5類電纜的制造及質量控制（1）
2019-11-03 10:04:10
供稿：網友
5類電纜的制造及質量控制（1）（楊君） ［摘要］本文主要介紹了永鼎集團利用現有設備生產高性能光屏蔽對絞電纜（UTP）的實踐，并從工藝的角度出發討論5類纜的結構尺寸、電氣性能及其制造。 ［關鍵詞〕5類纜；數據傳輸1前言 當今，信息高速公路的建設已成為風靡全球的產業。而網絡作為信息的載體，近年來在我國的發展也非常迅猛。光線以其傳播速度快、信息容量大成為廣域網（WAN）傳輸介質的首選。 但是，局域網（LAN）的大樓通信綜合布線系統中，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，因此其造價非常昂貴。為此，須尋求一種價廉物美的數據通信電纜來擔任最后100m的傳輸任務。這樣，5類纜／超5類纜應運而生。 所謂5類電纜（Category 5 Cable）是指高速數據傳輸用（頻率為 100MHz）無屏蔽對絞電纜的一種俗稱。 目前5類UTP電線主要用于大樓通信綜合布線系統的工作區通信引出端到辦公區域通信接線盒的水平布線。所謂水平的含義是指上述布線方式主要是沿著地板或天花板的水平走向，安裝在管道、線槽中及地板與天花板的夾層中。根據EIA／TIA－568—A規定，水平布線一般是4對100ΩUTP電纜。據統計，每年需求增長速度超過50％，估計到2000年5類統的年需求量可達70萬km以上。2電纜結構及原材料2.1結構設計 5類電纜除了UTP（無屏蔽對統統）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參數。 衰減是決定局域網設計和信號在電纜中傳輸距離的主要因素。而導體和絕緣的類型以及幾何尺寸是影響數據對稱電纜衰減的主要因素。在設計中有以下幾個方法可降低衰減。 a）增加絕緣厚度； b）采用物理發泡絕緣降低介質損耗； c）增加導體截面積 但是增加絕緣厚度帶來的負面效應是使電纜阻抗變大；b方案可通過提高擠塑穩定性，保證電纜高頻衰減在長時間內不會劣化；c方案導體直徑從0.50mm增加到0.511mm。 近端串音是線路傳輸質量的一項重要指標。它是由電磁場在相鄰線對產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）及各線對的節距比有關。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。 在設計節距時應把所有節距有最大公倍數這一因素考慮進去。 結構回波損耗是指沿線路發射的信號遇到阻抗不均勻（由結構不均勻引起）時被反射回來后，重新“進入”正常發射信號行列，從而干擾線路的正常信號，引起誤碼。所以在設計生產中應遵循以下幾點： 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監控外徑，以保證阻抗均勻性。 b）在對統及成纜的過程中，線對節距的一致性及導體線對收放線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 24AWG（0.511mm） 絕緣材料：高密度聚乙烯 護套材料：低煙低鹵阻燃PVC3電纜的制造3.1絕緣單線的擠制 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，因此電纜生產過程中的每一道工序都可能把自身的問題帶到成品中去，而制造過程中的第一道工序——絕緣單線的擠制是整個生產的中心環節。 良好的控制單線制作過程是生產高性能電纜的基礎。線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。在生產中本公司采用引進的拉絲--退火--預熱--絕緣高速串列生產線技制單線。 1）生產線速度為800m／min，具有x-y雙輪全自動外徑閉環反饋控制系統，實時監控外徑的偏差，同軸電容閉環控制系統同步檢測電容，精密的張力自動控制系統保證了導線外徑的均勻性，同心度控制在95％以上，銅線外徑偏差±3μm以內，電容波動在1pF／m。 2）色母粒應少加，絕緣線的顏色盡量做淡。因為任何一種顏色對介質來說都是雜質，顏色越深則衰減越大。 3）導體的伸長率是導體質量的另一個重要指標。導線稍硬或者說彈性模量較大可使導線在后續加工過程中不易變形，有利于阻抗均勻性。另外，導線伸長率控制范圍小，則可避免兩根軟硬不均的芯線對統所產生的不均勻性，從而減小結構回波損耗。在實際生產中，導線伸長率控制在15％～22％，盡量做到每道工序后伸長率基本保持不變。（待續）摘自《光纖與電纜》
