第二章电缆工程

第2章电缆工程1第2章电缆工程2.1传输媒体现在的传输媒体分为两大类，即有线线路与无线线路。前者主要包括双绞线、同轴电缆、光缆等，后者主要包括利用红外线、微波、短波、超短波以及卫星等无线媒体。红外线用于近距离、小范围通信系统，微波主要用于地面微波接力系统中。表2.1频段名称与频段范围。表2.1频段名称与频段范围名称频率范围波长范围/m甚低频VLF超长波10~30kHz30000~10000低频LF长波30~300kHz10000~1000中频MF中波300~3000kHz1000~100高频HF短波3~30kHz100~10甚高频VHF米波超短波30~300kHz10~1超高频UHF分米波微波300~3000kHz1~0.1特高频SHF厘米波3~30GHz0.1~0.01极高频EHF毫米波30GHz以上0.01以下2.1.1电缆、光缆根据有线传输物理介质和方式的不同类型，当前主要分为三种类型：双绞线、同轴电缆、光缆。1.双绞线（Twist-Pair）电缆双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。双绞线一般由两根22-26号绝缘铜导线相互缠绕而成，一般扭线的越密其抗干扰能力就越强，与其他传输介质相比，双绞线在传输距离，信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。电信网络中从电信终端设备到普通用户采用的双绞线，如普通的电话线。用户电话线双绞线规格的通用衡量单位是“美国线规格”（AWG:AmericanWireGange），我国原邮电部部颁标准的线规也罗列在表中，表2.2给出了不同线规格所对应的线直径和直流电阻。表2.2双绞线线规AWG（美国线规）直径/mm直流电阻/Ω/km190.9155220.63109240.5173260.4276280.32428第2章电缆工程2邮电部部颁标准0.836.60.665.80.595.00.4148.00.32236.0模拟电话网已经发展100多年，随固定电话的普及，电话双绞线以其低成本、高可靠性成为用户使用最广泛的传输介质，在电话线上开发的数据传输设备也蕴育而生（具体可参考DSL技术）。电话在采用双绞线后，整个馈电、话音传输构成了回路。因此我们称之为用户环路，在此我们分析一下用户环路的构成。图2.1为用户环路的典型结构。根据图2.1的结构，美国的统计资料为中心局的主配线架可提供2万到16万线的服务，主配线架到用户之间的距离，90%在2.2万英尺（约6.7公里）之内，主配线架的引出线叫馈线；交接箱引向用户的线称为配线；分线盒引向用户的线称为引入线。馈线和配线通常以25对、50对、100对等双绞线构成的线束。交接箱安装有杆式、落地式、墙式、交接间式等几种形式：架空（杆式）交接箱安装：安装位置应尽量避免闹市区及市容要求较高的地点，同时不宜安装在路拐角处。安装安装方式上应采用H型杆加装平台方式，交接箱电缆引出管应视实际情况，分别采用上部引出和下部引出。*注意：箱内各成端电缆屏蔽层引出线应连接在屏蔽线连接板上，该板与箱体绝缘，经过绝缘护套的地气线和地气棒联接，接地电阻≤10Ω，箱体金属部分及平台联接至另外一地气棒。落地式交接箱的安装：避免交通繁忙的地段及易受到外力、撞击、坠落和严重化学腐蚀及地势低洼易积水的场所。箱门应向人行道一侧，电缆引上管应比混凝土基座高出20～60毫米。管口倒钝以免伤及电缆。混凝土底座高于地面300～400mm。墙式交接箱安装：（1）室内交接箱安装：一般采用下出电缆管形式，箱底离地面高度为1000～1200mm，箱体离墙角≥600mm。（2）室外交接箱安装：一般采用上出电缆管形式，箱底离地面高度为1200～1300mm，箱体离墙角≥600mm。电话双绞线在电缆中分为对绞式（一对线）和星绞式（两对线），在任意3米长的线对上，扭距小于2米。在一对线的双绞线配线中通常根据双绞线的颜色进行排序，主色（a线）为白、红、黑、黄、紫；辅色（b线）为兰、橙、绿、棕、灰。在25对双绞线中有一对线为由主色构成，一般视作备用线。例如白兰的一对双绞线为第1对双绞线，白橙为第2对双绞线…，黑兰为第11对双绞线…，紫灰为第25对双绞线。如果出现白红的线对，则该线对为电缆束的备用中心局设备主配线架交接箱分线盒NID（网络接口）用户图2.1用户环路结构图馈线配线引入线第2章电缆工程3线，备用线的线序为白红、白黑、白黄、白紫、红黑、红黄、红紫、黑黄、黑紫、黄紫。二对线的双绞线为红（a线）、黄（白）（b线）、蓝（c线）、绿（d线），一般用于HDSL等需要两对线传输的数据电缆，由于该二对双绞线用户工程电缆中用的较少。因此在这里只对电话线电缆（一对双绞线）作介绍。市内通信电缆现在多采用全塑电缆，全塑电缆分为的缆芯、端别、屏蔽层、护套和外护层。如图2.2缆芯：芯线扭绞成对（或组），再将若干对（或组）按一定规律绞合成缆芯，芯线的总绞合方式可分为基本单位（25对）、子单位（12对或13对）、50对超单位（2个基本单位）、100对超单位（4个基本单位）端别：全塑全色谱的市内通信电缆规定了A、B端。面向电缆端面按扎带色谱（扎带色谱与线芯色谱一致，如第一个25对线芯的基本单位扎带为白－兰）由小到大顺时针方向依次排列的为A端，另一端为B端。包带或包带屏蔽层：包带的作用主要是固定芯线，以保证在加屏蔽层和挤压塑料护套后以及在使用过程中，不会遭到损伤、变形或粘接；屏蔽层的主要作用是减少外界电磁场的干扰，它紧贴护套的最内层，金属屏蔽层有绕包和纵包两种结构，并在屏蔽层纵向放置一根0.3～0.5mm软铜线，作为屏蔽成接地的连接线。屏蔽材料主要有：裸铝带、双面涂塑铝带、铜带、铜包不锈钢带、高强度改性铜带、裸铝及裸钢双层金属带、双面涂塑铝及钢双层金属带。护套：护套包在屏蔽层的外面，其材料主要采用高分子聚合物塑料。护套的种类有：单层、双层、综合、粘接和特殊护套。单层护套分为PE-HJ适合于一般场合；PE-HH适合于耐火环境和对外力开裂要求苛刻的场合。双层护套有聚乙烯－聚氯乙稀和聚乙烯－黑色聚乙烯双层护套；双层护套主要提高电缆的机械强度和防潮效果，由于单层和双层护套均匀高分子聚合塑料构成，又称为普通塑料护套。普通塑料护套的缺点是具有一定的透潮性，原因是高分子聚合物的分子比水分子大，当环境潮湿度较大时，透潮将影响芯线绝缘电阻下降，严重影响通信质量。综合护套：把电缆金属屏蔽层与塑料护套组合在一起，如铝－聚乙烯护套、聚乙烯－铝－聚氯乙稀（聚乙烯）护套，综合护套的特点是机械强度高，芯线对屏蔽层的耐压强度高，防潮效果好。粘接护套：将黑色聚乙烯护套和铝屏蔽层紧密地粘接构成的护套，它提高了普通塑料护套的强度和防潮效果，用途广泛。特殊护套：用于改善机械强度和屏蔽性能的裸钢、铝双层、双面涂塑钢、铜包钢带、高强度改性铜带等；用于防昆虫（如白蚁、蜂等）叮咬的半硬塑护套；用于防冻裂的耐寒塑料护套等。为了防潮、防水，市内通信电缆利用亲水或憎水地绝缘介质材料填充在缆芯内绝缘芯线之间和缆芯与包带之间地空隙，防止水沿径向（垂直于电缆中心线）进入缆芯和沿电缆纵向流动。填充型全塑市内通信电缆有：石油膏填充型、粉末填充型、纤维素微囊填充型全塑市内通信电缆。填充型全塑电缆有一个缺陷，在线芯测试和接续时，必须先把填充物抖掉或洗净，才能进行测试和接续。全塑市内通信电缆的型号规则见表2.3。缆芯外护套内护套包带或包带屏蔽图2.2双层塑料护套结构第2章电缆工程4表2.3全塑电缆型号类别、用途导体绝缘层内护套特征外护套备注H市话电缆HE长途通信电缆HJ局用电缆HP配线电缆G钢L铝T铜（略）M棉纱V聚氯乙稀Y聚乙烯YF泡沫聚乙烯Z纸（略）YP聚乙烯发泡带实心皮A铝－聚乙烯综合粘接护层BM棉纱编织G钢管GW皱纹钢管LW皱纹铝管Q铅包（略）S钢－铝－聚乙烯V聚氯乙稀Y聚乙烯B扁、平行C自承式J交换机用P屏蔽T填充石油膏Z综合电缆兼有高、低频线对02聚氯乙稀03聚乙烯20裸钢带铠装（21）钢带铠装纤维外套22钢带铠装聚氯乙烯套23钢带铠装聚乙烯套30裸细圆钢丝铠装－1第一种－2第二种－252：252KHZ－120：120KHZ市内通信电缆的工程一般由有电信工程资质的电信工程对进行敷设，应严格按照电信总局颁布的条款进行施工、接续和敷设。下面介绍墙壁电缆及楼内用户引入线敷设：墙壁电缆跨越街坊、院落，缆线最低点距地面应不小于4.5m，过街（小巷）的地方穿越，缆线不应低于过街楼底层高度。墙壁电缆和其它管线的最小间隔，应符合表2.4表2.4墙壁电缆与其它管线的最小间隔其它管线平行净距（mm）交叉净距（mm）备注避雷接地引线1000500引线绝缘时，可为500mm工作保护地线5020电力线15050给水管15020压缩空气管15020热力管（无包封）500500电缆在穿越墙壁时应打墙洞并埋设穿墙管，不宜在钢筋混凝土的梁、柱或整体结构上打洞。穿墙管直径应比电缆外径大1/3左右，穿墙管应向外墙下方倾斜2cm，使雨水不致于流入室内。用户引入线的全长应在100m以下，第一支持物应小于40m，皮线的导线应连接在分线设备接线柱螺母的两垫片之间并绕接线柱一周，皮线绝缘物应紧靠垫片边缘，最大间隙应小于2.5mm。皮线从高处引入室内时应在室外穿线孔处略向下留一小滴水弯，如图2.3所示。皮线在天花板内直接布放，应穿在塑料管内，穿管时管内不许驳接，如需驳接（接续）应在接线盒内完成。通信电缆障碍的分类：（1）混线：同一对的线芯相互接触（绝缘层受损脱落）叫自混；与相邻线对间线芯相碰叫他混。（2）地气：电缆线芯失去绝缘层接触鉛皮或屏蔽层。（3）断线：电缆线芯一根或数根断开。（4）绝缘不良：电缆绝缘层受水或潮气的侵袭，造成绝缘电阻下降。（5）串、杂音：在一对芯线上，可听见另外的用户通话，叫串音。或在受话器试听，滴水弯室内室外皮线图2.3皮线入室第2章电缆工程5可听见嘈杂声，叫杂音。串音由于电缆芯线接成鸳鸯线；杂音可能是接头松动。实际的电缆障碍可能是上述几种障碍的组合。修理电缆障碍的几项规定：（1）障碍点线芯绝缘层烧伤或变色过多、过长时，应改接一段电缆。如果个别线对不良改接个别电缆。（2）电缆浸水不足一米且无伤时，应剥开铅皮完全烘干后缠白布条，封焊包管。浸水超过一米，电缆要改接或缩接一段同一程式的电缆。如果没有更好的办法，浸水段落予以更换。（3）不能应修理电缆产生故障，接续、封焊、安装以及绝缘电阻都应符号规定。电缆故障的判断和故障点的定位有专用仪器、设备，如测量台、兆欧表、万用表、电缆故障探测器、电缆故障综合测试仪等。另一类双绞线应用于室内综合布线工程，俗称网线（以下把网线称为双绞线）。双绞线用“类”（Category）来衡量，不同的类表示不同的损失（损耗）和串扰性能，类别越高，性能越好。目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP：UNSHILDEDTWISTEDPAIR）和屏蔽双绞线（STP：SHIELDEDTWISTEDPAIR）。屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间；重量轻，易弯曲，易安装；将串扰减至最小或加以消除；具有阻燃性；具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。双绞线又分100欧姆电缆，双体电缆，大对数电缆，150欧姆屏蔽电缆等。在数据通信中，连接在用户计算机终端到集线器（Hub）或交换机上，传输距离不大于100米。后面综合布线做简单的介绍（可参考计算机局域网类的书籍）。典型的网线双绞线有四对的，也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的。这些我们称之为双绞线电缆。在双绞线电缆（也称双扭线电缆）内，不同线对具有不同的扭绞长度，一般地说，扭绞长度在38.1mm至14mm内，按逆时针方向扭绞。相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。双绞线常见的有3类线，5类线和超5