當今，信息高速公路的建設已成為風(fēng)靡全球的產(chǎn)業(yè)。而網(wǎng)絡(luò )作為信息的載體，近年來(lái)在我國的發(fā)展也非常迅猛。光線(xiàn)以其傳播速度快、信息容量大成為廣域網(wǎng)（WAN）傳輸介質(zhì)的。 但是，局域網(wǎng)（LAN）的大樓通信綜合布線(xiàn)系統中，由于光纜敷設費用太高，且接頭費用和終端光一電轉換費用昂貴，因此其造價(jià)非常昂貴。為此，須尋求一種價(jià)廉物美的數據通信電纜來(lái)?yè)魏?100m的傳輸任務(wù)。這樣，5類(lèi)纜／超5類(lèi)纜應運而生。
所謂5類(lèi)電纜（Category 5 Cable）是指高速數據傳輸用（頻率為 100MHz）無(wú)屏蔽對絞電纜的一種俗稱(chēng)。
目前5類(lèi)UTP電線(xiàn)主要用于大樓通信綜合布線(xiàn)系統的工作區通信引出端到辦公區域通信接線(xiàn)盒的水平布線(xiàn)。所謂水平的含義是指上述布線(xiàn)方式主要是沿著(zhù)地板或天花板的水平走向，安裝在管道、線(xiàn)槽中及地板與天花板的夾層中。根據EIA／TIA－568—A規定，水平布線(xiàn)一般是4對100ΩUTP電纜。據統計，每年需求增長(cháng)速度超過(guò)50％，估計到2000年5類(lèi)統的年需求量可達70萬(wàn)km以上。
2電纜結構及原材料
2.1結構設計 5類(lèi)電纜除了UTP（無(wú)屏蔽對統統）外，還包括屏蔽型電纜FTP、STP、SUTP、SSTP，其主要區別是有不同的屏蔽結構。
由于100MHz 5類(lèi)統主要傳輸參數有衰減、近端串音、結構回波損耗。所以在設計中應首先考慮這幾個(gè)參數。衰減是決定局域網(wǎng)設計和信號在電纜中傳輸距離的主要因素。而導體和絕緣的類(lèi)型以及幾何尺寸是影響數據對稱(chēng)電纜衰減的主要因素。
在設計中有以下幾個(gè)方法可降低衰減。
a）增加絕緣厚度；
b）采用物理發(fā)泡絕緣降低介質(zhì)損耗；
c）增加導體截面積 但是增加絕緣厚度帶來(lái)的負面效應是使電纜阻抗變大；
b）方案可通過(guò)提高擠塑穩定性，保證電纜高頻衰減在長(cháng)時(shí)間內不會(huì )劣化； c方案導體直徑從0.50mm增加到0.511mm。 近端串音是線(xiàn)路傳輸質(zhì)量的一項重要指標。它是由電磁場(chǎng)在相鄰線(xiàn)對產(chǎn)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(xiàn)對的節距比有關(guān)。理論上，采用小節距即可從根本上改善串育，目前國際上通用的幾種節距為16－18－22－24，17－20－25－30，1012－14-16。
在設計節距時(shí)應把所有節距有公倍數這一因素考慮進(jìn)去。 結構回波損耗是指沿線(xiàn)路發(fā)射的信號遇到阻抗不均勻（由結構不均勻引起）時(shí)被反射回來(lái)后，重新“進(jìn)入”正常發(fā)射信號行列，從而干擾線(xiàn)路的正常信號，引起誤碼。
所以在設計生產(chǎn)中應遵循以下幾點(diǎn)：
a）導體外徑公差應嚴格控制在±3μm之內。采用x-y雙軸激光外徑控制顯示器隨時(shí)監控外徑，以保證阻抗均勻性。
b）在對統及成纜的過(guò)程中，線(xiàn)對節距的一致性及導體線(xiàn)對收放線(xiàn)張力的均勻性應嚴格控制。
2.2材料選擇 導體材料：退火銅線(xiàn) 24AWG（0.511mm）絕緣材料：高密度聚乙烯 護套材料：低煙低鹵阻燃PVC
3電纜的制造
3.1絕緣單線(xiàn)的擠制 由于高速數據傳輸電纜傳輸100MHz以上的高頻，對電纜結構尺寸的穩定性和均勻性要求嚴格，因此電纜生產(chǎn)過(guò)程中的每一道工序都可能把自身的問(wèn)題帶到成品中去，而制造過(guò)程中的道工序—— 絕緣單線(xiàn)的擠制是整個(gè)生產(chǎn)的中心環(huán)節。 良好的控制單線(xiàn)制作過(guò)程是生產(chǎn)高性能電纜的基礎。線(xiàn)芯絕緣不偏心是阻抗保持穩定的前提，而且在軸向要求達到均勻一致的加工精度。
在生產(chǎn)中本公司采用引進(jìn)的拉絲--退火--預熱--絕緣高速串列生產(chǎn)線(xiàn)技制單線(xiàn)。
1）生產(chǎn)線(xiàn)速度為800m／min，具有x-y雙輪全自動(dòng)外徑閉環(huán)反饋控制系統，實(shí)時(shí)監控外徑的偏差，同軸電容閉環(huán)控制系統同步檢測電容，精密的張力自動(dòng)控制系統保證了導線(xiàn)外徑的均勻性，同心度控制在95％以上，銅線(xiàn)外徑偏差±3μm以?xún)?，電容波?dòng)在1pF／m。
2）色母粒應少加，絕緣線(xiàn)的顏色盡量做淡。因為一種顏色對介質(zhì)來(lái)說(shuō)都是雜質(zhì)，顏色越深則衰減越大。
3）導體的伸長(cháng)率是導體質(zhì)量的另一個(gè)重要指標。導線(xiàn)稍硬或者說(shuō)彈性模量較大可使導線(xiàn)在后續加工過(guò)程中不易變形，有利于阻抗均勻性。另外，導線(xiàn)伸長(cháng)率控制范圍小，則可避免兩根軟硬不均的芯線(xiàn)對統所產(chǎn)生的不均勻性，從而減小結構回波損耗。在實(shí)際生產(chǎn)中，導線(xiàn)伸長(cháng)率控制在15％～ 22％，盡量做到每道工序后伸長(cháng)率基本保持不變。
3.2絞制工序
絞制包括對統和成纜兩個(gè)過(guò)程，目前國際流行的群絞機把這兩步并在一步完成。這種群統機的優(yōu)點(diǎn)是：將對統和成線(xiàn)兩工序合二為一，省去對絞后的收繞和成纜時(shí)的放出，減少導線(xiàn)的反復彎曲從而有利于電纜的電氣性能的穩定。省人工、占地小。這種群續機的缺點(diǎn)是放線(xiàn)不易退扭，線(xiàn)對受力均勻性不及單獨工序，而且投資大。
本公司在利用原有設備及部分設備改制的基礎上，采用對統和成線(xiàn)兩步的方式。
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，與普通2類(lèi)、3類(lèi)線(xiàn)相比，5類(lèi)纜對統節距要小得多，節距可以是10mm。但并不是節距越小越好，因為節距小會(huì )引起生產(chǎn)速度慢、材料用量增加、銅線(xiàn)的直流電阻增大、電纜衰減增加。實(shí)踐證明節距為10—12－14－16并不是的，而在12～22范圍之內選擇適當的四個(gè)節距，才能獲得較佳的衰減及近端串音。
b）對續設備
要求對績(jì)時(shí)速度快而均勻。通常生產(chǎn)通信電纜的國產(chǎn)高速對絞機，經(jīng)過(guò)改制，使節距在10～50mm范圍內，能滿(mǎn)足生產(chǎn)5類(lèi)纜的要求。
放線(xiàn)裝置采用主動(dòng)放線(xiàn)，兩單線(xiàn)進(jìn)入對統機之前，一定要有同步皮帶上下壓住，使進(jìn)入對續機的兩根線(xiàn)張力均勻。張力過(guò)大會(huì )拉細銅線(xiàn)，過(guò)小則芯線(xiàn)松馳、跳動(dòng)。節距形成后再加一個(gè)定型裝置，
使線(xiàn)對呈完好的螺旋型。同時(shí)機器配置靈敏的張力反饋系統。
對對統的質(zhì)量要求是，當線(xiàn)對被退扭后，兩根絕緣導線(xiàn)的長(cháng)度應相等。
2）成統
在實(shí)際生產(chǎn)中，為充分利用現有設備，降低生產(chǎn)成本，在原有的成纜設備上進(jìn)行技術(shù)改造。技術(shù)改造主要內容有：放線(xiàn)架采用主動(dòng)放線(xiàn)；四對線(xiàn)進(jìn)入成纜機之前一定要有同步皮帶上下壓住，使四對線(xiàn)受力均勻；導輪盡量大，使對統節距保持穩定，并有張力反饋。成纜節距控制在180mm以下，成纜節距小，有利于統芯結構穩定。
對成纜的質(zhì)量要求是，纜芯結構穩定、緊湊，節距不易松散，對阻抗不均勻性影響。
3.3護套
UTP 4對5類(lèi)纜護套厚度0.50mm，電纜外徑小于5.8mm，中間放一撕裂繩。外護套表面圓整、光滑，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(dòng)，也不能擠壓線(xiàn)芯，以防電氣性能易受環(huán)境變化的影響。
本廠(chǎng)擠護套在常規的φ45單螺桿擠出機上進(jìn)行，但增加了主動(dòng)放線(xiàn)、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(shí)易打扭，使纜芯出現“退扭”及“加扭”。當出現這種情況時(shí)，電纜的阻抗將產(chǎn)生變化并引起“結構回波損耗”問(wèn)題，同時(shí)使90m段長(cháng)內的電纜串育性能降低。我們自制一臺簡(jiǎn)易交叉卷繞成圖機，成圈后線(xiàn)纜呈＃型排列，放線(xiàn)時(shí)采用國際流行的匣式無(wú)扭自由放線(xiàn)，不會(huì )扭曲。
標準包裝為304.8m（或1000英尺），小包裝100m或91.44m（300英尺）。采用特制紙箱進(jìn)行包裝。
4測試結果
4.1測試標準
依據什么標準來(lái)衡量5類(lèi)電纜的結構尺寸與性能是非常關(guān)鍵的。目前，國際上有關(guān)5類(lèi)電纜的標準有以下幾個(gè)可供參考：
1）IEC1156、－1（1994）及 IEC1156.2～4（1995）的LAN通信電纜系統標準；
2）ISO／IEC，11801（1995）標準；
3）美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )1991年1月頒布的 EIA／TIA－568標準，以及隨后修改并作為替代前者及TSB－36、TSB－40和TSB－58的EIA／TIA－586－A標準；
4）美國NEMA及UL分別于1994年頒布的相應標準。
我國5類(lèi)電纜的標準有以下兩個(gè)：
1）YD／T 926.1～2—1997大樓通信綜合布線(xiàn)系統標準；
2）YD／T 838.1～4—1996數學(xué)通信用對絞／對稱(chēng)電纜標準。
本公司以上述兩個(gè)標準為企業(yè)標準。
4.2測試設備及結果
測試設備采用美國DCM CMS－2XLD網(wǎng)絡(luò )分析測試儀。本公司按上述規范設計，批量生產(chǎn)的電纜用成圈后裝箱（長(cháng)度為304.8m）的5類(lèi)線(xiàn)纜進(jìn)行測試，測試頻率1～350MHz。
5結束語(yǔ)
高頻數字式對稱(chēng)電纜的電氣性能與線(xiàn)對的幾何尺寸和穩定性有緊密關(guān)系，在生產(chǎn)中應重視每一細小環(huán)節對幾何尺寸的影響。要使電纜能工作在更高頻率下，如 350～622MHz，則線(xiàn)對必須單個(gè)包覆與屏蔽。
國外已開(kāi)發(fā)出622Mb／S的超7類(lèi)纜，除采用單個(gè)線(xiàn)對單獨屏蔽外，還把單個(gè)線(xiàn)對固定在網(wǎng)狀骨架槽中，結構非常穩定。如美國Prestolite wire（普利多導線(xiàn)公司）生產(chǎn)的NET*nk GXTM 550MHz
7類(lèi)光屏蔽UTP 4對電纜使用的就是網(wǎng)狀骨架結構，其近端串音和結構回波損耗在高頻時(shí)的性能相當好。
國內現有的設備尚無(wú)力生產(chǎn)這種結構的超5類(lèi)統，但從大容量信息對信道帶寬要求的發(fā)展趨勢來(lái)看，超高頻（350MHz以上）數字對稱(chēng)電纜必定取代現有的高頻（100MHz）的數字對稱(chēng)電纜。
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