內容提要13.1

對稱電纜及其在用戶接入網系統中的應用3.2

雙絞線及其在計算機局域網中的應用3.3

同軸電纜及其在電信傳輸系統中的應用3.4

波導及其在饋線系統中的應用3.1對稱電纜及其在用戶接入網系統中的應用2對稱電纜是由兩根特性完全相同的金屬導線外涂覆聚乙烯絕緣層而組成，稱為全塑市話對稱電纜，簡稱對稱電纜。通常“對稱電纜”不止一對線，是由多對相互絕緣導線絞合封裝而成，如圖3-1（a）所示。對稱電纜可用來傳輸電話、電報、傳真文件、電視和廣播節目、數據等電信號。3.1.1對稱電纜分類及型號1．對稱電纜的分類

對稱電纜分類方法有多種，若按敷設方式可分為架空電纜、管道電纜、直埋電纜及水底電纜等4種。2.電信、電信傳輸的定義

1）架空電纜

架空電纜是用鋼絞線支托電纜架掛在電桿上，其外形如圖3-1（a）所示。架空電纜也可以直接架掛在電桿上，如圖3-1（b）所示

（a）架空—管道電纜

（b）自承式架空電纜

（c）直埋電纜

（d）水底電纜

圖3-1對稱電纜的分類2）管道電纜

架空電纜敷設簡單易行，但需要樹立電桿，電纜裸露于空中，有礙城市景觀。目前，在大部分城市建設標準中大多要求將電纜敷設于地下管道中，這種敷設方法應用越來越多。在大樓建筑物內的通信電纜，既可預埋暗管敷設，也可以架掛在墻壁上，這類電纜結構如圖3-1（a）所示。3）直埋光纜若把電纜敷設于地溝中稱直埋電纜，在郊區常采用這種敷設方法，直埋電纜結構示意如圖3-1（c）所示。4）水底電纜水底電纜線路簡稱水線，它是將特種結構的通信電纜敷設于水底而成。敷設通過江河湖海的通信線路，需使用水底電纜，其結構如圖3-1（d）所示2.對稱電纜的型號與規格

對稱電纜種類較多，其型號與規格一般由7部分內容組合描述，如圖3-2所示，電纜型號與規格中各字母代碼及數字代號的含義見表3-1所示。

圖3-2對稱電纜型號與規格的組成圖表3-1電纜型號與規格中代碼及代號的意義分類代碼（用途）導體絕緣層內護層特征（形狀）外護層（鎧裝）規格H（市話電纜）HP（市話配線電纜）HJ（局用電話電纜）HR（電話軟線）HB（通信線及廣播線）HD（鐵道通信電纜）T銅（省略不計）L（鋁）G（鋼或鐵）GL—鋁包鋼Y（聚乙烯）YF（泡沫聚乙烯）V（聚氯乙烯）YP（泡沫/實心皮聚乙烯）A（鋁-聚乙烯）V（聚氯乙烯）S（鋼-鋁-聚乙烯）Y（聚乙烯）

T（填充石油膏）G（高頻隔離）C（自承式）23（雙層防腐鋼帶繞包鎧裝聚乙烯外被層）33（單層細鋼絲鎧裝聚乙烯外被層）43（單層粗鋼絲鎧裝聚乙烯外被層）53（單層鋼帶皺紋縱包鎧裝聚乙烯外被層）例200×′2×0.4為200對，線徑0.4mm

一般常用對稱電纜規格代號排在電纜型號的后面，用數字表示。下面通過實例作解釋。例如HYA—400×2×0.5的型號電纜，表示為400對，線徑為0.5mm銅芯導線，聚乙烯絕緣、涂鋁聚乙烯內護套，而無外護層的全塑市話對稱電纜；HYFA—100×2×0.5的型號電纜，表示為100對，線徑為0.5mm銅芯線，泡沫聚乙烯絕緣層鋁帶屏蔽聚乙烯內護套，而無外護層全塑市話對稱電纜；HYAT53—300×2×0.4的電纜，表示為300對，線徑為0.4mm，銅芯實心聚乙烯絕緣，石油膏填充雙面涂塑鋁帶屏蔽單層鋼帶鎧裝聚乙烯外護套，全塑市話對稱電纜。3.1.2對稱電纜在用戶接入網系統中的應用

市話對稱電纜在固定電話用戶接入網系統中應用最廣泛，如在干線電纜、配線電纜、用戶引入線等應用場合，如圖3-3所示。干線電纜通常線對數量較大，一般在300對以上，配線電纜線對數量通常小于300對，而用戶引入線線對數量只有1對，它們的線徑在0.32mm～0.6mm之間。電纜與相應的配線設備適當的組合就可構成用戶接入網系統，常用配線設備有配線架(MDF)、交接箱、分線盒，如圖3-4所示。隨著光纖接入網的普及應用，目前在大城市中對稱電纜已經基本退出用戶接入系統。

圖3-3用戶接入網結構

（a）用戶側纜(MDF)

（b）交接箱（c）分線盒圖3-4用戶引入網的配線設備3.2雙絞線及其在計算機局域網中的應用

對稱電纜的另一種形式就是雙線回路扭絞式，即雙絞線或數據線（網線）。典型的雙絞線為四對的，也有25對和50對或更多對雙絞線放在一根電纜外護套內。目前，在數據通信中，雙絞線電纜是比較常用的一種寬帶接入網系統的傳輸線，它具有制造成本較低、結構簡單、便于網絡升級的優點，主要用于智能大樓綜合布線、小區計算機局域網布線等。

3.2.1雙絞線電纜分類及型號101.雙絞線電纜的分類雙絞線（TwistedPairwire,TP），按其電氣特性分類，一般分為非屏蔽雙絞線（UnshildedTwistedPair，UTP）和屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP）兩大類，其基本結構如圖3-5所示。雙絞線的技術標準主要由EIA(美國電子工業協會)/TIA(美國電信工業協會)和IBM來制定，EIA/TIA負責制定“Cat”系列的UTP/STP標準，IBM負責制定“Type”系列的STP標準。

圖3-5雙絞線電纜分類結構圖UTP電纜是由多對非屏蔽雙絞線外包纏一層塑橡護套構成，通常有2、4、25對雙絞線組成，如圖3-6所示。

（a）2對UTP（b）4對UTP（c）25對UTP

圖3-6UTP雙絞線電纜結構圖

STP電纜結構與UTP電纜結構不同，STP電纜的護套層內增加了金屬箔屏蔽層，見圖3-7所示。屏蔽雙絞線根據屏蔽方式的不同可分為二類，即整體屏蔽金屬箔雙絞線電纜和繞對屏蔽電金屬箔雙絞線纜，如圖3-7所示。圖3-7STP雙絞線電纜的結構2.雙絞線電纜的型號與規格

雙絞線電纜種類較多，其型號與規格一般由7部分內容組合描述，如圖3-8所示，電纜型號與規格中各字母代碼及數字代號的含義見表3-4所示。

圖3-8雙絞線電纜型號與規格組成示意圖表3-4雙絞線電纜的型號與規格中代碼及代號的意義分類代碼（用途）導體絕緣層內護層特征外護層（鎧裝）最高速率（規格）HS（數字通信電纜）

T銅（可省略）

Y（聚乙烯）YF（泡沫聚乙烯）Z（低煙無鹵阻燃聚乙烯）YP（泡沫/實心皮聚乙烯）YF（泡沫聚乙烯）A（鋁-聚乙烯）V（聚氯乙烯）S（鋼-鋁-聚乙烯）

Z（低煙無鹵阻燃聚乙烯）T（填充石油膏）P（屏蔽）C（自承式）33（單層細鋼絲鎧裝聚乙烯外被層）

例：“3”代表Cat3類線；“4”代表Cat4類線在工程上，常用的雙絞線電纜習慣用較為直接的“Cat”標準來表示型號。其實“Cat”標準與雙絞線電纜的型號與規格是相對應的。比如UTPCat3，對應為HSYV-3的UTP電纜型號與規格；UTPCat5：對應為HSYV-5的UTP電纜型號與規格；UTPCat5e：對應為HSYV-5e的UTP電纜型號與規格，又稱超5類線；STPCat5：對應為HSYVP—5的STP電纜型號與規格，表示縱包鋁箔的5類線；STPCat6：對應為HSYVP—6的STP電纜型號與規格，表示縱包鋁箔后再加金屬屏蔽網的6類線。3.2.2雙絞線在計算機局域網的應用目前，UTP電纜的3、4、5類線主要應用在園區網智能大樓綜合布線系統和計算機局域網之中。1.雙絞線在智能大樓綜合布線的應用UTP電纜可分為七類，不同類別UTP電纜在傳輸距離、信道寬度和數據傳輸速度等方面均受限不同。UTP電纜的數據傳輸距離通常都在100米內，數據傳輸率可達值不盡相同，如表3-5所示。表3-5UTP電纜類型及應用范圍類

型使用范圍Cat1線纜最高頻率帶寬是750kHZ，用于報警系統或語音傳輸，低速數據傳輸。Cat2線纜最高頻率帶寬是1MHZ，用于語音傳輸和最高傳輸速率4Mbit/s的數據傳輸，常見于使用4Mbit/s規范令牌傳遞協議的舊的令牌網。Cat3EIA/TIA568標準中指定的電纜，最高傳輸頻率16Mbit/s，主要應用于語音、10Mbit/s以太網（10BASE-T）和4Mbit/s令牌環，最大網段長度為100m。Cat4用于語音傳輸和最高傳輸速率20Mbit/s的數據傳輸，最大網段長100mCat5/Cat5e用于語音傳輸和最高傳輸速率100Mbit/s的數據傳輸，最大網段長100m；超5類線主要用于千兆位以太網（1000Mbit/s）。Cat6/Cat6e用于最大傳輸速率250Mbit/s～1000Mbit/s，類似于STP雙絞線，最大網段長90～100mCat7計劃的帶寬為600MHz至10GHz，類似于STP雙絞線，最大網段長90～100m。UTP電纜3、4、5類線多用于智能大樓綜合布線系統，一個智能大樓綜合布線系統通常由水平干線子系統、垂直干線子系統、工作區、管理子系統、設備間和建筑群子系統6個部分組成，如圖3-9所示。

圖3-9智能大樓綜合布線系統結構

2.雙絞線在計算機局域網的應用

雙絞線在計算機局域網中最典型的應用是構成

10Mbit/s以太網（10BASE-T），使用星型。拓撲結構，網絡中心采用集線器(Hub)，各站點到集線器的距離一般不超過100米，可采用直連網線連接，如圖3-10所示。每個站點需要用兩對雙絞線，分別用于發送和接收，用標準RJ45接頭（如圖3-11所示）連接到網卡上的RJ45連接器的插口。圖3-10星形網計算機局域網

圖3-11RJ45接頭

183.3同軸電纜及其在電信傳輸系統中的應用

同軸電纜屬于非對稱電纜，目前射頻同軸電纜為應用的主流，比如，有線電視CATV入戶線，移動通信的基站收發信機到天線之間數據線饋線系統，交換機到傳輸設備電接口的數據線等應用場景。3.3.1同軸電纜分類及型號1.同軸電纜的分類

從應用場景分類，當前廣泛使用的同軸電纜有兩種：一種是特性阻抗為50Ω基帶同軸電纜，用于傳輸各類基帶信號，比如用于設備內信號傳輸。另一種特性阻抗為50Ω或75Ω的寬帶同軸電纜，主要用于有線電視系統的傳輸，移動通信饋線系統。同軸電纜的結構示意如圖3-12和圖3-13所示。圖3-12射頻（RF）同軸電纜結構

圖3-13各種同軸電纜結構同軸電纜的另一種分類是根據同軸管的尺寸來分，如大同軸電纜，內導體的外徑5mm、外導體的內徑18mm；中同軸電纜，內導體的外徑2.6mm、外導體的內徑9.5mm；小同軸電纜，內導體的外徑1.2mm、外導體的內徑4.4mm；微同軸電纜，內導體的外徑0.7mm、外導體的內徑2.9mm等四種。當前除了射頻同軸電纜有較多使用場景外，還有用于隧道內天線應用的泄漏同軸電纜。1）射頻（RF）同軸電纜射頻同軸電纜內導體采用單股或多股銅導線，外導體為銅管或銅絲編織結構，外面再包上一層聚乙烯絕緣外護層，如圖3-12和圖3-13所示。這種電纜有傳輸頻帶寬、屏蔽性能好、質量輕、易曲繞和結構簡單等特點。2）漏泄同軸電纜泄漏同軸電纜是在同軸管外導體上開有用作輻射的周期性裸露窗口或槽孔，使電磁波可以漏泄到周圍空間，泄漏損耗可達(10~40)dB/100m且隨頻率而升高，如圖3-14所示。泄漏同軸電纜的工作原理是發送端的電磁波在泄漏電纜中縱向傳輸的同時通過槽孔向外界輻射，外界的電磁場也可通過槽孔感應到泄漏電纜內部并傳送到接收端。（a）耦合型漏泄同軸電纜

（b）輻射型漏泄同軸電纜

圖3-14泄漏同軸電纜2.同軸電纜的型號與規格同軸電纜的型號與規格由5部分組成，如圖3-15所示。電纜型號與規格中各字母代碼及數字代號的含義見表3-7所示。

圖3-15中特征和規格用共3部分的數字代號組成，分別是特性阻抗（Ω）、內導體絕緣外徑（mm）和屏蔽層數。表3-7同軸電纜型號與規格中代碼及代號的意義21圖3-15同軸電纜型號與規格組成圖分類代碼（用途）內、外導體間絕緣材料外護層特征規格S（射頻電纜）SS（電視電纜）SZ（數字電纜）SG（高壓射頻電纜）Y（泡沫聚乙烯）F（聚四氟乙烯）X（橡皮）W(穩定聚乙烯)V（聚氯乙烯）Y（聚乙烯）F（聚四氟乙烯）W(物理發泡)特性阻抗（Ω）

內導體絕緣層外徑（mm）和屏蔽層數有關同軸電纜型號與規格的含義，下面通過實例作解釋。例如：型號與規格為SZYV-75-7-2的同軸電纜，表示數字同軸電纜、內外導體間的絕緣材料為泡沫聚乙烯、外護套材料為聚氯乙烯、特性阻抗為75Ω、內導體絕緣層外徑為7mm、屏蔽層數位2層。223.3.2同軸電纜在電信傳輸系統中的應用1.RF同軸電纜在CATV系統中應用在有線電視CATV系統中，其傳輸網絡結構一般采用星型/樹型混合結構，見圖3-16。圖3-16所示在CATV系統結構中，只有用戶接入線使用的是同軸電纜，用戶同軸電纜的直徑一般不超過7mm，其特性阻抗為75Ω，傳輸頻率達到300MHz。若進一步增加電視頻道數，則要求其使用頻率應達到900MHz，目前同軸電纜的使用頻率可高達1GHz。同軸電纜常用的室內插座與插頭，如圖3-17所示。2.RF同軸電纜在饋線系統中的應用

天饋線系統是指天線系統與饋線系統的組合系統，是移動通信系統、微波通信系統和衛星通信系統中必不可少的組成部分。天線系統是電波傳播的窗口，它將高頻信號能量轉換成向空間傳播的電磁波，并向著指定方向傳播，在收端用接收天線將接收的電磁波還原為相應的高頻電信號。

圖3-16CATV系統結構圖3-17同軸電纜的室內插座與插頭（a）同軸電纜移動通信饋線系統的應用

（b）同軸電纜微波通信饋線系統的應用

圖3-18同軸電纜在無線通信饋線系統應用3.泄漏同軸電纜在饋線系統中的應用

利用泄漏同軸電纜的電磁輻射功能能夠實現向用戶提供連續的移動信號覆蓋，適用于在隧道、地鐵、大型的多層商業中心、地下停車場、地下交通系統中提供信號有效覆蓋，它不僅使隧道內移動著的機車能與外界通信，而且基站信號通過泄漏電纜輻射，可以穿過車窗、車體傳遞給車廂內用戶，用戶的電磁場也可通過槽孔感應到泄漏電纜內部并傳送到基站接收端。由于漏泄同軸電纜頻帶較寬，多個不同的移動通信系統可共用一條電纜，如圖3-19所示.圖3-19泄漏同軸電纜在隧道的應用場景3.4波導及其在饋線系統中的應用

高頻信號可以在同軸電纜內、外導體之間以電磁場的形態傳播，此時的同軸電纜就具有波導特性。同軸電纜中的內導體及內、外導體間介質是引起電磁能損耗的重要原因，因此，從結構上講，取消同軸電纜的內導體及相關的絕緣介質就可以構成波導。波導的主要優點有：傳輸頻段高、損耗小、功率容量大，沒有輻射損耗、結構簡單、易于制造，在應用上它正好彌補了同軸電纜在較高頻傳輸困難的缺陷。波導是簡單的管狀金屬結構，如前所述，它允許f>fc（或λ<λc）以上的信號通過，而截止頻率以下的信號則被阻止或損耗掉，呈現高通濾波器的特性.3.4.1波導分類及在常規饋線系統中的應用1.波導分類

波導是用來定向引導電磁場傳播的空心金屬管傳輸線。按其結構可分為矩形波導和圓波導等，如第2章圖2-4所示，國產波導的電參數，如表3-8和表3-9所示。

波導的種類除了封閉式波導管外，還有另一種漏泄波導管。漏泄波導管在圓形（或橢圓）金屬波導管內，設置有一個金屬隔板，將該金屬波導管分隔成第一波導和第二波導，分別等間距地開有第一輻射槽和第二輻射槽，第一輻射槽與第二輻射槽的激化方向不同，可以輻射不同頻率的電磁波，如圖3-20所示。3.4.1波導分類及在常規饋線系統中的應用

漏泄波導管的幾何尺寸不能做的過大，所以漏泄波導應用最廣的場景是在地鐵或高鐵隧道的信號覆蓋中，應用頻率一般在3GHz~30GHz范圍內，其功能與漏泄電纜相似。圖3-20漏泄波導管29表3-8國內矩形波導電參數表（第1位B為波導，第2位J為矩形，B為扁矩形截面）型號主模頻率范圍/GHz內截面尺寸/mm主模損耗/（dB/m）寬邊a窄邊b壁厚t頻率/GHz理論值/最大值BJ221.72～2.61109.2254.6122.060.00970/0.013BJ322.6～3.9572.1434.0423.120.0189/0.025BJ705.38～8.1734.8515.7991.56.460.0576/0.075BJ1008.20～12.522.8610.1619.840.110/0.143BB221.72～2.61109.213.1022.060.03018/0.039BB584.64～7.0640.405.001.55.570.13066/0.170BB1008.20～12.522.865.0019.840.1931/0.251表3-9國產圓波導電參數表（第1位B為波導，第2位Y為圓形截面）型號主模頻率范圍/GHz內截面尺寸/mm主模損耗/（dB/m）直徑壁厚t頻率/GHz理論值/最大值BY222.07～2.8397.873.302.1540.0115/0.015BY302.83～3.8871.423.302.9520.0184/0.024BY403.89～5.3351.992.544.0560.0297/0.039BY565.30～