理论教育 智能建筑布线工程中线缆的选择

智能建筑布线工程中线缆的选择

时间:2023-08-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:表3.3.1按双绞线传输速率的不同分类2.同轴电缆选择同轴电缆,内外由相互绝缘的同轴心导体构成的电缆,其频率特性比双绞线好,能进行较高速率的传输,是局域网中最常见的传输介质之一,常用于电视信号的传送。图3.3.2同轴电缆结构导体。

智能建筑布线工程中线缆的选择

线缆包括光缆电缆两大类,其中电缆有双绞线和同轴电缆两种;光缆有多模光纤光缆和单模光纤光缆两种。

1.双绞线选择

双绞线(Twisted Pair,TP)是智能建筑综合布线工程中最常用的一种传输介质。所谓双绞线,就是把两条相互绝缘的铜导线按照一定的方向顺时针或逆时针拧在一起,形状就像一根麻花,故名双绞线。

1)双绞线的结构

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。一般扭线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。

双绞线结构分为三层,分别由内层铜导线、绝缘层、塑料护套(聚氯乙烯)组成,如图3.3.1 所示。双绞线内层的铜导线遵循AWG 标准(美国线规尺寸标准,规定了导体的直径),大小有22、24 和26 等规格,规格数字越大,导线越细;外层的绝缘层一般由PVC(聚氯乙烯化合物)制成;最外层还有一层塑料护套,用于保护电缆,护套外皮有非阻燃(CMR)、阻燃(CMP)和低烟无卤(LSZH)三种材料。

图3.3.1 双绞线结构示意图

双绞线的每一条线都有色标,一条4 对双绞线有橙色对、绿色对、蓝色对和棕色对4 种色对,每种线对中一条是纯色,另一条是白色或是与白色相间的,如橙色线对是缠绕在一起的一条橙色的线和一条橙白相间的线。通过色标,我们就可以对双绞线中的每一条线进行识别和连接。

2)双绞线的分类

(1)按绝缘层的不同分类。

按照绝缘层外部是否有金属屏蔽层,双绞线可以分为非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)和屏蔽双绞线(Shielded T wisted P air,STP)两大类,如图3.3.1 所示。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。屏蔽双绞线电缆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STP(单屏蔽层)、FTP(铝箔屏蔽层)和SFTP(双屏蔽层)三种。非屏蔽双绞线电缆具有无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间;重量轻,易弯曲,易安装;将串扰减至最小或加以消除;具有独立性和灵活性等优点,适用于智能建筑综合布线系统。

(2)按传输速率的不同分类。

按照传输速率的不同,双绞线可以分为9 种不同的型号,如表3.3.1 所示。

目前,我国智能建筑综合布线工程中语音信号一般使用三类线传输,数据信号一般使用五类、超五类、六类线传输。在实际施工的时候可根据设计要求以及用户的需求适当选择。

(3)按绞线对数的不同分类。

双绞线按其绞线对数可分为2 对、4 对、25 对、100 对和300 对等。2 对的双绞线用于电话,4 对的双绞线用于数据传输,25 对、100 对和300 对的双绞线用于电信通信大对数线缆。

表3.3.1 按双绞线传输速率的不同分类

2.同轴电缆选择

同轴电缆(Coaxial cable),内外由相互绝缘的同轴心导体构成的电缆,其频率特性比双绞线好,能进行较高速率的传输,是局域网中最常见的传输介质之一,常用于电视信号的传送。

1)同轴电缆的结构

同轴电缆是有线电视系统中用来传输射频信号的主要媒质,它是由芯线和屏蔽网筒构成的两根导体,因为这两根导体的轴心是重合的,故称同轴电缆或同轴线。同轴电缆分成四层,分别由导体、绝缘层、屏蔽层和护套组成,如图3.3.2 所示。

图3.3.2 同轴电缆结构

(1)导体。

导体通常由一根实心铜线构成,利用高频信号的集肤效应,可采用空铜管,也可用镀铜铝棒,对不需供电的用户网采用铜包钢线,对于需要供电的分配网或主干线建议采用铜包铝线,这样既能保证电缆的传输性能,又可以满足供电及机械性能的要求,减轻了电缆的重量,也降低了电缆的造价。

(2)绝缘层。

绝缘层可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)和氟塑料等,常用的绝缘介质是损耗小、工艺性能好的聚乙烯。

(3)屏蔽层。

同轴电缆的屏蔽层有双重作用,它既作为传输回路的一根导线,又具有屏蔽作用,外导体通常有3 种结构。

①金属管状。这种结构采用铜或铝带纵包焊接,或者是无缝铜管挤包拉延而成,这种结构形式的屏蔽性能最好,但柔软性差,常用于干线电缆。

②铝塑料复合带纵包搭接。这种结构有较好的屏蔽作用,且制造成本低,但由于外导体是带纵缝的圆管,电磁波会从缝隙处穿出而泄漏,应慎重使用。(www.daowen.com)

③编织网与铝塑复合带纵包组合。这是从单一编织网结构发展而来的,它具有柔软性好、重量轻和接头可靠等特点,实验证明,采用合理的复合结构,对屏蔽性能有很大提高,目前这种结构形式被大量使用。

(4)护套。

室外电缆宜用具有优良气候特性的黑色聚乙烯,室内用户电缆从美观考虑则宜采用浅色的聚乙烯。

2)同轴电缆的分类

同轴电缆根据其直径大小可以分为粗同轴电缆RG-11 和细同轴电缆RG-58。粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长,可靠性高,由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置,但粗缆网络必须安装收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。相反,细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T 型连接器两端,所以当接头多时容易产生不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。

(1)细同轴电缆。

细缆(RG-58)的直径为0.26 cm,最大传输距离185 m,使用时与50 Ω终端电阻、T 型连接器、BNC 接头与网卡相连,线材价格和连接头成本都比较便宜,而且不需要购置集线器等设备,十分适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。缆线总长不要超过185 m,否则信号将严重衰减。细缆的阻抗是50 Ω。

(2)粗同轴电缆。

粗缆(RG-11)的直径为1.27 cm,最大传输距离达到500 m。由于直径相当粗,因此它的弹性较差,不适合在室内狭窄的环境内架设,而且RG-11 连接头的制作方式也相对要复杂许多,并不能直接与计算机连接,它需要通过一个转接器转成AUI 接头,然后再接到计算机上。由于粗缆的强度较强,最大传输距离也比细缆长,因此粗缆的主要用途是扮演网络主干的角色,用来连接数个由细缆所结成的网络。粗缆的阻抗是75 Ω。

3.光纤/光缆选择

1)光纤的结构

光纤由纤芯、包层和涂覆层三部分组成,如图3.3.3 所示。通信用的光纤绝大多数是用石英材料做成的横截面很小的双层同心圆柱体,外层的折射率比内层低。

图3.3.3 光纤结构示意图

折射率高的中心部分叫作纤芯,其折射率为n1,直径为2a=4~50 μm,材料为高纯度SiO2,掺有极少量的掺杂剂(GeO2,P2O5),作用是提高纤芯折射率(n1),以传输光信号。折射率低的外围部分称为包层,其折射率为n2,直径为2b=125 μm,其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。而掺杂剂(如B2O3)的作用则是适当降低包层对光的折射(n2),使之略低于纤芯的折射率,即n1>n2,它使得光信号封闭在纤芯中传输。

2)光缆的结构及分类

光缆由缆芯、护层和加强芯组成。缆芯由光纤的芯数决定,可分为单芯型和多芯型两种;护层主要是对已成缆的光纤芯线起保护作用,避免受外界机械力和环境损坏,护层可分为内护层(多用聚乙烯或聚氯乙烯等)和外护层(多用铝带和聚乙烯组成的LAP 外护套加钢丝铠装等);加强芯主要承受敷设安装时所加的外力。室外光缆的基本结构有层绞式、中心管式、骨架式三种。每种基本结构中既可放置分离光纤,亦可放置带状光纤。

(1)层绞式光缆。

层绞式光缆结构是由多根二次被覆光纤松套管(或部分填充绳)绕中心金属加强件绞合成圆形的缆芯,缆芯外先纵包复合铝带并挤上聚乙烯内护套,再纵包阻水带和双面覆膜皱纹钢(铝)带,最后加上一层聚乙烯外护层组成,层绞式光缆端面如图3.3.4 所示。

图3.3.4 层绞式光缆端面示意图

层绞式光缆的结构特点是:光缆中容纳的光纤数量多,光缆中光纤余长易控制,光缆的机械、环境性能好,它适宜于直埋、管道敷设,也可用于架空敷设。

(2)骨架式结构光缆。

骨架式结构光缆是把紧套光纤或一次涂覆光纤放入加强芯周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成,如图3.3.5 所示。

图3.3.5 骨架式光缆端面示意图

骨架式光纤带光缆的优点是:结构紧凑、缆径小、纤芯密度大(上千芯至数千芯),接续时无须清除阻水油膏,接续效率高。缺点是:制造设备复杂(需要专用的骨架生产线)、工艺环节多、生产技术难度大等。

(3)中心管结构光缆。

由一根二次光纤松套管或螺旋形光纤松套管,无绞合直接放在缆的中心位置,纵包阻水带和双面涂塑钢(铝)带,两根平行加强圆磷化碳钢丝或玻璃钢圆棒位于聚乙烯护层中组成的,如图3.3.6 所示。

图3.3.6 单芯软光缆端面示意图

中心管式光缆的优点是:光缆结构简单、制造工艺简捷,光缆截面小、重量轻,很适宜架空敷设,也可用于管道或直埋敷设。缺点是:缆中光纤芯数不宜过多(如分离光纤为12芯、光纤束为36 芯、光纤带为216 芯),松套管挤塑工艺中松套管冷却不够,成品光缆中松套管会出现后缩,光缆中光纤余长不易控制等。

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