同軸電纜

同軸電纜

一、概述
1、基帶同軸電纜

同軸電纜以硬銅線為芯，外包一層絕緣材料。這層絕緣材料用密織的網(wǎng)狀導(dǎo)體環(huán)繞，網(wǎng)外又覆蓋一層保護(hù)性材料。有兩種廣泛使用的同軸電纜。一種是50歐姆電纜，用于數(shù)字傳輸，由于多用于基帶傳輸，也叫基帶同軸電纜；另一種是75歐姆電纜，用于模擬傳輸，即下一節(jié)要講的寬帶同軸電纜。這種區(qū)別是由歷史原因造成的，而不是由于技術(shù)原因或生產(chǎn)廠家。

同軸電纜的這種結(jié)構(gòu)，使它具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。同軸電纜的帶寬取決于電纜長(zhǎng)度。1km的電纜可以達(dá)到1Gb/s~2Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。還可以使用更長(zhǎng)的電纜，但是傳輸率要降低或使用中間放大器。目前，同軸電纜大量被光纖取代，但仍廣泛應(yīng)用于有線電視和某些局域網(wǎng)。

2、寬帶同軸電纜

使用有限電視電纜進(jìn)行模擬信號(hào)傳輸?shù)耐S電纜系統(tǒng)被稱為寬帶同軸電纜。“寬帶”這個(gè)詞來(lái)源于電話業(yè)，指比4kHz寬的頻帶。然而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，“寬帶電纜”卻指任何使用模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)碾娎|網(wǎng)。

由于寬帶網(wǎng)使用標(biāo)準(zhǔn)的有線電視技術(shù)，可使用的頻帶高達(dá)300MHz（常常到450MHz）；由于使用模擬信號(hào)，需要在接口處安放一個(gè)電子設(shè)備，用以把進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的比特流轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并把網(wǎng)絡(luò)輸出的信號(hào)再轉(zhuǎn)換成比特流。

寬帶系統(tǒng)又分為多個(gè)信道，電視廣播通常占用6MHz信道。每個(gè)信道可用于模擬電視、CD質(zhì)量聲音(1.4Mb/s)或3Mb/s的數(shù)字比特流。電視和數(shù)據(jù)可在一條電纜上混合傳輸。

寬帶系統(tǒng)和基帶系統(tǒng)的一個(gè)主要區(qū)別是：寬帶系統(tǒng)由于覆蓋的區(qū)域廣，因此，需要模擬放大器周期性地加強(qiáng)信號(hào)。這些放大器僅能單向傳輸信號(hào)，因此，如果計(jì)算機(jī)間有放大器，則報(bào)文分組就不能在計(jì)算機(jī)間逆向傳輸。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們已經(jīng)開發(fā)了兩種類型的寬帶系統(tǒng)：雙纜系統(tǒng)和單纜系統(tǒng)。

1)雙纜系統(tǒng)

雙纜系統(tǒng)有兩條并排鋪設(shè)的完全相同的電纜。為了傳輸數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)通過(guò)電纜1將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娎|數(shù)根部的設(shè)備，即頂端器(head-end)，隨后頂端器通過(guò)電纜2將信號(hào)沿電纜數(shù)往下傳輸。所有的計(jì)算機(jī)都通過(guò)電纜1發(fā)送，通過(guò)電纜2接收。

2)單纜系統(tǒng)

另一種方案是在每根電纜上為內(nèi)、外通信分配不同的頻段。低頻段用于計(jì)算機(jī)到頂端器的通信，頂端器收到的信號(hào)移到高頻段，向計(jì)算機(jī)廣播。在子分段(subsplit)系統(tǒng)中，5MHz~30MHz頻段用于內(nèi)向通信，40MHz~300MHz頻段用于外向通信。在中分(midsplit)系統(tǒng)中，內(nèi)向頻段是5MHz~116MHz，而外向頻段為168MHz~300MHz。這一選擇是由歷史的原因造成的。

3)寬帶系統(tǒng)有很多種使用方式。在一對(duì)計(jì)算機(jī)間可以分配專用的永久性信道；另一些計(jì)算機(jī)可以通過(guò)控制信道，申請(qǐng)建立一個(gè)臨時(shí)信道，然后切換到申請(qǐng)到的信道頻率；還可以讓所有的計(jì)算機(jī)共用一條或一組信道。從技術(shù)上講，寬帶電纜在發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)上比基帶（即單一信道）電纜差，但它的優(yōu)點(diǎn)是已被廣泛安裝。

3、同軸電纜網(wǎng)絡(luò)

同軸電纜網(wǎng)絡(luò)一般可分為三類:

·主干網(wǎng)。主干線路在直徑和衰減方面與其他線路不同,前者通常由有防護(hù)層的電纜構(gòu)成。
·次主干網(wǎng)。次主干電纜的直徑比主干電纜小。當(dāng)在不同建筑物的層次上使用次主干電纜時(shí),要采用高增益的分布式放大器,并要考慮電纜與用戶出口的接口。
·線纜。

同軸電纜不可絞接,各部分是通過(guò)低損耗的連接器連接的。連結(jié)器在物理性能上與電纜相匹配。中間接頭和耦合器用線管包住,以防不慎接地。若希望電纜埋在光照射不到的地方,那么最好把電纜埋在冰點(diǎn)以下的地層里。如果不想把電纜埋在地下,則最好采用電桿來(lái)架設(shè)。同軸電纜每隔100米設(shè)一個(gè)標(biāo)記,以便于維修。必要時(shí)每隔20米要對(duì)電纜進(jìn)行支撐。在建筑物內(nèi)部安裝時(shí),要考慮便于維修和擴(kuò)展,在必要的地方還需提供管道,保護(hù)電纜。

同軸電纜一般安裝在設(shè)備與設(shè)備之間。在每一個(gè)用戶位置上都裝備有一個(gè)連接器,為用戶提供接口。接口的安裝方法如下:

(1)細(xì)纜 將細(xì)纜切斷,兩頭裝上BNC頭,然后接在T型連接器兩端。
(2)粗纜 粗纜一般采用一種類似夾板的Tap裝置進(jìn)行安裝,它利用Tap上的引導(dǎo)針穿透電纜的絕緣層,直接與導(dǎo)體相連。電纜兩端頭設(shè)有終端器,以削弱信號(hào)的反射作用。

　
1、主要電氣參數(shù)

二、參數(shù)指標(biāo)

(1)同軸電纜的特性阻抗 同軸電纜的平均特性阻抗為50±2Ω,沿單根同軸電纜的阻抗的周期性變化為正弦波,中心平均值±3Ω,其長(zhǎng)度小于2米。
(2)同軸電纜的衰減 一般指500米長(zhǎng)的電纜段的衰減值。當(dāng)用10MHz的正弦波進(jìn)行測(cè)量時(shí),它的值不超過(guò)8.5db(17db/公里);而用5MHz的正弦波進(jìn)行測(cè)量時(shí),它的值不超過(guò)6.0db(12db/公里)。
(3)同軸電纜的傳播速度 需要的最低傳播速度為0.77C(C為光速)。
(4)同軸電纜直流回路電阻 電纜的中心導(dǎo)體的電阻與屏蔽層的電阻之和不超過(guò)10毫歐/米(在20℃下測(cè)量)。

2、同軸電纜的物理參數(shù)

同軸電纜是由中心導(dǎo)體、絕緣材料層、網(wǎng)狀織物構(gòu)成的屏蔽層以及外部隔離材料層組成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖

同軸電纜具有足夠的可柔性,能支持254mm(10英寸)的彎曲半徑。中心導(dǎo)體是直徑為2.17mm±0.013mm的實(shí)芯銅線。絕緣材料必須滿足同軸電纜電氣參數(shù)。屏蔽層是由滿足傳輸阻抗和ECM規(guī)范說(shuō)明的金屬帶或薄片組成,屏蔽層的內(nèi)徑為6.15mm,外徑為8.28mm。外部隔離材料一般選用聚氯乙烯(如PVC)或類似材料。

3、對(duì)電纜進(jìn)行測(cè)試的主要參數(shù)有:

(1)導(dǎo)體或屏蔽層的開路情況。
(2)導(dǎo)體和屏蔽層之間的短路情況。
(3)導(dǎo)體接地情況。
(4)在各屏蔽接頭之間的短路情況。

三、規(guī)格型號(hào)

同軸電纜可分為兩種基本類型,基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。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);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)。

粗同軸電纜與細(xì)同軸電纜是指同軸電纜的直徑大還是小。粗纜適用于比較大型的局部網(wǎng)絡(luò),它的標(biāo)準(zhǔn)距離長(zhǎng)、可靠性高。由于安裝時(shí)不需要切斷電纜,因此可以根據(jù)需要靈活調(diào)整計(jì)算機(jī)的入網(wǎng)位置。但粗纜網(wǎng)絡(luò)必須安裝收發(fā)器和收發(fā)器電纜,安裝難度大,所以總體造價(jià)高。相反,細(xì)纜安裝則比較簡(jiǎn)單,造價(jià)低,但由于安裝過(guò)程要切斷電纜,兩頭須裝上基本網(wǎng)絡(luò)連接頭(BNC),然后接在T型連接器兩端,所以當(dāng)接頭多時(shí)容易產(chǎn)生接觸不良的隱患,這是目前運(yùn)行中的以太網(wǎng)所發(fā)生的最常見故障之一。

為了保持同軸電纜的正確電氣特性,電纜屏蔽層必須接地。同時(shí)兩頭要有終端器來(lái)削弱信號(hào)反射作用。

無(wú)論是粗纜還是細(xì)纜均為總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即一根纜上接多部機(jī)器,這種拓?fù)溥m用于機(jī)器密集的環(huán)境。但是當(dāng)一觸點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),故障會(huì)串聯(lián)影響到整根纜上的所有機(jī)器,故障的診斷和修復(fù)都很麻煩,因此,將逐步被非屏蔽雙絞線或光纜取代。

最常用的同軸電纜有下列幾種:

·RG-8或RG-11
50Ω
·RG-58
50Ω
·RG-59
75Ω
·RG-62
93Ω

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一般選用RG-8以太網(wǎng)粗纜和RG-58以太網(wǎng)細(xì)纜。RG-59 用于電視系統(tǒng)。RG-62 用于ARCnet網(wǎng)絡(luò)和IBM3270網(wǎng)絡(luò)。

四、布線結(jié)構(gòu)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)中,對(duì)同軸電纜的粗纜和細(xì)纜有三種不同的構(gòu)造方式,即細(xì)纜結(jié)構(gòu)、粗纜結(jié)構(gòu)和粗/細(xì)纜混合結(jié)構(gòu)。

1、細(xì)纜結(jié)構(gòu)

細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖