《通信線路工程施工與監(jiān)理（活頁式）》課件 2.4 同軸電纜基礎知識

通信線路工程施工與監(jiān)理

同軸電纜的基本概念

一、同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)

二、同軸電纜的工作原理

三、同軸電纜的類型和連接器

四、同軸電纜的特征參數(shù)一、同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)同軸電纜的結(jié)構(gòu)對射頻信號的傳輸有直接影響。它由里往外依次是內(nèi)導體、塑膠絕緣層、屏蔽層和塑料護套而組成，銅芯與網(wǎng)狀導體同軸，故名同軸電纜。同軸電纜（coaxialcable）以硬線為芯，外包一層絕緣材料。這層絕緣材料用密織的網(wǎng)狀導體環(huán)繞，網(wǎng)外又覆蓋一層保護性材料，其頻率特性比雙絞線好，能進行較高速率的傳輸。由于它的屏蔽性能好，抗干擾能力強，通常多用于基帶傳輸。同軸電纜的內(nèi)導體（又稱芯線）用來傳送RF信號，有時也傳送AC電源，通常是一股實心銅線或多股絞合銅線，對于大直徑電纜也可以是“銅包鋁”（一種鍍有薄銅層的鋁線）。為了提高強度，往往用“銅包鋼”絲作為進戶電纜（小直徑電纜）的芯線。介質(zhì)絕緣層的基本任務是在保證內(nèi)外導體之間有足夠介電強度的同時，還要保持內(nèi)外導體結(jié)構(gòu)上的同心。絕緣層通常采用介質(zhì)損耗很小的介電材料，例如聚乙烯等，目前滲氮聚乙烯應用最為普遍。一般來說，絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)越小，也就是介質(zhì)中空氣含量越大，它對電磁波阻礙越小，從而電纜的衰減量和溫度系數(shù)也越小。因此，如何增加介質(zhì)中的空氣含量減小其相對介電常數(shù)，是決定同軸電纜性能的關鍵。同軸電纜的發(fā)展史就是一部如何利用技術手段改進絕緣介質(zhì)層空氣含量的歷史。一、同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)外導體的作用是防止自身RF信號的泄露和外部RF信號的的侵入，同時它也是RF信號和AC電源的“地”，跟內(nèi)導體一起構(gòu)成完整的傳輸回路。一、同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)

外導體最常見的構(gòu)成方式有三種：一是縱向搭接、拼接或焊接的銅管或鋁管，管子可以是光滑的，也可以是皺紋管，后者多用于大直徑電纜。

二是銅絲編織的網(wǎng)狀外導體或鋁箔縱包加銅絲密編的復合外導體。

三是銅箔縱包或鋁帶縱包，這類結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)的屏蔽性能帶來一定程度的改善。同軸電纜由里到外分為四層：中心銅線，塑料絕緣體，網(wǎng)狀導電層和電線外皮。電流傳導于中心銅線和網(wǎng)狀導電層形成的回路中，因為中心銅線和網(wǎng)狀導電層為同軸關系而得名。下圖所示為同軸電纜的等效回路。二、同軸電纜的工作原理同軸電纜的等效回路圖同軸電纜的使用場合較多，使用要求各種各樣，故其型號規(guī)格較為繁多，很難將其進行具體分類，人們只是將其簡單進行歸類。按用途可分為兩種基本類型：(1)

基帶同軸電纜

目前基帶常用的電纜,其屏蔽線是用銅做成的網(wǎng)狀的,特征阻抗為50(如RG-8、RG-58等);

(2)

寬帶同軸電纜。

寬帶同軸電纜常用的電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓成的,特征阻抗為75(如RG-59等)。三、同軸電纜的類型和連接器50Ω同軸電纜75Ω同軸電纜

按同軸電纜的直徑大小分為：

(1)

細同軸電纜

直徑為0.25英寸。細纜比粗纜靈活方便，易于安裝。安裝兩頭裝上BNC頭,然后接在T型連接器兩端。

最大的干線電纜長度：185m

最大網(wǎng)絡干線電纜長度：925m

每條干線段支持的最大節(jié)點數(shù)：30BNCT型連接器之間的最小距離：0.5m

每個以太網(wǎng)中最多可使用的中繼器數(shù)：4

三、同軸電纜的類型和連接器BNC頭T型頭

按同軸電纜的直徑大小分為：

(2)

粗同軸電纜

粗纜直徑為0.5英寸，一般采用一種類似夾板的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。

最大干線段長度：500m最大網(wǎng)絡干線電纜長度：2500m每條干線支持的最大結(jié)點數(shù)：100收發(fā)器之間最小距離：2.5m

三、同軸電纜的類型和連接器TAP接頭終端匹配器可以分成三種類型：①實心絕緣型：防潮防水性能好但衰減大；②半空氣絕緣型：半空氣貫通式：衰減小，但防潮防水不好；半空氣封閉式：衰減小，防潮防水好；③空氣絕緣型：衰減很小但防潮防水差且不易制造。顯然，使用時應首選封閉半空氣式介質(zhì)形式?，F(xiàn)在應用最為廣泛的有兩種，即封閉竹節(jié)介質(zhì)和封閉物理發(fā)泡介質(zhì)。

三、同軸電纜的類型和連接器按照同軸電纜的絕緣結(jié)構(gòu)按在CATV系統(tǒng)中的使用位置也可分為三種類型：①干線電纜：其絕緣外徑多為9mm以上的粗電纜，要求損耗小，對柔軟性的要求并不高；②支線電纜：其絕緣外徑一般為7mm或以上的中粗電纜，要求損耗較小，同也要求一定的柔軟性；③用戶線電纜：其絕緣外徑一般為5mm，損耗要求不重要，要求良好的柔軟性。

三、同軸電纜的類型和連接器按同軸對的結(jié)構(gòu)尺寸大小(d/D

d—內(nèi)導體外直徑，D—外導體內(nèi)直徑)可分為如下系列：

(a)小同軸

1.2/4.4

mm

(b)中同軸

2.6/9.5

mm

(c)大同軸

5/18

mm，5.5/20

mm，11/41

mm

(d)微同軸

0.6/2.0

mm,

0.7/2.9

mm,

0.9/3.2

mm

三、同軸電纜的類型和連接器同軸電纜產(chǎn)品作為特殊線纜產(chǎn)品，其質(zhì)量指標主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①電氣性能：它是傳輸質(zhì)量的主要標志，包括特性阻抗、衰減常數(shù)、相移常數(shù)、回波損耗、屏蔽性能等幾項測試參數(shù)；②機械性能：包括最小彎曲半徑、最大拉力等測試參數(shù)；③溫度特性：主要是指衰減常數(shù)（衰減量）隨溫度的變化率，單位為%/℃；④防潮性能；⑤成本及使用壽命。四、同軸電纜的特征參數(shù)①特性阻抗：同軸電纜的主體是由內(nèi)、外兩導體構(gòu)成的，對于導體中流動的電流存在著電阻與電感，對導體間的電壓存在著電導與電容。這些特性是沿線路分布的，稱為分布常數(shù)。若單位長度的電阻、電感、電導、電容分別是以R、L、G和C表示，則其特性阻抗Z0為：四、同軸電纜的特征參數(shù)阻抗匹配是保證電磁波行波傳輸?shù)闹匾獥l件。否則，（1）造成信號的反射，使負載得到的功率減少，電纜的傳輸效率下降；（2）會造成傳輸信號的畸變，使電纜圖象傳輸出現(xiàn)重影。電纜因受長期的自身重量、風壓負荷等作用使其機械特性變差時，電纜的特性阻抗將會發(fā)生變化，其結(jié)果使網(wǎng)絡的反射損耗變小，嚴重時使圖像產(chǎn)生重影現(xiàn)象。在網(wǎng)絡的鋪設施工中，對電纜的彎曲程度和綁扎工藝都有一定的要求，目的就是防止因為施工不當造成電纜的機械性能變差，使電纜的特性阻抗變值，從而使網(wǎng)絡的反射損耗指標變差。四、同軸電纜的特征參數(shù)②衰減系數(shù)：反映電磁波能量沿電纜傳輸時的損耗的大小。定義：α=10（1/L）lg（P2/P1）[dB/100m]，

規(guī)律：衰減由內(nèi)外導體的損耗與絕緣材料的介質(zhì)損耗之和構(gòu)成。在低頻段主要是導體的衰減，頻率越高，介質(zhì)引起的衰減就越大。

衰減的頻率特性曲線：是評價電纜衰減指標最有效的依據(jù)。

四、同軸電纜的特征參數(shù)③反射損耗：這里所說的反射，不是指由于電纜特性阻抗與負載或信號源不匹配所產(chǎn)生的反射，而是電纜本身的原因所引起的內(nèi)部反射。反射的大小可用反射系數(shù)、駐波比或反射損耗來衡量，它們之間的關系為：四、同軸電纜的特征參數(shù)④屏蔽特性：屏蔽特性是衡量同軸電纜抗干擾能力的一個參數(shù)。如果電纜屏蔽不好，傳輸信號不僅會受到外來雜波的串擾，