看好 [3] 

同軸電纜發展概況

中國經濟持續快速的增長,為線纜產品提供了巨大的市場空間中國市場強烈的誘惑力,使得世界都把目光聚焦於中國市場,在改革開放短短的幾十年,中國線纜製造業所形成的龐大生產能力讓世界刮目相看。隨着中國電力工業、數據通信業、城市軌道交通業、汽車業以及造船等行業規模的不斷擴大,對電線電纜的需求也將迅速增長,未來電線電纜業還有巨大的發展潛力 [4] 

同軸電纜主要分類

同軸電纜可分為兩種基本類型,基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜 [5] 

同軸電纜基帶同軸電纜

基帶同軸電纜的屏蔽層通常是用銅做成的網狀結構,其特徵阻抗為50Ω。該電纜用於傳輸數字信號,常用的型號一般有RG-8(粗纜)和RG-58(細纜)。粗纜與細纜最直觀的區別在於電纜直徑不同。粗纜適用於比較大型的局部網絡,它的標準距離長,可靠性高;但是粗纜網絡必須安裝收發器和收發器電纜,安裝難度也大,因此總體造價高。相反,細纜則比較簡單,造價較低;但由於安裝過程中要切斷電纜,因而當接頭較多時容易產生接觸不良的隱患 [5] 
無論是使用粗纜還是細纜連接的網絡,故障點往往會影響到整根電纜上的所有機器,故障的診斷和修復都很麻煩。因此,基帶同軸電纜已逐步被非屏蔽雙絞線或光纜所取代 [5] 

同軸電纜寬帶同軸電纜

寬帶同軸電纜的屏蔽層通常是用鋁衝壓而成的,其特徵阻抗為75Ω。這種電纜通常用於傳輸模擬信號,常用型號為RG-59,是有線電視網中使用的標準傳輸線纜,可以在一根電纜中同時傳輸多路電視信號。寬帶同軸電纜也可用作某些計算機網絡傳輸介質 [5] 
同軸電纜 同軸電纜

同軸電纜工作原理

同軸電纜由裏到外分為四層:中心銅線(單股的實心線或多股絞合線),塑料絕緣體,網狀導電層和電線外皮。中心銅線和網狀導電層形成電流回路。因為中心銅線和網狀導電層為同軸關係而得名 [6] 
同軸電纜傳導交流電而非直流電,也就是説每秒鐘會有好幾次的電流方向發生逆轉 [6] 
如果使用一般電線傳輸高頻率電流,這種電線就會相當於一根向外發射無線電的天線,這種效應損耗了信號的功率,使得接收到的信號強度減小 [6] 
同軸電纜的設計正是為了解決這個問題。中心電線發射出來的無線電被網狀導電層所隔離,網狀導電層可以通過接地的方式來控制發射出來的無線電 [6] 
同軸電纜也存在一個問題,就是如果電纜某一段發生比較大的擠壓或者扭曲變形,那麼中心電線和網狀導電層之間的距離就不是始終如一的,這會造成內部的無線電波會被反射回信號發送源。這種效應減低了可接收的信號功率。為了克服這個問題,中心電線和網狀導電層之間被加入一層塑料絕緣體來保證它們之間的距離始終如一。這也造成了這種電纜比較僵直而不容易彎曲的特性 [6] 
同軸電纜 同軸電纜
同軸電纜的屏蔽材料實質上主要是對外導體進行改進,從最初的管狀外導體,依次發展為單層編織、雙層金屬。管狀外導體雖然屏蔽性能非常好,但不易彎曲,使用不方便。單層編織的屏蔽效率最差,雙層編織比一層編織的轉移阻抗減少3倍,可見雙層編織的屏蔽效果比單層有了很大的改善。各大同軸電纜製造商都在不斷改進電纜的外導體結構以保持其性能 [6] 

同軸電纜優缺點

同軸電纜的優點是可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信,而其缺點也是顯而易見的:一是體積大,細纜的直徑就有3/8英寸粗,要佔用電纜管道的大量空間;二是不能承受纏結、壓力和嚴重的彎曲,這些都會損壞電纜結構,阻止信號的傳輸;最後就是成本高,而所有這些缺點正是雙絞線能克服的,因此在現在的局域網環境中,基本已被基於雙絞線的以太網物理層規範所取代 [7] 

同軸電纜安裝方法

同軸電纜一般安裝在設備與設備之間。在每一個用户位置上都裝備有一個連接器,為用户提供接口。接口的安裝方法如下 [8] 
(1)細纜:將細纜切斷,兩頭裝上BNC頭,然後接在T型連接器兩端 [8] 
(2)粗纜:粗纜一般採用一種類似夾板的Tap裝置進行安裝,它利用Tap上的引導針穿透電纜的絕緣層,直接與導體相連。電纜兩端頭設有終端器,以削弱信號的反射作用。用於傳輸速率為10Mbit/s的網絡 [8] 

同軸電纜參數指標

電氣參數
(1)同軸電纜的特性阻抗:同軸電纜的平均特性阻抗為50±2Ω,沿單根同軸電纜的阻抗的週期性變化正弦波,中心平均值±3Ω,其長度小於2米 [9] 
(2)同軸電纜的衰減:一般指500米長的電纜段的衰減值。當用10MHz的正弦波進行測量時,它的值不超過8.5db(17db/公里);而用5MHz的正弦波進行測量時,它的值不超過6.0db(12db/公里) [9] 
(3)同軸電纜的傳播速度:需要的最低傳播速度為0.77C(C為光速) [9] 
(4)同軸電纜直流回路電阻:電纜的中心導體的電阻與屏蔽層的電阻之和不超過10毫歐/米(在20℃下測量) [9] 
物理參數
同軸電纜是由中心導體、絕緣材料層、網狀織物構成的屏蔽層以及外部隔離材料層組成 [9] 
同軸電纜 同軸電纜
同軸電纜具有足夠的可柔性,能支持254mm(10英寸)的彎曲半徑。中心導體是直徑為2.17mm±0.013mm的實芯銅線。絕緣材料必須滿足同軸電纜電氣參數。屏蔽層是由滿足傳輸阻抗和ECM規範説明的金屬帶或薄片組成,屏蔽層的內徑為6.15mm,外徑為8.28mm。外部隔離材料一般選用聚氯乙烯(如PVC)或類似材料 [9] 

同軸電纜質量檢測

1、查絕緣介質的整度
標準同軸電纜的截面很圓整,電纜外導體、鋁泊貼於絕緣介質的外表面。介質的外表面越圓整,鋁箔與它外表的間隙越小,越不圓整間隙就越大。實踐證明,間隙越小電纜的性能越好,另外,大間隙空氣容易侵入屏蔽層而影響電纜的使用壽命 [10] 
2、測同軸電纜絕緣介質的一致性
同軸電纜緣介質直徑波動主要影響電纜的回波係數,此項檢查可剖出一段電纜的絕緣介質,用千分尺仔細栓查各點外徑,看其是否一致 [10] 
3、測同軸電纜的編織網
同軸電纜的紡織網線對同軸電纜的屏蔽性能起着重要作用,而且在集中供電有線電視線路中還是電源的迴路線,因此同軸電纜質量檢測必須對紡織網是否嚴密平整進行察看,方法是剖開同軸電纜外護套,剪一小段同軸電纜編織網,對編織網數量進行鑑定,如果與所給指標數值相符為合格,另外對單根紡織網線用螺旋測微器進行測量,在同等價格下,線徑越粗質量越好 [10] 
4、查鋁箔的質量
同軸電纜中起重要屏蔽作用的是鋁箔,它在防止外來開路信號干擾與有線電視信號混淆方面具有重要作用,因此對新進同軸電旨應檢查鋁箔的質量。首先,剖開護套層,觀察編織網線和鋁箔層表面是否保持良好光澤;其次是取一段電纜,緊緊繞在金屬小軸上,拉直向反向轉繞,反覆幾次,再割開電纜護套層觀看鋁箔有無折裂現象,也可剖出一小段鋁箔在手中反覆揉搓和拉伸,經多次揉搓和拉伸仍未斷裂,具有一定韌性的為合格品,否則為次品 [10] 
5、查外護層的擠包緊度
高質量的同軸電纜外護層都包得很緊,這樣可縮小屏蔽層內間隙,防止空氣進入造成氧化,防止屏蔽層的相對滑動引起電性能飄移,但擠包太緊會造成剝頭不便,增加施工難度。檢查方法是取1m長的電纜,在端部肅去護層,以用力不能拉出線芯為合適 [10] 

同軸電纜應用

有線電視傳輸中,由於同軸電纜造價低、易施工,在中、小傳輸系統中得到了廣泛的應用。特別是在HFC(Hybrid Fiber-Coaxial,混合光纖同軸電纜)網絡“最後1公里”傳輸中,是無法用其他電纜所代替的。許多無源器件有源器件及用户都需電纜連接,凡是用同軸電纜連接的各個器件之間都需達到阻抗匹配。如果不匹配,會使信號在元器件與電纜之間產生反射,增加噪聲及重影對傳輸圖像的影響。現市場出售的不同廠家生產的同種規格電纜,質量相差很大。但是隻要選擇正規廠家生產的電纜(價格偏高),其原材料、電氣性能生產工藝都能得到保證,質量也值得信賴 [11] 
參考資料
  • 1.    陳啓興主編;柳紅英,向強,蘇賦,張燕副主編;汪敏,龍紅,張佳芬,鍾耀霞參編,通信原理,國防工業出版社,2017.01,第34頁
  • 2.    李慶和, 孫小文.近年國內射頻同軸電纜技術發展情況簡析[J].電子科學技術,2015(4).
  • 3.    柳匯文.淺談同軸電纜行業發展趨勢[J].理論科學, 2009.
  • 4.    中國知識產權研究會編,各行業專利技術現狀及其發展趨勢報告 2011-2012,知識產權出版社,2012.01,第271頁
  • 5.    王宣政 謝曉燕 趙婧如編著,高等學校計算機網絡工程專業規劃教材 計算機網絡技術導論,西安電子科技大學出版社,2005年08月第1版,第24頁
  • 6.    何亞璠.同軸電纜技術專利綜述[J].科技創新與應用,2018(11):19-20.
  • 7.    趙生智,弓有輝主編,計算機組裝與維護,西北農林科技大學出版社,2009.08,第140頁
  • 8.    程前主編,綜合佈線設計300問,中國電力出版社,2010.07,第41頁
  • 9.    武奇生,李豔波,李光等編著,計算機網絡及工程實踐,西安電子科技大學出版社,2013.10,第43頁
  • 10.    肖建文,陳淑階主編,廣播電視業務研究與實踐 下冊,南海出版公司,2006年8月,第1601頁
  • 11.    孫霞主編;劉金亭等副主編,電信傳輸原理,西安電子科技大學出版社,2017.02,第39頁
展開全部 收起