《光纤毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤毕业论文.doc（34页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、目录前言1第一章 全塑市内通信电缆的分类和结构21.1 全塑市内通信电缆的分类21.2 全塑市内通信电缆的结构21.2.1芯线材料及线径21.2.2全塑电缆的缆芯41.2.3缆芯包带层71.2.4屏蔽护套和外护套7第二章全塑市内通信电缆的电气性能参数102.1 全塑市内通信电缆的一次参数102.2 市内通信电缆的二次参数142.2.1传播常数142.2.2特性阻抗172.3 市话电缆的串音特性192.3.1串音的定义192.3.2串音的度量方法20第三章市话电缆的制造223.1 芯线绝缘工艺223.1.1绝缘单线工序223.1.2对绞工序233.1.3成缆工序243.1.4护套工序24第四章
2、市话电缆的测试264.1 电缆线对故障的种类264.2 线对断混线地气的校灯检验274.3 用直流电桥测试线路故障284.3.1电桥电路的工作原理284.3.2 QJ-45型电桥29结语31参考文献32致谢33 前言通信电缆是指由多根互相绝缘的导线或导体构成缆芯，外部具有密封护套的通信线路。有的在护套外面还装有外护层。有架空、直埋、管道和水底等多种敷设方式。按结构分为对称、同轴和综合电缆；按功能分为野战和永备电缆（地下、海底电缆）。通信电缆传输频带较宽，通信容量较大，受外界干扰小，但不易检修。可传输电话、电报、数据和图像等。根据通信电缆的用途和使用范围,可分为六大系列产品,即市内通信电缆(包括
3、纸绝缘市内话缆、聚烯烃绝缘聚烯烃护套市内话缆)、长途对称电缆(包括纸绝缘高低频长途对称电缆、铜芯泡沫聚乙烯高低频长途对称电缆以及数字传输长途对称电缆)、同轴电缆(包括小同轴电缆、中同轴和微小同轴电缆)、海底电缆(可分对称海底和同轴海底电缆)、光纤电缆(包括传统的电缆型、带状列阵型和骨架型三种)、射频电缆(包括对称射频和同轴射频)。全塑市内通信电缆的全称是“铜芯聚烯烃绝缘铝塑综合护套全塑市内通信电缆”，又简称为市话电缆。所谓“全塑”电缆是指：凡是电缆的芯线绝缘层、缆芯包带层和护套均采用高分子聚合物塑料制成的电缆。全塑市话电缆属于低频对称电缆，这类电缆目前主要用于电信端局到用户设备（电话机等）的用
4、户接入网中，设计的目标是传输3003400Hz的音频语音信号。现在随着Internet的普及，这类线路也用于传输ADSL经过现代调制技术处理（MODEM）的数字信号，传输速率可达6Mbit/s。第一章 全塑市内通信电缆的分类和结构1.1 全塑市内通信电缆的分类全塑市内通信电缆可按敷设和运行条件、电缆缆芯结构、绝缘材料和绝缘结构以及护层类型等几个方面来分类。1. 根据敷设和运行条件可分为：架空电缆、直埋电缆、管道电缆及水底电缆等；2. 根据电缆的绝缘材料和绝缘结构分为：实心聚乙烯电缆、泡沫聚乙烯电缆、泡沫/实心皮聚乙烯绝缘电缆以及聚乙烯垫片绝缘电缆等。3. 根据缆芯内电缆线对空隙的是否填充分为非
5、填充电缆和填充电缆；4. 根据电缆护层的种类可以分为：塑套电缆、钢丝钢带铠装电缆、组合护套电缆等。1.2 全塑市内通信电缆的结构全塑市内通信电缆的最基本元件是铜芯绝缘单线（芯线），两根单线绞合成线对，若干线对捆绞成基本单位（或子单位），若干基本单位（或子单位）绞合成超单位，若干超单位绞合成缆芯，缆芯外挤包铝塑粘结综合护套，有的电缆还要在护套外加上铠装层。全塑市内通信电缆的结构如图1-1所示。图1-1 HYA型全塑市内通信电缆结构1.2.1芯线材料及线径由纯无氧铜制成，为单股铜线，标称线径有：0.32mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm和0.8mm等5种。此外，曾出现过0.63mm，0.7m
6、m和0.9mm的，现已逐渐减少。我国部颁标准中只规定了前述五种标称线径。（1）芯线的绝缘 绝缘材料：高密度聚乙烯、聚丙烯或乙烯一丙烯共聚物等高分子聚合物塑料，称为聚烯烃塑料。一般采用混有色母料着色的高密度聚乙烯绝缘。绝缘形式：全塑电缆的芯线绝缘形式分为实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫/实心皮绝缘，如图1-2 (a)(b)(c)所示，由绝缘层形成原则可知，三种绝缘形式的绝缘效果由好到差的排列顺序依次为(a)(c)(b)。当然，它们均能满足电话通信的需求。（a）实心绝缘（b）泡沫绝缘 （c）泡沫/实心皮绝缘图1-2 全塑电缆芯线绝缘形式（2）芯线的扭绞全塑市内通信电缆线路为双线回路，因此必须构成线对，为了
7、减少线对之间的电磁耦合，提高线对之间的抗干扰能力，便于电缆弯曲和增加电缆结构的稳定性，线对应当进行扭绞。绝缘好了以后的芯线大都采用对绞形式进行扭绞，即由a、b两线构成一个线组。扭绞是将一对线的两根导线均匀地绕着同一轴线旋转。电缆芯线沿轴线旋转一周的纵向长度称为扭绞节距。芯线扭绞常用对绞和星绞两种，如图1-3 所示。现在星绞结构已很少采用。 要求对绞式的扭绞节距(简称扭距)在任意一段3m长的线对上均不超过155mm，相邻线对的扭距均不相等，电缆制造时要适当搭配，使线对间串音最小。线对是传输信号的回路，为了保证导电可靠、绝缘良好、串音最小，扭绞时应使芯线张力不过松或过紧，松紧十致而且平衡，便于成缆
8、。图1-3 芯线扭绞线组内绝缘芯线的颜色分为普通色谱和全色谱两种。普通色谱：标志线对为蓝白，普通线对为红白，这种电缆现在已使用不多。 全色谱：由十种颜色两两组合成25个组合，a线：白，红，黑，黄，紫；b线：蓝，桔，绿，棕，灰。其组合形式如表1-1所示，于是，在一个基本单位U（25对为一个基本单位）中，线对序号与色谱存在一一对应的关系，如第16对芯线颜色为黄蓝，第20对芯线为黄灰等等，给施工时的编线及使用提供了很大方便，这就是工程技术人员常讲的“芯线全色谱”。表1-1全色谱线对编号与色谱线对 编号颜色 线对 编号 颜色 线对 编号 颜色 线对 编号 颜色 线对 编号 颜色 ababababab1
9、2345白 蓝 桔 绿 棕 灰 678910红 蓝 桔 绿 棕 灰 1112131415黑 蓝 桔 绿 棕 灰 1617181920黄 蓝 桔 绿 棕 灰 2122232425紫 蓝 桔 绿 棕 灰 1.2.2全塑电缆的缆芯 同心式缆芯：其结构方式是由线对构成的一系列同心圆，当层数较多时这种成缆方式多有不便，故只用于部分小对数(50对以下)的全塑电缆中。单位式缆芯：这是全塑电缆形成缆芯的主要方式。它主要由基本单位和超单位绞合而成。根据缆芯中芯线线对和单位扎带颜色的不同，单位式缆芯也有普通色谱和全色谱之分。a普通色谱：普通色谱对扭单位式缆芯是由若干个层绞(同心式)的50对或100对为单位绞合而成
10、的(其中，50P、l00P单位可由若干个线对直接绞合而成，也可由5对，8对，9对，12对，13对，25对等小单位绞合而成)其色谱是：每一层的第一个单位为标志单位，其余各单位为普通单位；标志单位中每层的第一个线对为标志线对，其色谱为红白，其余普通线对的色谱为蓝白；普通单位中每层的第一个线对为标志线对，色谱为蓝白，普通线对色谱为红白(正好相反)每个单位外都有白色扎带，以便于区分。b全色谱对绞单位式缆芯：第一：形成缆芯的三种最常见单位,基本单位U：每个U单位内含25对线，其色谱为由白蓝紫灰的25种全色谱组合，如图1-4（a）所示，为了形成圆形结构，充分利用缆内有限的空间，也可将一个U单位分成由12对
11、、13对或更少线对的“子单位”，为了区别不同的单位，每一单位外部都捆有扎带，U单位的“扎带全色谱”是由“白蓝紫棕”的24种组合，所以U单位的扎带循环周期为2524=600对，即从601对开始，U单位的扎带又变成白蓝。图1-4 全塑电缆中的U、S、SD单位超单位1-S超单位：S=U+U=25+25=50对，其排列结构如图1-4 (b)所示，从125对为第一个U单位，从2650为第二个U单位，为了形成圆形结构的缆芯，同一U单位内的芯线又被分成两束线，如112，1325，但这两束线的扎带颜色仍然一致(即均为蓝白)。S单位的扎带颜色为单色，即1600为白色，6011200为红色，12011800为黑色
12、，18012400为黄色，24013000为紫色，尔后又重复白色，所以说S单位扎带颜色的循环周期为6005=3000对。超单位2-SD超单位：SD=U+U+U+U=100对，如图1-4 (c)其中U1-U4对应第一个SD单位即SD1；U5-U8为第2个SD单位即SD2，依此类推，每一规定的U单位的扎带颜色必须符合表1-2的规定。SD单位的扎带颜色和S单位一样，循环周期也为6005=3000对，第二：缆芯的形成原则形成缆芯有以下几个原则：原则一：“圆形原则”。电缆的截面是圆形的，为了有效地利用缆内这一有限的空间，缆芯必须是圆形的，即：当电缆对数大于25对却小于50对时，同一U单位的线对可分成23
13、束线，这些线束的扎带颜色必须相同；同一U单位分出来的相邻线束间，线号必须连续；使用线对时必须用完第一个U单位的线对后才能用第2个U单位的线对。如图1-5（a） 所示为30对电缆缆芯形成示意图，从图中可以看出，从125为第一个U单位，它分成三束线，第一束为18号线对，第二束为916号线对，第三束为1725号线对，其中8与9，16与17为衔接线对，同时这三束线的扎带颜色均为蓝白，第二个U单位中的5对线为第四束，扎带为白桔。图1-5 电缆缆芯的芯线和单位排列原则二：100对以上电缆按以下原则成缆：（1）先内后外：缆芯排列时，先从中心层开始排起，中心层排满以后，接着排第二层、第三层，直到排完为止，因此
14、相邻两层单位的序号是连续的。（2）同一层中单位序号在A端是顺时钟方向排列的，且单位序号按顺时钟方向依次增大，序号彼此衔接。（3）各层排列的起始单位应对齐，如图1-5（b）所示的1200对电缆，由24个S单位构成，分三层，第一、二、三层排列的起始单位分别为S1、S4和S12（图中阴影部分），它们必须对齐；（4）缆芯由两种以上单位形成时，单位序号按“替代等价”的原则来编。如图1-5（b）所示的900对电缆，所以外层是SD3SD9，中心层是S1S4，相当于取代了SD1和SD2。 第三：缆芯中的备用线对备用线对在缆芯中处于“游离”状态，它们没有任何扎带缠绕，一般用“SP”表示，其色谱如表1-2所示；
15、表1-2全色谱单位式市话电缆预备线对序号与色谱 预备线对序号 颜色 a线 b线 SP1SP2SP3SP4SP5SP6白 白 白 白 红 红 红 黑 黄 紫 黑 黄 1.2.3缆芯包带层 为了保证缆芯结构的稳定和改善电气、机械、物理等性能，在全塑电缆的缆芯之外，重迭包复非吸湿性的电介质材料带(如聚乙烯或聚脂薄膜带等)，包复方式可以是重迭绕包或重迭纵包(后者多见)，并采用白色的非吸湿性丝带将包带扎牢。缆芯包带层应具有很好的隔热性和足够的机械强度，以保证缆芯在形成屏蔽层、挤制塑料护套以及使用过程中，不至受到损伤、变形或粘接。1.2.4屏蔽护套和外护套屏蔽层：屏蔽层的主要作用是防止外界电磁场的干扰。全
16、塑电缆的金属屏蔽层介于塑料护套与缆芯包带之间，其结构有纵包和绕包两种，类型有如下几种：a. 裸铝带；b双面涂塑铝带；c铜带（少用)；d钢包不锈钢带；e高强度硬性钢带；f裸铝、裸钢双层金属带；g双面涂塑铝、裸钢双层金属带。其中a、b两种是目前本地网中用得最多的屏蔽类型，其他类型均用于一些特殊场合。护套：全塑市话电缆的护套粘结地包在屏蔽层外面，组成综合护套。材料是高分子聚合物塑料，常用（线性）低密度聚乙烯，这是这种电缆最明显的特点。全塑市话电缆的护套主要有：单、双层护套，综合护套，粘接护套(层)和特殊护套(层)等。现分叙如下：a单层护套：它由低密度聚乙烯树脂加炭黑及其他辅助剂或普通聚氯乙烯塑料融合
17、挤制而成的，主要特点是：加工方便，质轻柔软，容易接续等； 黑色聚乙烯护套：分为PE-HJ和PE-HH两大类，前者用于一般场合，后者用于耐高温等条件苛刻的场合。 聚氯乙烯护套：它是发展较早，应用较广泛的一种护套，具有耐磨、不延燃、耐老化、柔软等特点。一般局内、室内用电缆都采用这种护套，主要看重它的不延燃性。b双层护套：双层护套主要有两种：聚乙烯-聚氯乙烯双层护套和聚乙烯-黑色聚乙烯双层护套，结构如图1-6所示，前者由于聚乙烯和聚氯乙烯各有特点，这样可相互取长补短，从而使护套的使用性能更加完善，后者则能提高电缆的机械强度和防潮效果。图1-6 双层塑料护套结构以上几种护套均由单纯的高分子聚合塑料组成
18、，称为“普通塑料护套”，它的主要缺点是具有一定的“透潮性”，普通塑料护套电缆，尽量不要在潮湿的环境中使用。c铝塑综合护套： 通常电缆铝带屏蔽层与塑料护套组合在一起，称为电缆“铝塑综合护套”。它有两层：先在缆芯包带外纵包一层0.152.0mm厚的铝带，外面再挤上一层黑色聚乙烯(或聚氯乙烯)护套构成。黑色聚乙烯护套和铝屏蔽层紧密粘接，构成了铝塑粘接护套。粘接护套的挤包过程是：采用化学处理和直接粘合的方法，先在屏蔽铝带的两面各粘复一层塑膜(即聚乙烯薄膜，乙烯丙烯酸共聚物或乙烯缩水甘油甲基丙烯酸醋酸乙烯薄膜等)制成双面涂塑铝带，然后在涂塑铝带的外面热挤包一层黑色聚乙烯护套，利用护套挤制过程中的热量及附
19、加热源，将双面涂塑铝带的纵包搭缝处熔合，并使双面涂塑铝带外表面的聚合物薄膜层与黑色聚乙烯外护套融为一体，并形成铝塑粘接护套，其防潮、防电磁干扰和机械强度等方面的性能，都比上述一些塑料护套优良，其中防潮效果提高了50200倍。如图1-7 所示。现在本地通信网中外线电缆（架空和管道）绝大部分都采用这种护套。图1-7 铝-塑粘接护套（层）结构d特殊护层：用于改善电缆护层机械和屏蔽性能的裸钢；铝双层金属聚乙烯护层；双面涂塑钢、铝双层聚乙烯粘接护层；铜包钢带聚乙烯护层；高强度硬性钢带聚乙烯护层；铜带聚乙烯护层。用于防昆虫(如白蚁)叮咬的半硬塑料护套层。用于防冻裂的耐寒塑料护套等。e.外护层:全塑电缆的外
20、护层由内衬层、铠装层和外被层三层构成。（1）内衬层：在内护套外纵包一层阻水纸带，并用纱线扎牢；或者重叠绕包二条阻水纸带（2）铠装层：在内衬层外纵包一层涂塑钢带(厚0.150.20mm)；或者绕包两层防腐钢带，并浇注防腐化合物。对于过河或其他水下敷设的全塑电缆，应根据抗拉强度的要求，在内衬层外绕细圆或粗圆钢丝，并浇注防腐混合物形成铠装层。（3）外被层：为保护铠装层，应在金属铠装层外加一层1.42.4mm厚的黑色聚乙烯或聚氯乙烯外层。电缆外护层的结构见图1-8 。图1-8 带有外护层的铠装电缆第二章全塑市内通信电缆的电气性能参数2.1 全塑市内通信电缆的一次参数 1、回路电阻 构成通信回路的两根导
21、线的电阻之和称为回路电阻，一般用/Km计算。要提醒大家的是这里的“Km”指的是电缆皮长，而不是指芯线长度。 回路电阻R由直流电阻和交流电阻（交流电信号通过回路时所引起的附加电阻）两部分组成，即： = + （/Km） （2-1）设构成通信回路的两芯线的线径均为d(mm)、扭绞系数为、电阻率为（2/m），则由电阻定律R=l/s可计算得公式中的各参数。对于1Km长的电缆，一对对扭芯线的长度为： (m)直流电阻R。= (/Km） （2-2）对于铜导线，20时，=0.017482/m(一般按0.01752/m计算）。扭绞系数的取值见表2-1。 表2-1 电缆芯线扭绞系数电缆直径（mm）303040405
22、0506060707080值1.011.0151.0251.0371.0501.070式2-1是在温度为+20时使用的（因值为0.0175是20时的值），温度为t时，变为： Rt=R201+(t-20) （/Km） (2-3)式中：Rt 温度为t时的直流电阻值 R20温度为+20C时的直流电阻值 导体的电阻温度系数，铜的值为0.004t计算时的实际温度 交流电阻的计算式，因各种电缆的工作频段不同而不同。 2、回路电感（L）载流导体所产生的磁通可分为导体的内部磁通和外部磁通两部分，而电感L等于单位电流I产生的磁链N数，即L=N/I，因此，回路电感也相应分为内电感和外电感。内电感等于导线内部的磁链
23、与流经导线内电流的比值；而外电感则等于导线外部的磁链与导线内电流的比值。所以，对于双线回路来说，回路的电感就包括三部分：导体a的电感La、导体b的电感Lb以及a、b间的电感Lab：L=L内+L外=La+Lb+Lab （2-4）根据推导，对称型回路中导体a与导体b的内电感相等，均为： L=L=.10（H/Km）式中：芯线材料的相对导磁系数 随变化的贝塞尔函数（为涡流系数，为导线半径（mm）。而导体a、b间的电感为： =4ln10（H/Km）式中：导线直径（） 回路两根导线中心间的距离（） 因而，对称回路的总电感为： =4ln+10（H/Km）对于铜导线，=1，故有： （H/Km） （2-5）在音
24、频范围内，因1，因此音频电缆的回路电感可按下式计算： （H/Km） （2-6） 由上式（2-6）可见，括号内第一项为外电感，它仅决定于导线直径和线间距离，而与传输频率无关；第二项为内电感，它决定于导线本身的特性及传输的频率，在音频范围内近似为1。3、回路电容（C）电缆内的各芯线间，由于用绝缘介质隔开，因此可以理解为许许多多的电容器均匀分布在导线回路中。由于电缆芯线间的距离比明线小得多，而且又有绝缘介质，因此电缆回路的电容比明线要大得多。另外，由于一条电缆中有许多芯线密集地排列在一起，并且缆芯外还有金属护套（或屏蔽层）等，任何相邻芯线间及芯线与金属护套（或屏蔽层）间都会有电容存在，情况比较复杂。
25、为了分析方便，一般将电缆回路的电容分为工作电容和部分电容两类。 工作电容是指被研究回路（线对）两芯线间存在的等效电容，它是决定电缆传输质量的主要参数之一，也就是一般测试仪器测出来的电容。部分电容是指电缆各芯线间或芯线与金属护套（或屏蔽层）间孤立存在时的电容，是工作电容的组成部分。音频电缆回路的工作电容可按下式计算： C市=（F/Km） （2-7）式中：、d意义及单位同前述； 绝缘介质的相对介电常数； 芯线距离金属护套（或屏蔽层）远近的校正系数，在距离相当大时该值等于1。 此外，音频电缆回路的工作电容还可按下面的经验公式进行计算： C市=（F/Km） （2-8）式中：、d意义及单位同前述 ； D
26、线组外径由线组芯线扭绞形式不同而决定的校正系数，对扭时=0.94。4、绝缘电导（G） 绝缘电导G是与工作电容C并联存在在芯线间的一个参数。电缆芯线上虽然包有绝缘物，但是任何绝缘介质都不可能绝对不导电，因此回路上实际总会存在着一定的绝缘电导。电缆回路的绝缘电导是由直流电导和交流电导组成的，用下式表示 （S/Km） (2-9)直流电导是由介质的绝缘特性不完善对直流电造成漏泄途径而引起的，不同的电缆，其值亦不相同。而交流电导则是由于在交流通信情况下绝缘介质的极化而引起的。当交流电通过电缆回路时，在绝缘介质中产生了变化着的电磁场，在这种磁场的作用下，介质就被极化，造成能量的损耗，相当于对交流电产生了一
27、个电导。 不论是音频还是高频对称电缆，其绝缘电导的计算式均为： （S/Km）式中：Rjue传输直流对回路的绝缘电阻，即绝缘介质的直流电阻，单位Km传输电流的角频率，=2ff传输电流的频率：HzC回路的工作电容：F/Km tg介质损耗角的正切。 由上式可知。由于Rjue一般很大，大约在107Km以上，所以很小，它与相比可以忽略不计，特别是在高频时，随着的增大，因而。所以： G市Ctg （S/Km） （2-10）该式表明，G与传输电流频率f、电缆回路的工作电容和绝缘介质的介质损耗角正切成正比。 绝缘电导不仅损耗传输信号的能量，而且还会引起回路间的串音，因此要尽量减少G，选用tg值小的绝缘材料（如聚
28、乙烯等）并采用空气所占空间比较大的组合绝缘结构是一个有效的方法。5、电阻、电容不平衡电阻、电容不平衡虽然不是双线传输线的一次参数，但由于市话电缆本身的结构特点，电阻电容不平衡是决定线对抗干扰能力的两个很重要的参数指标。通信电缆在外界电磁场作用下，金属屏蔽体上产生了电流，如果同一线对的两根导线的电阻不平衡，或者它们对屏蔽体之间的电容不平衡，则在达到一定程度的时候，会使人感到杂音，即串音。电阻不平衡问题不难从拉丝工艺对电阻差的控制得到解决。至于对地电容不平衡问题，则因为线对本身是绞制体，其两根导线对屏蔽体的空间位置是发生变化的，所以也很难导致失衡现象发生。所以，IEC和许多国家市话电缆标准里没有对
29、这两项做出规定，但美国和我国YD/322-1996的通信行业标准则具有这方面的内容。在音频范围内线对之间的相互干扰，由于周围线对的屏蔽作用主要来自电耦合，这就反映为线对间电容不平衡的问题。6、一次参数与频率的关系曲线 将前面的一次参数R、L、C、G的各种不同表现形式归纳起来，就可作出他们的频率关系曲线，如图2-1所示。这些曲线定性地描述了各参数随频率变化的趋势。 图2-1 回路一次参数的频率特性2.2 市内通信电缆的二次参数 通信电缆的二次参数包括传播常数、特性阻抗两个。因为这些参数都是一次参数的函数，所以称为二次参数。 电缆的二次参数在线路工程的设计和维护中，被用来衡量通信线路的质量，研究它
30、们将作为改善线路结构和传输质量的必要基础。2.2.1传播常数 对于双线回路而言，前述的R、L、C、G可以这样来认识：电阻和电感是串联在回路中的，其总效应可用单位长度的阻抗来表示，即： =R+jL（Km） 而其电容和电导是并联在回路中的，其总效应可用单位长度的导纳来表示，即： =G+jC （S/Km）由于电缆回路上存在着一次参数，电磁能沿回路传输时，其能量就要逐步衰减，电压和电流的幅值就逐步减小，相位也响应变化。 （1）传播常数的定义及物理意义我们将电磁波沿着无反射的均匀回路传播1公里时，其电压和电流振幅的衰减和相位变化的数值，称为该回路的传播常数，用来表示，计算公式如下： = = （2-11）
31、 由式2-11可知，传播常数是一个复数，其实部称为衰减常数，表示每公里长回路对传播的电压（或电流）引起的衰减值，单位为dBKm；其虚部为相移常数，表示每公里长回路对传播的电压（或电流）引起的相位变化数值，单位为RadKm（弧度/ Km）。 （2）传播常数与频率的关系 上述2-11式是计算的完全公式，因其含有复数，计算和使用比较复杂，在不同频段范围内，和的简化计算法及其频率特性如下： 直流时：f=0=（dBKm） （RadKm） 低音频时：f800Hz此时有：RL，GL，GC，故L可以忽略不计，所以： = = , 中频时：800HZf30KHZ此时公式中的每一项都不能忽略，而应采用定义式来计算：
32、 = ， 高频时：f30KHz 高频时：，所以：则 = =，上述特性阻抗与频率的关系，可用曲线表示，如图2-2所示，从曲线上可以看出：当频率由0变化时，特性阻抗的幅值由减小到；相角总是负值。最小为-45，最后接近于0。图2-2 通信电缆特性阻抗与频率的关系曲线在一般的电缆回路中，特性阻抗的相角总是负值，其绝对值不超过45，这说明一般电缆回路显容性；而在直流和高频时，相角趋向于0，表明此时线路呈纯阻性。 2.3 市话电缆的串音特性2.3.1串音的定义在市内通信电缆内实现通信的载体是对称双线回路，这种形式的回路具有开放的电磁场，所有工作线对产生的电磁场都要互相影响，互相干扰，因此，各线对终端除了收
33、到本对电信号之外还会收到其他线对尤其是邻近线对的电信号，这就是电缆线对间的串音现象，如图2-3 所示。主串和被串是相对于干扰源而言的，即以图2-3 中所画的电路而论，倘若线对1上用户间对话，让正在通过线对2通话的用户听到，那么，线对1就成为主串线对（回路），而线对2则成为被串线对（回路）。被串回路中靠近主串回路发话端的那一端叫作近端；远离主串回路发话端的那一端叫作远端；在近端听到的串音就叫作近端串音（Near End Cross Talk，NEXT）；在远端听到的串音就叫作远端串音（Far End Cross Talk, FEXT）。串音干扰了主信号，在模拟通信中引起串话；在数字传输系统中使误
34、码率增加，限制了再生中继段的距离。串音在数字通信中的影响尤甚。图2-3 关于主串线对、被串线对、近端和远端串音的定义2.3.2串音的度量方法回路间的串音的严重程度通常用串音衰减或串音防卫度来描述。（1）近端串音衰减A0若用P10s表示主串回路发话端的信号功率，P20c表示被串回路近端测的的串音功率，NEXT表示近端串音衰减，则NEXT被定义为 （2-14）含义则是：若以主串回路发话端的信号功率为基准，则被串回路近端串音功率比它低多少；并将这个数字用分贝（dB）形式表达出来。显然，NEXT数值越大，则意味着近端串音越小。值得说明的是，NEXT不随电缆长度而变化（原因请读者思考）。（2）远端串音防
35、卫度（或称等电位远端串音衰减ELFEXT）由于被串回路远端的有用信号、来自串音回路发送端的远端串音都随线路长度而变化，为了统一衡量远端串音的程度，常用被串线对远端的有用信号作为基准功率电平来衡量远端串音功率比它小多少，则称为远端串音防卫度，或称等电位远端串音衰减ELFEXT。若用ELFEXT代表远端串音防卫度，P2ls代表被串回路远端收到的信号功率电平，P2lc代表被串回路收到的串音功率电平，则ELFEXT被定义为 （dB） （2-15）（3）串音功率和在多线对电缆中，不仅需要考量线对与线对之间的串音指标，为了衡量某个线对收到全体线对特别是基本单位内全体线对串音干扰的总影响，需要考量一个线对所
36、受串音的功率和。其定义式如式（2-16）所示。 （dB） （2-16）式中:IPS 线对j的功率和，dB/km；m 要统计的线对串扰到线对j的线对组合数；EFij 线对i和线对j间的近端串音衰减或远端串音防卫度，dB/km。第三章市话电缆的制造全塑市话通信电缆的制造技术现在十分成熟，其生产工序分为：铜杆拉丝、铜丝韧炼、绝缘挤塑、对绞、单位成缆、总成缆、护套等几个工序，如图3-1所示。图3-1 市话电缆的生产工序3.1 芯线绝缘工艺3.1.1绝缘单线工序上述工序可以一步一步单独完成，每道工序下来进行中间检验。在上述工序中，铜导线的绝缘是关键工序，其生产质量严重关系到最终产品的质量。但国外引进的先
37、进的生产线将拉丝、韧炼和绝缘包覆三道工序一道完成，这种生产线叫串联线。国外著名的串联绝缘生产线有瑞士的MAILLEFER、奥地利的ROSENDELL、日本的神户制钢所等公司。世界上最先进的串联线能生产-皮泡沫-皮绝缘的单线。现在国内的数家企业也能制造出国产的实心皮绝缘串联生产线，完全能满足市话电缆的生产需要。电缆绝缘串联生产线的照片如图3-2所示。图3-2 芯线绝缘串联生产线在串联线上，铜丝的韧炼是铜丝通过加有直流电压的两个导轮来使铜丝自热完成的，直流电压随生产线速度自动跟随，也可手动调整，韧炼倉内水蒸汽保护防止铜丝氧化。芯线绝缘串联生产线上装有绝缘直径和水电容（铜导体与绝缘层外面的水构成的电
38、容）在线测量装置，通过绝缘外径和水电容的监测和自动反馈控制螺杆挤出机的速度，能保证最终芯线的绝缘外径和铜丝直径的均匀稳定。微调生产线的张力和韧炼电压可保证最终下来的单线的铜丝直径和铜丝延伸率，以生产0.40mm直径的单线为例，拉丝机的出线模直径应选为0.405mm，挤出机铜线导向摸（模芯）孔直径0.43mm，挤塑模套孔直径0.83mm。由于生产线上铜丝的拉力延伸，最终能得到0.400mm/0.71mmd导体/绝缘直径的单线。挤出模芯和模套的结构示意图如图3-3所示。串联线是全自动生产线，有几个PLC控制，设备和工艺参数由触摸屏显示。生产线生产速度最高能达2400米/分，收线机能自动换盘，实现连
39、续生产。图3-3 绝缘芯线挤出模芯模套示意图生产线上下来的绝缘芯线的中检项目控制值如下(以标称0.4mm线径电缆生产为例)：l 导体断裂伸长率：22%2%l 导体直径：0.4040.002mml 绝缘外径：0.7100.01mml 导体直流电阻：140l 颜色：鲜明3.1.2对绞工序对绞工序绝大部分电缆厂都采用国产对绞机。对绞机要求具有主动放线，张力自动控制，绞对节距选择范围宽，节距偏差小等要求。一种对绞机的照片如图3-4所示。图3-4 线对对绞机绞对工序的关键是25对绞线节距的选择。绞对就是要实现这25中节距，偏差要尽量的的小，这要才能达到节距设计的要求，以有效地降低串音。在绞对工序中，电阻
40、不平衡也是一个要控制的指标，也会影响成品电缆电缆的串音指标。对绞对工序的控制指标是：l 线对节距偏差：2.5%l 电阻不平衡（电阻差/最小电阻）：0.8%l 线对间耐压：2KV一分钟3.1.3成缆工序成缆工序将若干对绞线对绞合成基本单位（U）或超单位（50对超单位SD或100对超单位S），并用双色和单色扎带捆扎。如果是小对数电缆的成缆，就可在单位成缆机上一次完成成缆、扎带和包聚酯带；如果是超过100对电缆的成缆，在完成单位成缆后，还要在二次成缆机上再次绞合成缆。在成缆工序中，主要是控制好每个盘的放线张力一致，防止线对互相挤压、串位，破坏绞对节距的搭配和线对间的对称性。绞缆节距不能过小，也不能过
41、大，要保证电缆的圆整度，同时要做好2500盘绞机的过线模板的穿线排列工作，确保缆芯内外层分布均匀。在成缆绕包时，还有一个重要的参数是电缆缆芯外径的控制，即缆芯松紧度，它对最终线对间的工作电容有一定的影响，也对电缆的衰减有一定的影响。3.1.4护套工序一般电缆缆芯做出来后，各个电气性能参数就基本确定，护套工序主要是要控制好护套厚度及铝带粘结搭接质量，同时要主意选择好定径模和挤出模模芯模套的尺寸及严格控制护套挤出温度。电缆护套生产线照片如图3-5所示。图3-5 电缆护套生产线照片配模是否合理，直接影响挤塑的质量和产量，故铝带纵包模具和护套挤出配模是重要操作技能之一。由于塑料熔体离模后的变化，使得挤出线径并不等于模套的孔径，一方面由于牵引、冷却使制品挤包层截面收缩，外径减少；另一方面又由于离模后压力降至零，塑料弹性回复而胀大，离模后塑料层的形状尺寸的变化与物料性质、挤出温度及模具尺寸和挤出压力有关。模具的具体尺寸是由制品的规格和挤塑工艺参数决定的，选配好适当的模具，是生产高质量、低消耗产品的关键。第四章 市话电缆的测试按照YD/T322-1996通信行业标准，市话电缆的测试项目很多，分为电气性能的测试、机械性能的测试和环境性能的测试。本节只介绍电气性能的测试。而在电气性能中，一些传输性能参数如电阻电容不平衡、衰减、
