數字通信電纜的制造要點

有效提高和保證電纜的制造精度和穩定性、均勻性是制造出高性能數據電纜的關鍵之所在。絞對退扭,實際上是預扭,即在絞對扭絞前,對單線反向給予一定的扭絞,使特性阻抗與頻率間的變化曲線更趨于平緩。退扭率的提高可改善電氣性能,但也帶來了副作用———單線結構被部分破壞。因此退扭率應控制在10 %左右, 最好不要超過35 %。

數字通信電纜技術指標中較難通過的性能指標有:衰減、近端串音衰減等。通過增加導線直徑和選擇更優良的絕緣材料可以改善線纜的衰減性能;通過為四對線設計出合理的絞合節距,可使電纜的近端串音和遠端串音達到一個最佳效果,穩定了四個線對的相對位置,并使線對間相互隔離,減少了串音干擾,提高了傳輸質量,保證了電氣性能的穩定可靠。其4對線相對位置會因外力作用而改變,影響到成品電纜的串音衰減性能,造成電氣性能不如骨架式定,因此對生產工藝控制、設備性能等要求較高,再就是設計電纜時,要考慮各項指標應有較大的裕度,以保證施工后仍能符合要求,因此,這種電纜目前較少有人采用。

數字通信電纜的結構設計特點

屏蔽布線系統起源于歐洲,它通過雙絞線的絞合平衡和金屬屏蔽層的屏蔽作用,有效地防止外界的電磁干擾信號的侵入和來自電纜內部的電磁輻射的外泄,擁有非常好的電磁兼容特性和保密性。屏蔽電纜每對線或四對線都可單獨使用金屬屏蔽,由于金屬屏蔽層的集膚效應及反射和吸收作用,可以更好地分隔周圍的電磁場和減少單獨屏蔽對線之間或四對線之間的串音。

數字通信電纜的開發要點

衰減和串音是兩個最重要的傳輸參數,增加銅導線的直徑,可降低衰減。采用物理發泡的皮2泡2皮絕緣可減小電纜外徑并降低電容,衰減也隨之降低。為每個線對提供單獨的鋁箔屏蔽,可消除線對之間的串音并可消除和減少環境的電氣干擾,提高電磁兼容性。縱包鋁箔應避免出現皺折,以保證屏蔽效果和傳輸性能。采用大節距對絞,且節距差較小,可減小電纜變

形,降低時延和時延差。對絞線要配組;絞對時應盡量減少線芯絞合接觸點處的擠壓變形;對絞張力應一致,以降低電阻、電容不平衡值;絞對退扭可改善因單線偏心或線徑不均勻而造成的阻抗波動等,使傳輸性能更加穩定。成纜退扭可防止絞對線因受到扭力變形而引起的傳輸性能劣化。在纜芯外采用銅線編織或鋁箔屏蔽,可降低轉移阻抗,消除或減少環境的電磁干擾,使電纜結構和傳輸參數穩定。

數字通信電纜的工藝控制與設備要求

高性能的數字通信電纜生產,僅有精確的結構設計是遠遠不夠的,各工序嚴格的工藝控制和優越的設備性能保證是滿足各項指標持續合格的重要條件。

單線

銅導體的電阻系數不能有顯著差異;退火要均衡,伸長率應控制在±1 %;導體直徑公差應限制在±0. 002 mm以內、絕緣外徑限制在±0. 01 mm 以內、同軸電容限制在±1. 5 pFPm;同心度應大于96 %;導體預熱溫度波動要小,以使銅線與絕緣層之間粘接良好,整條單線上絕緣的等效介電常數必須均勻一致。發泡材料擠出要均勻,注氣壓力變化、螺桿轉數變化、收放線張力變化要盡可能小,發泡層的泡孔要均勻細密。

絞對和屏蔽

在絞對的整個過程中必須保持單線的張力變化小于±10 %。單線的彎曲半徑必須大于50 mm ,以避免降低銅線和絕緣層的粘接性能。配備適當的退扭裝置可以解決絕緣層同心度及不均勻問題,絞對節距公差限定在±0. 5 mm 以內。兩根導線間的對稱性能和軸向距離差等在生產中必須保持不變,以防止扭絞不對稱。在整個屏蔽工序中屏蔽帶的張力變化范圍應小

于±10 %。對所有的絞對線進行屏蔽時必須采用相等的壓縮量。

成纜和屏蔽

成纜時必須保證絞對線的幾何穩定性,退扭是一種具有實際意義的選擇。在整個成纜過程中絞對線的拉伸張力應保持在±10 %以內,絞對線的彎曲半徑應大于75 mm。4 對絞對線的反向張力應相同以保證電纜良好的幾何性能。在鋁箔屏蔽工序中屏蔽帶的張力應保持不變,應防止張力的周期性波動,張力的變化范圍應小于±10 %。銅編織屏蔽工序中應有效控制編織銅絲的張力和編織密度。含4 對絞對線的電纜,其彎曲半徑應大于150 mm。

數字通信電纜設備的選擇

眾所周知,數字通信電纜有兩種制造方法:一步法和兩步法,因此在選擇設備時應充分考慮以下各方面因素:

一步法線對屏蔽只能用一根帶子進行。絞對線的中間存儲被省去了,可節約勞動力。在滿足相同生產能力情況下,一步法比兩步法投資費用要低,它適用于生產已定型的數字通信電纜,更專業更有效率。但同時也意味著放棄了多樣化的工藝路線。兩步法可選配帶有可調節退扭功能的放線裝置,退扭調節范圍在0 %～50 %之間。簡捷的單線放線途徑使放線張力控制得更好,對于屏蔽電纜可使屏蔽包帶設計得更柔軟,線對可包不止一條屏蔽帶。同樣成纜也可以選配帶有可調節退扭功能的放線裝置,其調節范圍在0 %～100 % ,以防止絞對線結構改變,使絞對線在成纜時絞對節距和屏蔽都不會發生變化。通過調節放線張力,保證了在整個電

纜長度上絞對線張力的一致。如果計劃將來生產更先進的數字電纜,并打算將電纜使用頻率擴展到10 GHz 甚至更高,那么就應該選擇具有靈活多樣,能滿足各種更新要求的兩步法生產線。

審核編輯：符乾江