1.1 通信电缆的结构、类型及特性

1.1.1 通信电缆的分类及用途

通信电缆的用途就是构成传递信息的通道，形成四通八达的通信网络。通信电缆可按敷设和运行条件、传输的频谱、电缆芯线结构、绝缘材料和绝缘结构以及护层类型等几个方面来分类。

①根据敷设和运行条件可分为：架空电缆、直埋电缆、管道电缆及水底电缆等。

②根据传输频谱可分为：低频电缆（10kHz以下）和高频电缆（12kHz以上）等。

③根据电缆芯线结构可分为：对称电缆和不对称电缆两大类。对称电缆指构成通信回路的两根导线的对地分布参数（主要指对地分布电容）相同的电缆，如对绞电缆。不对称电缆是指构成通信回路的两根导线的对地分布参数不同，如同轴电缆。

④根据电缆的绝缘材料和绝缘结构分为：实心聚乙烯电缆、泡沫聚乙烯电缆、泡沫/实心皮聚乙烯绝缘电缆以及聚乙烯垫片绝缘电缆等。

⑤根据电缆护层的种类可以分为：塑套电缆、钢丝钢带铠装电缆、组合护套电缆等。

1.1.2 全色谱全塑双绞通信电缆的结构与类型

全色谱全塑双绞通信电缆是现在本地网中广泛使用的电缆。全塑电缆是指电缆的芯线绝缘层、缆芯包带层和护套均采用高分子聚合物——塑料制成的电缆。全塑市话电缆属于宽频带对称电缆，现已广泛用来传送电话、电报和数据等业务电信号。

由于全塑电缆具有电气特性优良、传输质量好、重量轻、运输和施工方便、抗腐蚀、故障少、维护方便、造价低、经济实用、效率高及使用寿命长等特点，使它得到了很快的发展和推广，与之相配套的线路技术，如电缆的布放、接续，各种成端技术，新的线路网结构和配线制式，传输技术和维护测试技术等也得到了飞速的发展。

1.全色谱全塑双绞通信电缆的结构

（1）芯线材料及线径

芯线材料由纯电解铜制成，一般为软铜线。标称线径有：0.32mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm和 0.8mm 等 5种。此外，曾出现过 0.63mm、0.7mm和 0.9mm的，现已逐渐减少。我国部颁标准中只规定了前述5种标称线径。

（2）芯线的绝缘

①绝缘材料：高密度聚乙烯、聚丙烯或乙烯——丙烯共聚物等高分子聚合物塑料，称为聚烯烃塑料。

②绝缘形式：全塑电缆的芯线绝缘形式分为实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫/实心皮绝缘。如图1-1 （a）、（b）、（c）所示，由绝缘层形成原则可知，三种绝缘形式的绝缘效果由好到差的排列顺序依次为（c）、（b）、（a）。它们均能满足电话通信的需求。

1—金属导线 2—实心聚烯烃绝缘层 3—泡沫聚烯烃绝缘层4—泡沫/实心皮聚烯烃绝缘层

（3）芯线的扭绞

绝缘好了以后的芯线大都采用对绞形式进行扭绞，即由 a、b 两线构成一个线组。线组内绝缘芯线的颜色分为普通色谱和全色谱两种。

①普通色谱：标志线对为蓝/白，普通线对为红/白，这种电缆现在使用不多，这里不作介绍。

②全色谱：由10种颜色两两组合成25个组合，a线：白，红，黑，黄，紫；b线：蓝，橙，绿，棕，灰。其组合形式见表1-1，在一个基本单位U（25对为一个基本单位）中，线对序号与色谱存在一一对应的关系，如第16对芯线颜色为黄/蓝，第20对芯线为黄/灰等，给施工时的编线及使用提供了很大方便，这就是工程技术人员常讲的“芯线全色谱”。

（4）全塑电缆的缆芯

①同心式缆芯：其结构方式是由线对构成的一系列同心圆，当层数较多时这种成缆方式多有不便，故只用于部分小对数（50对以下）的全塑电缆中。

②单位式缆芯：这是全塑电缆形成缆芯的主要方式。它主要由基本单位和超单位绞合而成。根据缆芯中芯线线对和单位扎带颜色的不同，单位式缆芯也有普通色谱和全色谱之分。我们学习的重点是全色谱单位式缆芯。

a.普通色谱：普通色谱对扭单位式缆芯是由若干个层绞（同心式）的50对或 100对为单位绞合而成的（其中，50对和l00对单位可由若干个线对直接绞合而成，也可由5对、8对、9 对、12 对、13 对、25 对等小单位绞合而成）其色谱是：每一层的第一个单位为标志单位，其余各单位为普通单位；标志单位中每层的第一个线对为标志线对，其色谱为红/白，其余普通线对的色谱为蓝/白；普通单位中每层的第一个线对为标志线对，色谱为蓝/白，普通线对色谱为红/白（正好相反）。每个单位外都有白色扎带，以便于区分。使用不多，在此不作进一步的介绍。

b.全色谱对绞单位式缆芯：全色谱对绞单位式缆芯色谱在全塑市话电缆中使用最多。10种颜色两两组合成25对全色谱线对：领示色a线：白（W）、红（R）、黑（B）、黄（Y）、紫（V）循环色b线：蓝（Bl）、橙（O）、绿（G）、棕（Br）、灰（S）。

（5）缆芯包带层

为了保证缆芯结构的稳定和改善电气、机械、物理等性能，在全塑电缆的缆芯之外，重叠包复非吸湿性的电介质材料带（如聚乙烯或聚脂薄膜带等），包复方式可以是重叠绕包或重叠纵包（后者多见），并采用白色的非吸湿性丝带将包带扎牢。

缆芯包带层应具有很好的隔热性和足够的机械强度，以保证缆芯在形成屏蔽层、挤制塑料护套以及使用过程中，不至受到损伤、变形或粘接。

（6）屏蔽护套和外护套

①屏蔽层：屏蔽层的主要作用是防止外界电磁场的干扰。全塑电缆的金属屏蔽层介于塑料护套与缆芯包带之间，其结构有纵包和绕包两种，类型有如下几种：

a.裸铝带；

b.双面涂塑铝带；

c.铜带（少用）；

d.钢包不锈钢带；

e.高强度硬性钢带；

f.裸铝、裸钢双层金属带；

g.双面涂塑铝、裸钢双层金属带。

其中a、b两种是目前本地网中用得最多的屏蔽类型，其他类型均用于一些特殊场合。

②护套：全塑电缆的护套包在屏蔽层外面。材料是高分子聚合物塑料，全塑电缆的护套主要有：单层和双层护套、综合护套、粘接护套（层）和特殊护套（层）等。现分述如下。

a.单层护套：它由低密度聚乙烯树脂加炭黑及其他辅助剂或普通聚氯乙烯塑料融合挤制而成的，主要特点是：加工方便，质轻柔软，容易接续等。

黑色聚乙烯护套分为PE-HJ和PE-HH两大类，前者用于一般场合，后者用于耐高温等条件苛刻的场合。

聚氯乙烯护套是发展较早，应用较广泛的一种护套，具有耐磨、不延燃、耐老化、柔软等特点。一般局内、室内用电缆都采用这种护套，主要看重它的不延燃性。

黑色聚乙烯护套的防潮性及机械强度比聚氯乙烯护套好，又能耐腐蚀，所以广泛使用在其他双护套、综合护套或粘接护套（层）中。

b.双层护套：双层护套主要有两种：聚乙烯-聚氯乙烯双层护套和聚乙烯-黑色聚乙烯双层护套，结构如图1-2所示，前者由于聚乙烯和聚氯乙烯各有特点，这样可相互取长补短，从而使护套的使用性能更加完善，后者则能提高电缆的机械强度和防潮效果。

以上几种护套均由单纯的高分子聚合塑料组成，称为普通塑料护套。它的主要缺点是具有一定的“透潮性”，因为高分子聚合物的分子比水分子大，所以当这类护套的电缆在湿度较大的环境下使用时，就会因为护套内外存在水汽浓度差，使得水分子从浓度较高的一侧透过高分子聚合物向浓度低的一侧“跃迁”，形成扩散（这种扩散不包括由于护套缺陷所造成的进水现象），所以普通塑料护套电缆，尽量不要在潮湿的环境中使用。

c.综合护套：通常将电缆金属屏蔽层与塑料护套组合在一起，称为电缆综合护套。几种典型的综合护套及其特点、用途分述如下。

铝-聚乙烯（聚氯乙烯）护套：它有两层，先在缆芯包带外套一层0.15～2.0mm厚的铝带，外面再套上一层黑色聚乙烯（或聚氯乙烯）护套。这种护套的电缆主要适合于架空安装使用，铝带和护套可以分离。

聚乙烯-铝-聚乙烯（聚氯乙烯）护套：这类护套主要有两种，一为聚乙烯-铝-聚乙烯护套；另一为聚乙烯-铝-聚氯乙烯护套。它是在缆芯包带外先挤包一层聚乙烯护套，然后再包上铝带屏蔽层，最后再挤包一层黑色聚乙烯或聚氯乙烯护套。这类护套的特点是机械强度高，芯线对屏蔽层的耐压强度较高（即碰地故障发生的可能性小），防潮效果较好。

d.粘接护套：为了解决上述塑料护套透潮问题，在全塑电缆护套结构中，又发展了将黑色聚乙烯护套和铝屏蔽层紧密粘接，构成了铝-塑粘接护套，其防潮、防电磁干扰和机械强度等方面的性能都比上述一些塑料护套好，特别是防潮效果提高了50～200倍，所以现在本地网中外线电缆绝大部分都采用这种护套。

粘接护套的挤包过程是：采用化学处理和直接粘合的方法，先在屏蔽铝带的两面各粘复一层塑膜（即聚乙烯薄膜，乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-缩水甘油甲基丙烯酸-醋酸乙烯薄膜等）制成双面涂塑铝带，然后在涂塑铝带的外面立即热挤包一层黑色聚乙烯护套，利用护套挤制过程中的热量及附加热源，将双面涂塑铝带的纵包搭缝处熔合，并使双面涂塑铝带外表面的聚合物薄膜层与黑色聚乙烯外护套融为一体，并形成铝-塑粘接护套，如图1-3所示。

e.特殊护层：用于改善电缆护层机械和屏蔽性能的裸钢；铝双层金属-聚乙烯护层；双面涂塑钢、铝双层-聚乙烯粘接护层；铜包钢带-聚乙烯护层；高强度硬性钢带-聚乙烯护层；铜带-聚乙烯护层。

用于防昆虫（如白蚁）叮咬的半硬塑料护套层。

用于防冻裂的耐寒塑料护套等。

③外护层：全塑电缆的外护层由内衬层、铠装层和外被层3层构成。

a.内衬层：一种是在护套外，重迭绕包 3 层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜带；另一种是先绕包两层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜带，再绕包两层浸渍的皱纹纸带，然后又绕包两层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜带，作为铠装层的内衬层（一共绕6层）。

当电缆塑料护套达到一定厚度，具有足够的机械强度时，也可不加内衬层，而直接在电缆的塑料护套外包复金属铠装层。

b.铠装层：在内衬层外纵包一层钢带（厚 0.15～0.20mm），并浇注防腐混合物；或者绕包两层防腐钢带，并浇注防腐化合物。对于过河或其他水下敷设的全塑电缆，应根据抗拉强度的要求，在内衬层外绕细圆或粗圆钢丝，并浇注防腐混合物形成铠装层。

c.外被层：为保护铠装层，应在金属铠装层外加一层1.4～2.4mm厚的黑色聚乙烯或聚氯乙烯外层。电缆外护层的结构如图1-4所示。

2.全色谱全塑双绞通信电缆的类型、端别和选用原则

（1）全塑电缆的类型

全塑电缆分为普通型和特殊型两大类，而特殊型又包括填充式、自承式和室内电缆等。

a.普通型全塑电缆：是使用最多的一种，广泛用于架空、管道、墙壁及暗管等施工形式。其典型型号为：HYA、HYFA、HYPA三大类。例如，HYA——400×2×0.5（型号规格）4000对（对数）线径为0.5mm的铜芯线。

b.填充式全塑电缆：目前本地网中使用的大多数为石油膏填充的全塑市话电缆（与充油光缆的填充物一样），主要用于无需进行充气维护或对防水性能要求较高的场合。其型号为：HYAT、HYFAT、HYPAT、HYAGT、HYAT铠装、HYFAT铠装、HYPAT铠装等。

c.自承式全塑电缆：这是一种比较受欢迎的用于架空场合的全塑电缆，它不要吊线即可直接架挂在电杆上（自承式因此而得名），多用于墙壁架设。其型号有 HYAC、HYPAC、结构如图1-5所示。

d.室内用全塑电缆：室内电缆又称之为成端电缆或局内配线电缆，其芯线的绝缘及护套均由聚氯乙烯材料制成，有阻燃性。内部结构同普通式全塑电缆，均为对绞式屏蔽塑套结构，型号为：HPVV。

（2）全塑市话电缆的规格

目前国内生产的各种线径的全塑电缆的标称对数（规格）见表 1-2，容量在 1000 对以下的规格要求大家熟记。

注：①自承式电缆的最大对数为300对；

②33型或43型电缆的最大及最小对数由用户与厂商协商。

（3）全塑电缆的端别

同心式全塑电缆一般不分端别，100对以下的单位式全塑电缆也不分端别。100对以上单位式全塑电缆施工布放时要按规定区分 A、B 端并按要求布放。（为什么要区分端别，请大家自己思考）。

①单位式全塑电缆端别的规定：

面对电缆端面，抓起同一层中的任何两个单位（基本单位或超单位均可）如果这两个单位中的基本单位扎带颜色按白、红、黑、黄、紫顺时针排列则为 A端，反之则为 B端。新出厂的电缆A端一般做有红色标记，B端做有绿色标记。

②单位式全塑电缆A、B端的布放：

汇接→局分局（端局），以汇接局为A端；

分局→支局，以分局为A端；

端局→交接箱，以端局为A端；

端局→用户，以端局为A端。

总之，A端总要向着局方，以局为中心向外铺设。

③全色谱全塑电缆线对序号的编排：

从中心层第一个单位开始分配，线对序号从中心到外层按由小到大的顺序排列。

（4）全塑电缆的选用

各型号全塑电缆使用场合见表1-3。

注：用户对外护层有特殊要求时，可与制造厂商协商。除外护层，电缆仍应符合本标准。

1.1.3 同轴电缆及数据通信中的对绞电缆

1.同轴电缆

典型的同轴电缆中心有一根单芯铜导线，铜导线外面是绝缘层，绝缘层的外面有一层导电金属层，金属层可以是密集型的，也可以是网状形的。金属层用来屏蔽电磁干扰和防止辐射。电缆的最外层又包了一层绝缘材料，如图1-6所示。

（1）同轴电缆的电气参数

①特性阻抗。同轴电缆的平均特性阻抗为 50Ω±2Ω，沿单根同轴电缆，其阻抗的的周期性变化为正弦波，中心平均值±3Ω，其长度小于2m。

②衰减。一般是指 500m 长的电缆衰减。当用 10MHz 的正弦波进行测量时，它的值不超过8.5dB（17dB/km）；而用5MHz的正弦波进行测量时，它的值不超过6.0dB（12dB/km）。

③传输速度。最低传输速度为0.77c（c为光速）。

④直流回路电阻。同轴电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过 10mΩ/m（在20℃下测量）。

（2）同轴电缆的物理参数

同轴电缆具有足够的可柔性，能支持254mm的弯曲半径。中心导体是直径为2.17mm±0.003mm的实心铜线。绝缘材料必须满足同轴电缆的电气参数。屏蔽层一般为 2mm 左右厚，其内径为6.15mm，外径为8.28mm。外部隔离材料一般选用聚氯乙烯（PVC）或类似材料。

（3）同轴电缆的类型

同轴电缆有两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带常用的电缆，其屏蔽层是用铜做成网状的，特性阻抗为50Ω，如RG-8（粗缆），RG-58（细缆）等。这种电缆用于基带传输。宽带常用的电缆，其屏蔽层通常是用铝冲压成的，特性阻抗为75Ω，如RG-9等。它即可以传输数字信号也可以传输模拟信号。

粗同轴电缆和细同轴电缆是指同轴电缆直径的大小。常用的同轴电缆型号有以下几种：

RG-8或RG-11（50Ω）；

RG-58/U或RG-58C/U（50Ω）；

RG-59（75Ω）；

RG-62（93Ω）。

计算机网络一般选用RG-8粗缆和RG-58细缆；有线电视采用RG-59（75Ω）；ARCnet网络及IBM3270系统使用RG-62（93Ω）。

为了保证同轴电缆正确的电气特性，电缆的金属层必须接地。同时电缆两端头必须安装匹配器来削弱信号的反射作用。

2.数据通信中的对绞电缆

常用的双绞电缆是由 4对双绞线按一定密度反时针互相扭绞在一起，其外部包裹金属层或塑橡外皮而组成。铜导线的直径为0.4～1mm。其扭绞方向为反时针，绞距为3.81～14cm，相邻双绞线的扭绞长度差约为 1.27cm。双绞线的缠绕密度和扭绞方向以及绝缘材料，直接影响它的特性阻抗、衰减和近端串扰。

（1）双绞电缆的分类

双绞电缆按其外部包缠的是金属层还是塑橡外皮，可分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆。它们即可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，如图1-7所示。

①非屏蔽双绞（UTP）电缆。非屏蔽双绞电缆是由多对双绞线外包缠一层塑橡护套构成。4对非屏蔽双绞电缆如图1-7（a）所示。非屏蔽双绞电缆采用了每对线的绞距与所能抵抗电磁辐射及干扰称正比，并结合滤波与对称性等技术，经由精确的生产工艺而制成。采用这些技术措施可减少非屏蔽双绞电缆线对间的电磁干扰。

UTP因为无屏蔽层，所以具有容易安装、节省空间的特点。

②屏蔽双绞电缆。屏蔽双绞电缆与非屏蔽双绞电缆一样，芯线为铜双绞线，护套层是塑橡皮。只不过在护套层内增加了金属层。按增加的金属屏蔽层数量和金属屏蔽层绕包方式，又可分为金属箔双绞电缆（FTP），屏蔽金属箔双绞电缆（SFTP）和屏蔽双绞电缆（STP）3种。

FTP是在多对双绞外纵包铝箔。SFTP是在多对双绞线外纵包铝箔后，再加金属编织网。STP是在每对双绞线外纵包铝箔后，再将纵包铝箔的多对双绞线加金属编织网，如图1-7（b）所示。

从图 1-7 中可以看出，非屏蔽双绞电缆和屏蔽双绞电缆都有一根用来撕开电缆保护套的拉绳。屏蔽双绞电缆还有一根漏电线，把它连接到接地装置上，可泄放金属屏蔽的电荷，解除线间的干扰问题。

（2）常用双绞电缆

常用双绞电缆分100Ω和150Ω两类。100Ω电缆又分为3类、4类、5类及6类/E级几种。150Ω双绞电缆，目前只有5类一种。

下面简要介绍5类4对双绞电缆的主要参数。

①5类 4对 100Ω非屏蔽双绞电缆。这种电缆是美国线缆规格为 24（直径为 0.511mm）的实心裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料，传输频率达100MHz。双绞电缆线对颜色及序号见表1-5；电气特性见表1-4。表1-4中“9.38Ω MAX.Per100m@20℃”是指在20℃的恒定温度下，每100m双绞电缆的电阻为9.38Ω（其他表类同）。

②5类4对100Ω屏蔽双绞电缆。它是美国线缆规格为24（0.511mm）的裸铜导体，以氟乙烯为绝缘材料，内有一根0.511mm TPG漏电线，传输频率达100MHz。线对色谱及编号见表1-5，表中屏蔽层一栏的数字表示屏蔽层厚度为0.002英寸或0.511mm；在20℃恒定温度下。

③5类4对屏蔽双绞电缆软线。它是由4对双绞线和一根0.404mm TPC漏电线构成，传输频率为100MHz。电气特性见表1-6。

④5 类 4对非屏蔽双绞电缆软线。它由 4对双绞线组成，用于高速数据传输，适合于扩展传输距离，应用于互连或跳接线。传输频率为100MHz。其电气特性见表1-7。

⑤超5类双绞电缆。超5类双绞电缆，通过对它的“链路”和“信道”性能的测试结果表明，与普通的5类双绞电缆比较，它的近端串扰，综合近端串扰，衰减和结构回波损耗等主要性能指标都有很大的提高。因此，它具有以下优点：

能够满足大多数应用的要求，并且满足低综合近端串扰的要求；

足够的性能余量，给安装与测试带来方便。

比起普通 5类双绞电缆，超 5类在 100MHz的频率下运行时，为应用系统提供 8dB 近端串扰的余量，应用系统的设备受到的干扰只有普通5类双绞电缆的1/4，从而使应用系统具有更强的独立性和可靠性。

⑥6类/E级通道。6类/E级通道是由能传输 200MHz的连接硬件和能传输 550MHz的电缆组成的传输通道，信息传输速率达1000Mbit/s。它与5类传输通道的性能比较见表1-8。