中铁建培训线缆ppt课件.ppt
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1、中铁建电气化局培训,电线电缆光缆、电缆、导线、接触线,第一节 概述,电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业,产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内,中国电线电缆总产值已超过美国,成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展,新增企业数量不断上升,行业整体技术水平得到大幅提高。,中国经济持续快速的增长,为线缆产品提供了巨大的市场空间,中国市场强烈的诱惑力,使得世界都把目光聚焦于中国市场,在改革开放短短的几十年,中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大,对电线电缆的需
2、求也将迅速增长,未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。,线缆为传递信号、电流的介质。 对于通讯来说,能够实现话音、数据、图像的综合传输、交换、处理和利用。 传递信号用的介质有两类:有线信道、无线信道 有线信道包括双绞线、同轴电缆、光纤、轨道 无线信道包括无线微波接力和卫星中继通信。,传导电流的介质主要是导线。 按敷设方式不同有架空线和电缆。 特殊用途的有母线、接触线等。,第一节 通讯线缆,双绞线、同轴电缆、光纤,双绞线,一、定义 双绞线(Twisted Pair)是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕(一般以顺时针缠绕)在一起而制成的一种通用配线,属于信息通信网络传输介质。双绞线过去主要是用
3、来传输模拟信号的,但现在同样适用于数字信号的传输。,二、原理 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,更主要的是降低自身信号的对外干扰。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,实际使用时,双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。典型的双绞线有四对的,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,
4、一般地说,扭绞长度在38.1mm至14cm内,按逆时针方向扭绞。相临线对的扭绞长度在12.7mm以上,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。,三、双绞线的种类 双绞线分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)与非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)。屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。屏蔽层可减少辐射,防止信息被窃听,也可阻止外部电磁干扰的进入,使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。非屏蔽双绞线是一种数据传输线,
5、由四对不同颜色的传输线所组成,广泛用于以太网路和电话线中。非屏蔽双绞线电缆最早在1881年被用于贝尔发明的电话系统中。1900年美国的电话线网络亦主要由UTP所组成,由电话公司所拥有。,双绞线常见的有3类线,5类线和超5类线,以及最新的6类线,前者线径细而后者线径粗,型号如下: 1、三类线:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆,该电缆的传输频率16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输,主要用于10BASE-T。 2、五类线:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为1000Mbps的数据传输,主要
6、用于100BASE-T和1000BASE-T网络。这是最常用的以太网电缆。 3、超五类线:超5类具有衰减小,串扰少,并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的时延误差,性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网(1000Mbps)。,4、六类线:该类电缆的传输频率为1MHz250MHz,六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有较大的余量,它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准,最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于:改善了在串扰以及回波损耗方面的性
7、能,对于新一代全双工的高速网络应用而言,优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型,布线标准采用星形的拓扑结构,要求的布线距离为:永久链路的长度不能超过90m,信道长度不能超过100m。,通常,计算机网络所使用的是3类线和5类线,其中10 BASE-T使用的是3类线,100BASE-T使用的5类线。 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 (1)无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间; (2)重量轻,易弯曲,易安装; (3)将串扰减至最小或加以消除; (4)具有阻燃性
8、; (5)具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。 在这两大类中又分100欧姆电缆,双体电缆,大对数电缆,150欧姆屏蔽电缆等。,虽然双绞线与其他传输介质相比,在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定的限制,但价格较为低廉,且其不良限制在一般快速以太网中影响甚微,所以目前双绞线仍是企业局域网中首选的传输介质,随着网络技术的发展和应用需求的提高,双绞线这种传输介质标准也得到了一步步的发展与提高。从最初的一、二类线,发展到今天最高的七类线,而且据悉这一介质标准还有继续发展的空间。在这些不同的标准中,它们的传输带宽和速率也相应得到了提高,七类线已达到600 MHz,甚至1.2 GHz的带
9、宽和10 Gbps的传输速率,支持千兆位以太网的传输。,四、产地、品牌 国外主流品牌 1)安普(AMP) 2) 康普(AVAYA) 3)西蒙 4)朗讯 5)丽特 6)IBM,国内主流品牌 1)DINTEK(鼎志 台湾品牌) 2) IBMNET 3) TCL 4) 一舟(SHIP) 5) 清华同方 6) 兆龙 7) 绿色硅谷 8)威诺(VINO),同轴电缆,一、定义 同轴电缆是由内外相互绝缘的同轴心导体构成的电缆:内导体为铜线,外导体为铜管或网。两个导体间用绝缘材料互相隔离,外层导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上,所以叫做同轴电缆。,二、结构,三、分类 同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆
10、(即网络同轴电缆和视频同轴电缆)。 同轴电缆分50 基带电缆和75宽带电缆两类。基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。 基带电缆仅仅用于数字传输,数据率可达10Mbps。宽带电缆是CATV系统中使用的标准,它既可使用频分多路复用的模拟信号发送,也可传输数字信号。同轴电缆的价格比双绞线贵一些,但其抗干扰性能比双绞线强。当需要连接较多设备而且通信容量相当大时可以选择同轴电缆。,四、优缺点 优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信。 缺点:一是体积大,细缆的直径就有3/8英寸粗,要占用电缆管道的大量空间;二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲,这些都会损坏电缆结构,阻止信号的传输;最后就是成本高
11、,而所有这些缺点正是双绞线能克服的,因此在现在的局域网环境中,基本已被基于双绞线所取代。,五、型号 最常用的同轴电缆有下列几种: RG-8或RG-11 50 RG-58 50 RG-59 75 RG-62 93 计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。RG-59 用于电视系统。RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。,光缆,光纤 微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。 由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用
12、作长距离的信息传递。,光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆. 光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等. 光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是15m50m, 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8m10m。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。,光导纤维的发明和使用
13、 1870年,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理。 后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝玻璃纤维,当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线,所以称它为光导纤维。,1966-华裔科学家“光纤之父”高锟 预言光纤将用于通信。 2009年,高锟,凭借在光纤领域的卓著研究而获得诺贝尔物理学奖获。 1979 赵梓森拉制出我国自主研发的第一根实用光纤,被誉为“中国光纤之父”,光纤系统的运用 利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话,而根据理论计算,一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百
14、亿路电话!铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜,改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英,几乎是取之不尽的。,多股光导纤维做成的光缆可用于通信,它的传导性能良好,传输信息容量大,一条通路可同时容纳数十人通话;可以同时传送数十套电视节目,供自由选看。光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室,测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光导纤维连接的激光手术刀已在临床应用,并可用作光敏法治癌。 光导纤维可以把阳光送到各个角落,还可以进行机械加工。计算机、机器人、汽车配电盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图像。如与敏感元件组合或利用本身的特性,则可以做成各种传感器,测量压力、流量、温度、
15、位移、光泽和颜色等。在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。 高分子光导纤维开发之初,仅用于汽车照明灯的控制和装饰。现在主要用于医学、装饰、汽车、船舶等方面,以显示元件为主。在通信和图像传输方面,高分子光导纤维的应用日益增多,工业上用于光导向器、显示盘、标识、开关类照明调节、光学传感器等,同时也用在装饰显示、广告显示。,光纤的分类 按材质分,有无机光导纤维和高分子光导纤维,目前在工业上大量应用的是前者。 无机光导纤维材料主要成分为石英。石英纤维已被广泛使用。 高分子光导纤维是以透明聚合物制得的光导纤维,由纤维芯材和包皮鞘材组成。芯材为高纯度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽丝制得的纤维,
16、外层为含氟聚合物或有机硅聚合物等。,按传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。 多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5m),可传多种模式的光。但多模光纤传输的距离比较近,一般只有几公里,传输距离较短。 单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10m),只能传一种模式的光。适用于远程通讯,传输距离较长 。,常用光纤规格: 单模:8/125m,9/125m,10/125m 多模:50/125m,欧洲标准 62.5/125m,美国标准 工业,医疗和低速网络:100/140m, 200/230m,光纤的衰减 造成光纤衰减的主要因素有:本证,弯曲,挤压,杂质,不均匀、对接等。 本征:是光纤的固有损耗,包括
17、:瑞利散射,固有吸收等。 弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。 挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。 杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。 不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。 对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8m),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。,光纤传输优点 频带宽 频带的宽窄代表传输容量的大小。载波的频率越高,可以传输信号的频带宽度就越大。在VHF频段,载波频率为485MHz300Mhz。带宽约250MHz,只能传输27套电视和几十套调频广播。可见光的频率达1000
18、00GHz,比VHF频段高出一百多万倍。尽管由于光纤对不同频率的光有不同的损耗,使频带宽度受到影响,但在最低损耗区的频带宽度也可达30000GHz。目前单个光源的带宽只占了其中很小的一部分(多模光纤的频带约几百兆赫,好的单模光纤可达10GHz以上),采用先进的相干光通信可以在30000GHz范围内安排2000个光载波,进行波分复用,可以容纳上百万个频道。,损耗低 在同轴电缆组成的系统中,最好的电缆在传输800MHz信号时,每公里的损耗都在40dB以上。相比之下,光导纤维的损耗则要小得多,传输1、31um的光,每公里损耗在035dB以下若传输155um的光,每公里损耗更小,可达02dB以下。这就
19、比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍,使其能传输的距离要远得多。此外,光纤传输损耗还有两个特点,一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗,不需要像电缆干线那样必须引人均衡器进行均衡;二是其损耗几乎不随温度而变,不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。,重量轻 因为光纤非常细,单模光纤芯线直径一般为4um10um,外径也只有125um,加上防水层、加强筋、护套等,用448根光纤组成的光缆直径还不到13mm,比标准同轴电缆的直径47mm要小得多,加上光纤是玻璃纤维,比重小,使它具有直径小、重量轻的特点,安装十分方便。,抗干扰能力强 因为光纤的基本成分是石英,只传光,不导电,不受电磁场的作用,在其中传输
20、的光信号不受电磁场的影响,故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。也正因为如此,在光纤中传输的信号不易被窃听,因而利于保密。,保真度高 因为光纤传输一般不需要中继放大,不会因为放大引人新的非线性失真。只要激光器的线性好,就可高保真地传输电视信号。实际测试表明,好的调幅光纤系统的载波组合三次差拍比CCTB在70dB以上,交调指标cM也在60dB以上,远高于一般电缆干线系统的非线性失真指标。,工作性能可靠 我们知道,一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多,发生故障的机会越大。因为光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器),可靠性自然也就高,加上光纤设备的寿命
21、都很长,无故障工作时间达50万75万小时,其中寿命最短的是光发射机中的激光器,最低寿命也在10万小时以上。故一个设计良好、正确安装调试的光纤系统的工作性能是非常可靠的。,成本不断下降 目前,有人提出了新摩尔定律,也叫做光学定律(Optical Law)。该定律指出,光纤传输信息的带宽,每6个月增加1倍,而价格降低1倍。光通信技术的发展,为Internet宽带技术的发展奠定了非常好的基础。这就为大型有线电视系统采用光纤传输方式扫清了最后一个障碍。由于制作光纤的材料(石英)来源十分丰富,随着技术的进步,成本还会进一步降低;而电缆所需的铜原料有限,价格会越来越高。显然,今后光纤传输将占绝对优势,成为
22、建立全省、以至全国有线电视网的最主要传输手段。,光缆 由光纤经过一定的工艺而形成的线缆. 光缆主要是由光导纤维和塑料保护套管及塑料外皮构成。光纤按照一定方式组成缆心,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输。,光缆的种类: 1.按敷设方式分有:自承重架空光缆,管道光缆,铠装地埋光缆和海底光缆。 2.按光缆结构分有:束管式光缆,层绞式光缆,紧抱式光缆,带式光缆,非金属光缆和可分支光缆。 3.按用途分有:长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。,光缆的型号 第一部分:分类的代号 GY通信用室(野)外光缆 GS通信用设备内光缆 GH通信用海底光缆 GT 通信用特殊光缆 GJ通
23、信用室(局)内光缆 GW通信用无金属光缆 GR通信用软光缆 GM通信用移动式光缆,第一部分与第二部分之间:加强件(加强芯)的代号 加强件指护套以内或嵌入护套中用于增强光缆抗拉力的构件: 无符号-金属加强构件; G-金属重型加强构件 F-非金属加强构件; H-非金属重型加强构件 例如:GYTA:金属加强芯;GYFTA:非金属加强芯,第二部分缆芯和光缆内填充结构特征的代号 光缆的结构特征应表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构,当光缆型式有几个结构特征需要注明时,可用组合代号表示。 B 扁平形状 C 自承式结构 D 光纤带结构 E 椭圆形状 G 骨架槽结构 J 光纤紧套涂覆结构 T 油膏填充式结构
24、R 充气式结构 X 缆束管式(涂覆)结构 Z 阻燃,第三部分:护套的代号 A铝-聚乙烯粘结护套 G钢护套 L铝护套 Q铅护套 S钢-聚乙烯粘结护磁 U聚氨脂护套 V聚氯乙烯护套 Y聚乙烯护套 W夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套,第五部分: 其代号用两组数字表示,第一组表示铠装层,可以是一位或两位数字;第二组表示涂覆层,是一位数字。 铠装层代号 5皱纹钢带 44双粗圆钢丝 4单粗圆钢丝 33双细圆钢丝 3单细圆钢丝 2绕包双钢带 0无铠装层,涂覆层代号 1纤维外被 2聚乙烯保护管 3聚乙烯套 4聚乙烯套加覆尼龙套 5聚氯乙烯套,第六部分:光缆规格型号 A 多模光纤(已经惨遭淘汰) B 单模光纤
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