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电线电缆/光纤 |
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浅析数据电缆的生产和设备介绍 |
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作者：TCL 周则威 |
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当前全球正在跨入信息社会，信息高速公路的建设正在一些工业化国家迅速发展，以期在二十一世纪初期实现这一划时代的宏伟规划。局域网是构成高速信息网的基本单位，所以局域网用数据电缆的需求也迅猛增长，数据电缆到目前为止，有两种电缆：一种是美洲推行的100Ω电缆，主要是针对非屏蔽类电缆；另一种是欧洲推行的150Ω电缆，主要是针对屏蔽类电缆。
数据电缆到现在为止，国际上的相关标准一般分为三类、四类（已取消）、五类、增强性五类、六类，它们分别对应的传输带宽为16MHz、20MHz、100MHz、100MHz（支持全双工传输）、250MHz，对与七类、甚至八类目前在国际标准上没有正式定义，只是各家布线厂家的炒作而已；对应于不同的数据电缆级别ISO/IEC有相应的通道级别与之对称，目前一般分为CLASSA、CLASSB、CLASSC、CLASSD、CLASSE级，当然现在也有在推CLASSF级的。其实两个不同地区推不同阻抗要求的电缆是基于他们推不同的结构所产生的，美洲推行的100Ω电缆，主要是美洲到目前为止都不太推行屏蔽结构，这是因为如有了屏蔽结构就会形成导体与屏蔽层之间的临近效应，改变导体的电容和电阻等低频参数，另在屏蔽层上也会有高频窝旋电流的产生。但不用屏蔽结构，线缆就没有抵抗外界干扰能力和保密性差，而且如要做到像300MHZ以上的传输较困难，所以欧洲就实行了屏蔽结构，那么怎样才能消除由屏蔽层带来的困扰，就只好通过增大阻抗，所以欧洲一般在推行150Ω电缆。两种结构谁好谁坏还是要根据不同的应用环境来断定，所以现在国际上布线一般都是讲究两种布线方式的组合。
但目前应用较广的还是非屏蔽结构，且由于信息化的发展，对传输带宽要求的跟进，目前较为流行的是五类和增加性五类非屏蔽数据电缆，下面就以此为点来介绍一下：
1、生产工艺流程图（以现在最流行的二步法生产方式为例）：
2、生产过程及设备特点：
初看一下，一根4对数据电缆的结构与普通的市话电缆差不多，但是要全面达到数据电缆的规范，难度相对较高。因为一般市话电缆只是在音频范围内使用，就是用脉码调制通话系统，电缆的测试频率亦只有1MHz左右，而数据电缆的测试频率要达100 MHz、250 MHz还有甚至500 MHz等。因此对电缆结构的对称性和精密性要求甚高。
目前数据缆的生产流程可归纳如下（国内现在有应用的）：
注：现在的台资企业有将护套与成圈一起的。
这三种方案的主要区别在于对绞、成缆两工序，分开还是合并的问题。过去不少人认为生产高质量的数据电缆一定要用群绞。群绞的最大优点是将对绞、成缆两工序合而为一，省除了对绞后的收绕和成缆时的放出，使对绞的反复弯曲减少，从而提高了电缆的质量。但其缺点为生产效率低、投资大。通过各国的多年实践验证，对绞、成缆分开还是合并各有优缺点，其最终结果均能生产出高质量的数据缆。在分开对绞、成缆的方案中，绞对机的放线是在机器旋转体的外面，主动放线及精密张力控制要比群绞容易得多，附加屏蔽也方便。对超五类及以上的电缆，现已开始在对绞机及成缆机上采用退扭或部分退扭放线，以提高绞对及成缆的质量水平，但现在被普遍采用的是绞对上的退扭。这在分开工序上比较容易做到，但在群绞机上就困难得多。归纳起来，群绞方案的最大优点可能是省人工和占地小，并减少芯线弯曲，容易保证性能。最大的缺点是放线不易退扭，对线间节距相差较长，生产速度受最小节距对的限制，对线受力均匀性不及单独工序，而且投资大。因此，目前主要还是以两步法为主。
下面就各种工序的设备来进行一些分析：
A． 拉丝—绝缘串列生产线（简称串联线）
这是生产数据电缆最关健的工序，除了生产数据电缆的绞线线芯外，为了保证绝缘线芯达到高度精密的几何尺寸和最佳质量，均毫无例外采用串联线。与电话电缆串联线相关，数据电缆串联线的生产要求和质量控制指标要严格很多。
目前能达到以上要求的高速串联线的生产厂家国内的不多，口杯较好的有上海金东和广东永雄，且价格还可以在一百五十万人民币左右，但稳定性方面还是较差，生产高级别数据缆如六类缆等还有点难度。线速度较低约1000m/min，不可以做物理发泡。所以一般现在采用的都是进口串联线，如罗森泰、耐克斯龙、日本神户制钢、美国戴维斯。这些厂家里最被推广的还是罗森泰及耐克斯龙，他们的速度在1800m/min——2200m/min，可以做皮泡皮绝缘，（也可做一些氟塑料绝缘），为未来的小线芯六类缆和更高级别的数据电缆奠定基础，但价格较贵，就是现在价格下调了，如果一条线全部配齐也在一千多万人民币。
目前市面上被认可的单线分色，大都采用美国色标，四对线分别：白一篮、白一橙、白一绿、白一棕。为了便于分线，现在电缆厂中采用是在白色线芯上印有色环或色条。当采用色环时，热线芯在挤出机头出来后即通过高速色环机，虽然进口的色环机号称可达1200m/min—2000m/min，但高速油墨需全部进口，即使采用高速油墨，在聚乙烯绝缘上，线速在1200m/min时喷印色环，干燥已不易，且成本高，故在一些高速串联线不太被采用。在进口的高速串联线上较被推的是色条，只要在挤出机头上加一个小挤出机，且生产成本低，生产速度不受影响。
B．绞对机
数据电缆的绞对机，在原理上和电话电缆绞对机没有多大区别。只是绞合节距甚小，一般均在10——25mm范围内，但对节距的稳定性及张力控制要求很高。
下面是两种绞对机的质量控制要求对照表：
为了达到以上要求，绞对机的放线装置应做到主动放线，并有灵敏的张力反馈，并保持两根线的放线张力均匀和长度一样。同时机器上所有的转向导轮应尽可能加大，以免铜线与绝缘之间的附着力受到影响。由于数据电缆的绞合节距较短，所以必需尽可能提高其转弓速度，以提高产量。
目前在大陆的绞对机生产厂家中上海金东、合肥神马的还不错，台湾也有部分较理想的绞对机。现在真正被客户应用和认可的还是进口的，如法国的高登、法国波逖亚、日本琴玲，性能好，但价格高。
C．成缆机
数据电缆成缆机可分为两种类型：双扭式和单扭式。双扭式速度快，精度相对较低，普遍采用于数据电缆的五类缆与超五类缆生产。对与六类缆及要求较高的屏蔽电缆，国际上普遍采用单扭成缆机，精度高。
下面是单扭和双扭成缆机的性能比较：
国内外生产成缆机的厂家基本同绞对机的。法国波逖亚采用的是群绞（绞对和成缆合二为一）。另大对数数据电缆的成缆也采用改装的电话电缆成缆机，或各设备生产厂家对应的改装设备。
D．护套机
数据是缆护套生产线的特点是护套厚度较薄，一般只有0.5mm左右，通常采用聚氯乙烯或其他聚烯烃化合物。在挤出过程中，要使缆芯结构保持其几何位置不变，故通常采用定心式挤出机头和半挤管式模具。在护套表面要印上标识，因电缆外形不一定平滑，所以通常采用电脑喷印。护套生产在整个数据电缆生产过程中是控制最简单的环节，所以一般采用国产护套生产线即可满足要求，根据挤出外径大小，一般采用65型挤出机。
E．成圈包装
由于数据缆的装箱长度一般为1000英尺（304.8米）。为了使施工放线方便，又要保持电缆在放出时不受扭曲，以免影响性能，现在普通采用的有两种方式：匣式无扭自由放线包装和绕盘纸匣放线包装。后者需将电缆绕在纸板盘上，再装入纸箱中，用芯轴托住，使用时从槽口将电缆拖出，这种包装方法成本较高，同时电缆纸盘需转动，此种方式目前主要应用六类缆的包装。目前，国际上最流行的是匣式无扭自由放线，电缆在成圈时采用特殊交叉卷绕，这样在放线时电缆不会扭曲。这种成圈机现在生产厂家较多，国际上最先进、效果最好的是美国文登，价格也很贵。
F．成品测试
对数据缆的成品测试要求，要比电话电缆高得多。电话电缆测试最高在1 MHz，而数据电缆现在国际已频发标准的要达到250 MHz。美国EIA/TIA（电子工业协会/电讯工业协会）标准，还是ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工会议）标准都严格规定了电缆出厂标准。目前市面的测试仪有精装式和便携式。精装式有瑞士AESA、美国DCM、台湾惠盈、德国MEA等，在这些厂家中，最被采用的是瑞士AESA、美国DCM，价格也昂贵。便携式的有FLUKE、IDEAL等，这些一般用于工程上的检测，不可作为出厂检测。选用先进的测试系统，不仅对控制生产质量，确定产品的等级十分重要。并且根据测试统计分析结果，来改进提高工艺和产品质量，帮助也极大。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(10/31/2005) |
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