隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通訊的開(kāi)展，人們對(duì)對(duì)稱電纜的要求也越來(lái)越高，從幾年前帶寬為100MHz的五類纜到今天高達(dá)1000MHz的數(shù)據(jù)纜，無(wú)疑是一個(gè)巨大的飛躍。
眾所周知，同軸纜的電磁場(chǎng)是關(guān)閉的、規(guī)則的，達(dá)到1000MHz的帶寬是比較容易的。
然而，對(duì)稱電纜的電磁場(chǎng)是開(kāi)放的、既不規(guī)則也不均勻，要制造高頻對(duì)稱電纜其難度可想而知。
很多時(shí)候，電纜制造商制造出了符合要求的對(duì)稱電纜，可是布完線后，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電纜的某些指標(biāo)惡化了許多，尤其是近端串音衰減和結(jié)構(gòu)回波損耗兩項(xiàng)指標(biāo)。
所有這些，歸根結(jié)底都與電纜結(jié)構(gòu)規(guī)劃和制造工藝有關(guān)。
本文以1對(duì)、2對(duì)、4對(duì)高頻對(duì)稱電纜的規(guī)劃制造為例，對(duì)規(guī)劃和制造中的一些技術(shù)進(jìn)行了討論。
2．高頻對(duì)稱電纜的幾個(gè)重要電功能指標(biāo)及其改進(jìn)辦法2.1 串音串音引起的誤碼是影響通訊間隔的主要因素之一。
根據(jù)串音發(fā)生的機(jī)理，減少線對(duì)間串音的方法有:a保證絕緣單線的均勻性和對(duì)稱性、盡可能降低線對(duì)間電容不平衡是提高線對(duì)抗干擾才能的基礎(chǔ);b在條件答應(yīng)情況下,加大線對(duì)間的間隔;c選用優(yōu)化的節(jié)距規(guī)劃是提高串音防衛(wèi)度的有力辦法; d 選用線對(duì)屏蔽技術(shù)，但此種方法因電磁波的反射，需求適當(dāng)增加絕緣外徑，運(yùn)用時(shí)也需求帶屏蔽的接插件。
e 除此之外，保證相鄰線對(duì)維持TEM波傳輸也可有效地減少串音[1] ,這也是高頻對(duì)稱電纜規(guī)劃中可用的另一種理念。
我們知道，傳統(tǒng)對(duì)絞線結(jié)構(gòu)的電纜中，在對(duì)絞線的中心有很強(qiáng)的電場(chǎng)，并有很大一部分走漏于絕緣層外。
如果將對(duì)絞線用與絕緣具有相同等效相對(duì)介電常數(shù)且損耗角正切值低的資
裁線機(jī)料擠一層護(hù)套(擠壓式)則大部分電磁場(chǎng)分布在絕緣和護(hù)套內(nèi)，幾乎沒(méi)有電力線從絕緣體散發(fā)出去（見(jiàn)圖1），因而從源頭上減小了對(duì)相鄰線對(duì)的串音。
另一方面，電磁波在絕緣體周圍的空氣中傳達(dá)速度（ 比在絕緣體內(nèi)的傳達(dá)速度 快。
電磁場(chǎng)的這種不均勻性會(huì)一起發(fā)生沿傳達(dá)方向的電磁矢量以及垂直于傳達(dá)方向的電磁能量，從而引起串音增加。
圍繞線對(duì)的護(hù)套愈厚，串音改進(jìn)就愈明顯。
然而, 因?yàn)榻橘|(zhì)損耗的原因,用這種方式來(lái)控制串音會(huì)導(dǎo)致衰減增加。
圖1 傳統(tǒng)的對(duì)絞線和圓形護(hù)套電纜的電磁場(chǎng)分布不過(guò)，因?yàn)樽o(hù)套的加入為保證電纜的特性阻抗值需求增加絕緣外徑或增加絕緣的發(fā)泡度，很終電纜的衰減并不會(huì)增加多少，有時(shí)反而略低。
因此，當(dāng)串音得到有效控制時(shí)，即使信號(hào)衰減增加了，但傳輸信號(hào)時(shí)的信噪比卻增加了。
為了盡可能降低衰減，選用此思路規(guī)劃電纜時(shí)通常選用泡沫絕緣和護(hù)套。
2.2 特性阻抗與結(jié)構(gòu)回波損耗特性阻抗是電纜回路上任意點(diǎn)電壓波與電流波之比，并有 （1）式中R、L、G、C分別為對(duì)稱回路的交流電阻、電感、導(dǎo)體間介質(zhì)電導(dǎo)和導(dǎo)體間互電容；ω為信號(hào)的角頻率。
在高頻下無(wú)屏蔽對(duì)稱電纜的特性阻抗近似表明為 （2）式中εe值與絕緣資料、絕緣類型、線對(duì)間填充介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)有關(guān)；S為回路兩導(dǎo)體的中心距；d為導(dǎo)體直徑。
在實(shí)際中常用輸入阻抗Zin來(lái)表述電纜的特性阻抗。
其定義如下: （3）式中Z0為終端開(kāi)路時(shí)的阻抗測(cè)量值；ZS為終端短路時(shí)的阻抗測(cè)量值。
因?yàn)殡娎|結(jié)構(gòu)的不均勻性，信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生波的反射，反射波在某些頻率點(diǎn)相互迭加，當(dāng)反射波幅值極大時(shí)，電纜的傳輸功能會(huì)在這些頻率點(diǎn)上甚至整個(gè)頻寬范圍內(nèi)急劇惡化。
因此，輸入阻抗頻率掃描曲線是一條起伏頗大的隨機(jī)分布曲線。
通常用結(jié)構(gòu)回波損耗來(lái)描述這種波動(dòng)情況。
結(jié)構(gòu)回波損耗SRL定義如下： （4）式中Zm為擬合阻抗。
由此定義可見(jiàn)，SRL實(shí)質(zhì)是描述Zin圍繞Zm波動(dòng)大小的一個(gè)指標(biāo)。
引起Zin 波動(dòng)的原因是電纜部件存在著突發(fā)性或周期性的結(jié)構(gòu)偏差或缺點(diǎn)。
如絕緣外徑波動(dòng)、導(dǎo)體直徑波動(dòng)、絞對(duì)時(shí)絕緣單線在節(jié)點(diǎn)處周期性壓傷，絕緣發(fā)泡不均勻、絕緣偏心時(shí)絞對(duì)過(guò)程因單線的自轉(zhuǎn)造成導(dǎo)體中心距S呈周期性的正（余）弦函數(shù)波動(dòng)等。
其中周期性的結(jié)構(gòu)偏差或缺點(diǎn)對(duì)SRL危害很大。
因?yàn)檩斎胱杩古c制造過(guò)程中的許多隨機(jī)缺點(diǎn)有著極為直接的關(guān)系，而制造過(guò)程中這許多的隨機(jī)缺點(diǎn)之間又彼此間相互關(guān)聯(lián)，相互影響，撲朔迷離，因而難以分析輸入阻抗與某個(gè)缺點(diǎn)的定量關(guān)系。
但通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐得知，生產(chǎn)過(guò)程中的隨機(jī)缺點(diǎn)較小時(shí)造成的阻抗波動(dòng)很小時(shí), SRL曲線上只出現(xiàn)小的尖峰。
極輕微的周期性結(jié)構(gòu)不均勻造成的影響與其它缺點(diǎn)造成的影響迭加一起，很終也呈現(xiàn)出隨機(jī)性的波動(dòng)，這與同軸纜的情況有所不同。
當(dāng)較嚴(yán)重的周期性不均勻缺點(diǎn)時(shí)，且相鄰點(diǎn)間的間隔等于電纜傳輸信號(hào)波長(zhǎng)的一半時(shí),在此頻率點(diǎn)及其整數(shù)倍頻率點(diǎn)上將出現(xiàn)顯著的尖峰。
即有以下關(guān)系（5）式中f為SRL出現(xiàn)尖峰的的很低處的頻率值（MHz），T為結(jié)構(gòu)波動(dòng)周期長(zhǎng)度單位 （m）。
某企業(yè)在生產(chǎn)六類纜時(shí)，四對(duì)線的結(jié)構(gòu)回波損耗曲線總是在60MHz 120MHz和180MHz處出現(xiàn)SRL峰值。
通過(guò)公式5計(jì)算得出T應(yīng)在1.9m左右并以此查找原因，很終發(fā)現(xiàn)是成纜機(jī)出現(xiàn)了故障，造成成纜節(jié)距的周期性大幅度波動(dòng)。
2.3 衰減 衰減是影響傳輸間隔的又一重要因素。
其值由以下三部分衰減組成 （6）其中，金屬衰減主要由線對(duì)中兩根導(dǎo)線因高頻電阻發(fā)生的衰減和對(duì)周圍金屬（導(dǎo)線和屏蔽）反射電磁波而發(fā)生的衰減組成；介質(zhì)衰減與介質(zhì)的損耗角正切值、工作頻率和工作電容有關(guān)，其值近似與頻率成正比；阻抗不均勻時(shí)波反射引起的附加衰減是因?yàn)樽杩共痪鶆蛟斐刹ǖ姆瓷洌瑴p小了波向前傳輸?shù)牧?，造成終端信號(hào)的減弱，其等效于有一附加的的“衰減”，這是造成衰減曲線在高頻下出現(xiàn)“波紋”的主要原因。
這種“波紋”可能導(dǎo)致個(gè)別頻率點(diǎn)上衰減不合格。
降低衰減的主要途徑是a. 選用介電常數(shù)和tgδ都低的絕緣料。
b. 選用合理的絕緣型式，如選用泡沫實(shí)心皮或泡沫或皮-泡-皮的絕緣型式。
c. 足量的導(dǎo)體尺寸、減小電纜結(jié)構(gòu)偏差和缺點(diǎn)。
2.4 相時(shí)延和不同線對(duì)間的相時(shí)延差相時(shí)延是決定高頻對(duì)稱電纜通訊間隔的關(guān)鍵參數(shù)之一。
有些通訊協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)幀的很小長(zhǎng)度有明確規(guī)定，如果鏈路的相時(shí)延過(guò)大(與電纜的相時(shí)延和鏈路上設(shè)備延時(shí)有關(guān)),在沖突發(fā)生時(shí)容易造成數(shù)據(jù)幀的丟失。
從傳達(dá)速度 可知運(yùn)用等效相對(duì)介電常數(shù)較小的絕緣結(jié)構(gòu)是降低相時(shí)延的重要途徑。
線對(duì)間的相時(shí)延差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致并行傳輸數(shù)據(jù)時(shí)幀的錯(cuò)誤。
減小線對(duì)間總的絞合系數(shù)差值或調(diào)整絕緣發(fā)泡度或微調(diào)絕緣外徑是解決相時(shí)延差的主要辦法。
3．高頻電纜規(guī)劃時(shí)需求留意的問(wèn)題規(guī)劃高頻對(duì)稱電纜時(shí),首先要保證其電氣功能和機(jī)械物理功能滿足相應(yīng)要求。
在規(guī)劃時(shí)很好選用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃。
盡可能選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易的方式。
電纜產(chǎn)品很終是要用到具體的環(huán)境中去的，電纜被安裝后也應(yīng)具備杰出的傳輸功能。
這就要求電纜具有杰出的抗拉、抗壓及杰出的適應(yīng)正常運(yùn)用環(huán)境才能。
如室外高頻對(duì)稱電纜宜采耐候護(hù)套資料并具備杰出的防潮才能、高溫環(huán)境下運(yùn)用的高頻對(duì)稱電纜應(yīng)選用耐高溫的資料如FEP、輻照交聯(lián)聚乙烯等。
其次，因與接插件配套的原因，高頻對(duì)稱電纜的結(jié)構(gòu)尺寸還應(yīng)滿足與相應(yīng)接插件相匹配的要求。
然而，這個(gè)兩個(gè)問(wèn)題并未引起所有高頻對(duì)稱纜制造商的重視。
中 文
