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同軸電纜的簡單介紹

職場 更新时间:2024-07-23 00:29:45

同軸電纜(Coaxial Cable)是一種電線及信号傳輸線,一般是由四層物料造成:最内裡是一條導電銅線,線的外面有一層塑膠(作絕緣體、電介質之用)圍攏,絕緣體外面又有一層薄的網狀導電體(一般為銅或合金),然後導電體外面是最外層的絕緣物料作為外皮。

同軸電纜的簡單介紹(同軸電纜結構與工作原理)1

同軸電纜可用于模拟信号和數字信号的傳輸,适用于各種各樣的應用,其中最重要的有電視傳播、長途電話傳輸、計算機系統之間的短距離連接以及局域網等。同軸電纜作為将電視信号傳播到千家萬戶的一種手段發展迅速,這就是有線電視。一個有線電視系統可以負載幾十個甚至上百個電視頻道,其傳播範圍可以達幾十千米。長期以來同軸電纜都是長途電話網的重要組成部分。今天,它面臨着來自光纖、地面微波和衛星的日益激烈的競争 。

同軸電纜(Coaxial Cable)是指有兩個同心導體,而導體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。最常見的同軸電纜由絕緣材料隔離的銅線導體組成,在裡層絕緣材料的外部是另一層環形導體及其絕緣體,然後整個電纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護套包住。

同軸電纜的簡單介紹(同軸電纜結構與工作原理)2

同軸電纜可用于模拟信号和數字信号的傳輸,适用于各種各樣的應用,其中最重要的有電視傳播、長途電話傳輸、計算機系統之間的短距離連接以及局域網等。同軸電纜作為将電視信号傳播到千家萬戶的一種手段發展迅速,這就是有線電視。一個有線電視系統可以負載幾十個甚至上百個電視頻道,其傳播範圍可以達幾十千米。長期以來同軸電纜都是長途電話網的重要組成部分。今天,它面臨着來自光纖、地面微波和衛星的日益激烈的競争。

同軸電纜的發展主要分為四代:第一代是19世紀中期開始利用聚乙烯材料作為實芯絕緣介質;第二代是利用化學發泡PE材料作為絕緣介質;第三代是藕芯縱孔PE材料作為絕緣介質;第四代是利用物理發泡PE材料作為絕緣介質。同軸電纜按照結構可分為:洩漏同軸電纜、多芯同軸電纜、細徑化同軸電纜、複合同軸電纜。

同軸電纜行業發展至今經曆了一系列的變遷。由于全球電子産業在2000年進入高峰期,作為電子産業一部分, 同軸電纜市場規模也達到曆史的高峰期。在随後的三年内,随着全球經濟增長率進入低谷,同軸電纜産業也随着下遊需求的萎縮而進入低迷期,直到2003年下半年才出現複蘇迹象。從2004年開始,全球同軸電纜行業進入新一輪的增長期。随着移動通信信号覆蓋面的不斷擴大,基站數擴增,以及交通、能源、醫療等領域對移動信号要求的不斷提高,全球射頻同軸電纜行業的市場發展前景依然看好 。

同軸電纜的簡單介紹(同軸電纜結構與工作原理)3

工作原理:

同軸電纜由裡到外分為四層:中心銅線(單股的實心線或多股絞合線),塑料絕緣體,網狀導電層和電線外皮。中心銅線和網狀導電層形成電流回路。因為中心銅線和網狀導電層為同軸關系而得名。

同軸電纜傳導交流電而非直流電,也就是說每秒鐘會有好幾次的電流方向發生逆轉。

如果使用一般電線傳輸高頻率電流,這種電線就會相當于一根向外發射無線電的天線,這種效應損耗了信号的功率,使得接收到的信号強度減小。

同軸電纜的設計正是為了解決這個問題。中心電線發射出來的無線電被網狀導電層所隔離,網狀導電層可以通過接地的方式來控制發射出來的無線電。

同軸電纜也存在一個問題,就是如果電纜某一段發生比較大的擠壓或者扭曲變形,那麼中心電線和網狀導電層之間的距離就不是始終如一的,這會造成内部的無線電波會被反射回信号發送源。這種效應減低了可接收的信号功率。為了克服這個問題,中心電線和網狀導電層之間被加入一層塑料絕緣體來保證它們之間的距離始終如一。這也造成了這種電纜比較僵直而不容易彎曲的特性。

同軸電纜的屏蔽材料實質上主要是對外導體進行改進,從最初的管狀外導體,依次發展為單層編織、雙層金屬。管狀外導體雖然屏蔽性能非常好,但不易彎曲,使用不方便。單層編織的屏蔽效率最差,雙層編織比一層編織的轉移阻抗減少3倍,可見雙層編織的屏蔽效果比單層有了很大的改善。各大同軸電纜制造商都在不斷改進電纜的外導體結構以保持其性能。

主要分類:

同軸電纜可分為兩種基本類型,基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。

基帶同軸電纜

基帶同軸電纜的屏蔽層通常是用銅做成的網狀結構,其特征阻抗為50Ω。該電纜用于傳輸數字信号,常用的型号一般有RG-8(粗纜)和RG-58(細纜)。粗纜與細纜最直觀的區别在于電纜直徑不同。粗纜适用于比較大型的局部網絡,它的标準距離長,可靠性高;但是粗纜網絡必須安裝收發器和收發器電纜,安裝難度也大,因此總體造價高。相反,細纜則比較簡單,造價較低;但由于安裝過程中要切斷電纜,因而當接頭較多時容易産生接觸不良的隐患。

無論是使用粗纜還是細纜連接的網絡,故障點往往會影響到整根電纜上的所有機器,故障的診斷和修複都很麻煩。因此,基帶同軸電纜已逐步被非屏蔽雙絞線或光纜所取代。

寬帶同軸電纜

寬帶同軸電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓而成的,其特征阻抗為75Ω。這種電纜通常用于傳輸模拟信号,常用型号為RG-59,是有線電視網中使用的标準傳輸線纜,可以在一根電纜中同時傳輸多路電視信号。寬帶同軸電纜也可用作某些計算機網絡的傳輸介質 。

優缺點:

同軸電纜的優點是可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信,而其缺點也是顯而易見的:一是體積大,細纜的直徑就有3/8英寸粗,要占用電纜管道的大量空間;二是不能承受纏結、壓力和嚴重的彎曲,這些都會損壞電纜結構,阻止信号的傳輸;最後就是成本高,而所有這些缺點正是雙絞線能克服的,因此在現在的局域網環境中,基本已被基于雙絞線的以太網物理層規範所取代。

應用:

在有線電視傳輸中,由于同軸電纜造價低、易施工,在中、小傳輸系統中得到了廣泛的應用。特别是在HFC(Hybrid Fiber-Coaxial,混合光纖同軸電纜)網絡“最後1公裡”傳輸中,是無法用其他電纜所代替的。許多無源器件、有源器件及用戶都需電纜連接,凡是用同軸電纜連接的各個器件之間都需達到阻抗匹配。如果不匹配,會使信号在元器件與電纜之間産生反射,增加噪聲及重影對傳輸圖像的影響。

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