一、引言

　　面對用戶對于網(wǎng)絡(luò)安全的日益重視，對網(wǎng)絡(luò)寬帶需求的日益提高，傳統(tǒng)的超五類、六類布線產(chǎn)品逐步不能夠適應高寬帶高速度的要求；同時隨著該類產(chǎn)品工藝不斷成熟和發(fā)展，市場競爭越來越激烈，制造商和系統(tǒng)集成商的利潤空間也越來越小；與此同時，綜合布線系統(tǒng)用數(shù)字通信對稱電纜也不斷更新?lián)Q代，6A類產(chǎn)品就是其中之一，憑借其500MHz帶寬和優(yōu)異的性能脫穎而出。 6A類電纜其結(jié)構(gòu)和6類電纜基本相同，只有導線線徑粗一點，生產(chǎn)成本比6類電纜略高，但它的最高傳輸頻率比6類電纜提高了一倍，比7類電纜只少100MHZ，但它的結(jié)構(gòu)比7類電纜簡單，7類電纜為了能達到600MHZ的最高傳輸頻率，采用對屏蔽加雙層總屏蔽的形式，因而6A電纜的制造成本比7類低很多，所以它頗受市場青睞，并日益彰顯其活力。

　　雖然6A類數(shù)字電纜在國內(nèi)用量還不多，大部分產(chǎn)品都是出口國外，在2007年，約有20％ 的有源設(shè)備端口是1 0G端口，2008年超過30％ 的布線安裝成為6A 類布線系統(tǒng)，另外，全球每年約有10％ 的布線被升級。而在可預見的未來幾年內(nèi)，6A類系統(tǒng)將成為市場的主流。本文簡要介紹了該類型數(shù)字電纜結(jié)構(gòu)、性能，制造過程中關(guān)鍵控制點及應用的前景。

　　二、6A類數(shù)字纜的開發(fā)和設(shè)計要求

　　1  產(chǎn)品生產(chǎn)的主要工藝流程圖
銅材拉絲→包絕緣層擠出單線→退扭絞對→成纜（加骨架）→屏蔽護套→成盤

　　2  產(chǎn)品設(shè)計依據(jù)

　　依據(jù)TIA/EIA 568C.2-2009、YD/T926.2-2009和GB/T18015-2007相關(guān)標準，確定產(chǎn)品技術(shù)指標。

　　3  工藝設(shè)計

　　3.1  結(jié)構(gòu)設(shè)計：

　　6A電纜有UTP和FTP兩種型號，但以FTP為主。在設(shè)計中為保證6A產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對稱性的穩(wěn)定，尤其是確保串音衰減指標的順利通過，6A類數(shù)字電纜普遍采用中心十字骨架結(jié)構(gòu)，其主要作用是隔離線對、穩(wěn)定纜芯結(jié)構(gòu)，十字骨架外徑在5.0～5.5mm，葉片厚度在0.6～0.7mm，材料宜選用較柔軟的低密度聚乙烯（LDPE）。目前一些企業(yè)使用“腔”型骨架，這種骨架在改善產(chǎn)品阻抗和串音衰減方面，具有較大的優(yōu)勢，但是使用腔型骨架，在成纜生產(chǎn)時，對成型模具的設(shè)計和精度要求很高,成品電纜的外徑比較大,增加了制造成本。

　　屏蔽6A電纜結(jié)構(gòu)，是對整個電纜芯采用金屬屏蔽，由于金屬屏蔽層的反射和吸收作用，可以更好地分隔周圍的電磁場，有效的防止外界的電磁干擾信號和來自電纜內(nèi)部的電磁輻射外泄，擁有極好的電磁兼容特性和保密性,同時也改善自身的傳輸穩(wěn)定效果。

　　3.2  輸入阻抗、衰減及串音指標設(shè)計：

　　單線工藝的設(shè)計是整個設(shè)計過程中的重中之重，按照標準規(guī)定，一般6A類產(chǎn)品采用實心絕緣。當然，現(xiàn)在很多廠家根據(jù)客戶需求，并結(jié)合成本的考慮，單線也可使用物理發(fā)泡，因為空氣的介電常數(shù)最小，在單線絕緣外徑減小的同時，工作電容不會增大，絕緣料使用量可減少50%以上,降低了制造成本。如今在激烈市場競爭下，如何在優(yōu)良性能與電纜成本之間采取折衷，也至關(guān)重要。

　　①．特性阻抗（Characteristic Impedance）表示字符Z 單位Ω

　　導體和絕緣的材料及幾何尺寸都會影響到特性阻抗值，輸入阻抗是6A類數(shù)字電纜中重要指標之一，它的計算公式可列為：

　　阻抗上限：Zu= Zo*[（1+︱Ρ︱）/（1-︱Ρ︱）]

　　阻抗下限：Zl= Zo*[（1-︱Ρ︱）/（1+︱Ρ︱）]

　　式中，Zo—100Ω、︱Ρ︱—反射系數(shù)的模，︱Ρ︱=10(-RL/20)

　　結(jié)合阻抗的模板公式，可以看出，標準YD/T926.2-2009中，對于阻抗的要求略有降低，考慮到高端的6A類及以上產(chǎn)品，其阻抗指標在低頻和高頻時容易產(chǎn)生波動，因此標準中對低頻和高頻的允許阻抗波動范圍比較大。比如，就6A類產(chǎn)品，其在500MHz時阻抗的上限為131.6Ω、而阻抗的下限為76.0Ω，遠比其他標準中規(guī)定的100±15Ω容易達到，也符合實際使用要求，當然低頻同樣也允許存在適當大的波動。這個標準對于阻抗的規(guī)定，是比較貼近生產(chǎn)廠家的實際產(chǎn)品指標的。

　　②．衰減（Attenuation）表示字符ATT　單位為分貝dB

　　衰減主要表示為初始傳送端信號強度與接收端信號強度的比值，是信號沿著一定長度的線纜傳輸所產(chǎn)生的損耗，此值與線纜的長度有著直接的關(guān)系，并隨頻率的上升而增加，故此值是越小越好。

　　6A類纜：α≤1.820√f+0.0091f+0.250/√f（dB）        公式中f為傳輸頻率

　　上述公式中，受溫度影響，對于非屏蔽電纜溫度范圍在20℃～40℃的增量為0.4%/℃，40℃～60℃的溫度范圍內(nèi)為0.6%/℃，而屏蔽電纜在20℃～60℃的溫度范圍內(nèi)為0.2%/℃，標準中還特別指出，1～4MHz性能由設(shè)計保證，無需測試低于4MHz的電纜衰減性能。

　　如果采用實心絕緣，一般導體直徑控制在0.580mm來保證低頻衰減指標合格，而工作電容一般控制在51nF/100m左右，來保證高頻衰減指標的通過；當然，根據(jù)客戶需求也可采用發(fā)泡工藝，在泡沫絕緣中，通過控制單線絕緣外徑和水中電容的大小，以求絕緣的發(fā)泡度和成品電纜的工作電容均能符合設(shè)計要求。

　　③．近端串音衰減（Near End Crosstalk Attenuation）表示字符NEXT 單位dB

　　NEXT是對傳送線對與鄰近線對產(chǎn)生串音干擾信號的壓制消耗能力，它是對串音干擾信號的消除作用，故此值越大越好。定義公式如下：

　　NEXT=10㏒（P1N/P2N）=20㏑（V1N/V2N）P1N主串對輸入功率

　　P2N為電纜近端被串對輸出功率

　　V1N主串對輸入電壓、V2N為電纜近端被串對輸出電壓

　　在傳輸過程中，線對間會產(chǎn)生電容耦合，會在相鄰線對中產(chǎn)生串音，而絞對后相鄰兩節(jié)距有交叉，a、b兩單線相對位置互換，耦合電容的極性相反，經(jīng)疊加后可以互相抵消，相鄰節(jié)距長度越接近，互相位置越一致，抵消的越干凈，串音越小。線對之間的距離會影響到串音的大小，距離越遠，串音越小，采用十字骨架可以使線對間距離增加，同時使線對對稱性更好，促使NEXT有效提高，用適當增加十字骨架葉片的厚度就可以達到目的，NEXT指標也相應越好。標準中對此參數(shù)值的規(guī)定如下：

　　6A類纜：NEXT≥75.3-15㏒f

　　特別需要指出的是，6A類產(chǎn)品增加了外部近端串音（ANEXT）指標的測試。目前測試儀廠商正在研究現(xiàn)場測試安裝系統(tǒng)ANEXT的方法。但是在實驗室里已經(jīng)可以實現(xiàn)線纜的外部串擾性能測試，最差情況是6根4對線纜包裹一根被測4對線纜，典型情況可以測試兩根相鄰4對線纜的外部串擾，此方法也可以用于鏈路或信道的測試。

　　三、6A類數(shù)字電纜在制造過程中的關(guān)鍵控制點

　　6A類數(shù)字電纜其結(jié)構(gòu)和6類基本一樣，但最高傳輸頻率提高一倍，要實現(xiàn)這個要求，關(guān)健就是首先必須要精確的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計，另外在生產(chǎn)上要選用性能優(yōu)越的設(shè)備，嚴格執(zhí)行工藝要求，精心地組織生產(chǎn)，才能做成合格的產(chǎn)品。

　　1  單線工序

　　單線是數(shù)字電纜生產(chǎn)的基礎(chǔ)工序，設(shè)計并控制好絕緣單線各參數(shù)是首要條件。

　　根據(jù)設(shè)計，一般要求在生產(chǎn)過程中，要求同心度≥98%、導體線徑偏差限制在0.002mm之間、絕緣線徑偏差限制在0.004mm之間。如果單線絕緣用物理發(fā)泡，則水中電容應控制在±2.0pF/m之間，絕緣的發(fā)泡度一般選取在30～40%左右比較合適，太大了絞對時容易把單線壓扁，太小了效果不明顯。

　　銅絲的伸長率沒有特別的要求，但退火的均勻性要求很高，在生產(chǎn)中特別需要注意退火電流的穩(wěn)定，確保銅絲伸長率的均勻穩(wěn)定。大線徑的單線在生產(chǎn)時，絕緣外徑的穩(wěn)定性和圓整度是比較難控制的，也是對后續(xù)有很大影響的參數(shù)，這時設(shè)備的精密度和穩(wěn)定性就顯得尤其重要。

　　2  絞對工序

　　線對節(jié)距是直接關(guān)系到數(shù)字電纜成品的串音指標合格與否。絞對機一般有電子調(diào)節(jié)距和齒輪調(diào)節(jié)距兩種方式，電子的換節(jié)距方便但穩(wěn)定性差，齒輪式穩(wěn)定性好，故最好選用齒輪式調(diào)節(jié)距的絞對機進行生產(chǎn)，節(jié)距的誤差才能控制在±1％之內(nèi)。

　　為了降低因絕緣單線在制造過程中的缺陷對成品電纜的影響，絞對工序一般采用退扭絞對機來生產(chǎn)，所謂退扭就是利用反方問預扭的方法減少或者消除制造過程中單線的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，當然如果單線的同心度好，那退扭功能的補償作用就很小了，那退扭也就沒有必要了，況且退扭是會對單線有一定的損傷的，6A電纜需要一定的退扭，退扭率一般選取為30%～50%。

　　絞對生產(chǎn)時，要特別防止兩根單線在絞合點的擠壓變形現(xiàn)象，兩根單線的放線張力必須一致，嚴格防止一根單線繞另一根單線的現(xiàn)象。絞對的節(jié)距一般選取8.5～18.5mm之間，當然，由于一些生產(chǎn)企業(yè)為了串音衰減和回波損耗指標穩(wěn)定合格，采用選取更小的節(jié)距的辦法，這樣做也無可非議，但要注意相時延和時延差兩項指標是否能合格。

　　3  成纜工序

　　成纜退扭的目的是防止芯線受到扭轉(zhuǎn)而使絞對線結(jié)構(gòu)改變、性能指標受到影響，使絞對線在成纜時絞對節(jié)距和屏蔽都不會發(fā)生變化，因此生產(chǎn)6A類電纜成纜退扭是改善電纜傳輸性能的有效手段。成纜應采用具有張力反饋控制的主動放線裝置，保證在整個電纜長度上絞對線張力的一致。并確保四對線的反向張力恒定一致，以確保電纜良好的幾何性能，使其節(jié)距保持穩(wěn)定。

　　成纜節(jié)距也對電纜串音、衰減、阻抗性能產(chǎn)生較大的影響，節(jié)距太小會對以上幾個電氣性能不合格，要通過精心計算和反復試驗來選擇合適的成纜節(jié)距，一般控制在80～120mm。

　　4  屏蔽方式的選擇

　　6A屏蔽電纜的屏蔽層一般采用單面鋁塑復合帶，其方式一般有斜包和縱包兩種方式：一種為成纜上鋁箔斜包（所謂斜包，即通過成纜形成節(jié)距時，鋁箔繞包方式），另一種為護套時縱包。從成品電纜的外觀看，斜包要包的緊，整個成品電纜外徑也相對要小；我們試驗過，用相同工藝、選用相同材料，對屏蔽鋁箔采用不同的包裹方式，從成品測試數(shù)據(jù)來分析，護套縱包整體衰減指標和阻抗波動范圍均優(yōu)于斜包方式，但斜包生產(chǎn)方便，生產(chǎn)放率高，成品率高，如需采用可以加粗單線線徑來解決。

　　5、護套、裝盤工序

　　護套工序在制造過程中不只是護套外觀質(zhì)量的問題，同樣關(guān)于到成品電氣性能的好壞。護套的松緊度一定要控制好，不能太松、也不能太緊。太松會造成電纜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，太緊會擠壓線對，致使絕緣相對介電常數(shù)變大。特別需要調(diào)整好牽引和成圈的張力，盡量避免纜芯變形，一旦張力過大，會導致阻抗、回波及衰減等電性能不合格，嚴重的串音也會受影響。

　　6A類電纜成品時一般都要求裝盤，打餅式成圈由于內(nèi)孔小、電纜交叉擠壓嚴重，屏蔽層容易扭曲，扭曲后阻抗會有影響，會導致不合格，盤裝對整個電纜的性能會有很大改善，但必須注意設(shè)計盤具時，其筒體直徑要盡可能大。在裝盤過程中收、放線的漲力盡量減小，這樣會有利于改善阻抗、衰減電氣性能，如漲力過大在測試圖形上阻抗會出現(xiàn)尖峰，衰減會出現(xiàn)鋸齒形，導致不合格。

　　四、6A類數(shù)字電纜的市場前景

　　電線電纜業(yè)高端市場前景廣闊，值得期待，國外企業(yè)因深厚的技術(shù)積累而具備強大的研發(fā)能力，目前在高端市場占據(jù)優(yōu)勢，因此我國的電線電纜企業(yè)仍需苦練內(nèi)功，深耕細作，通過不斷的技術(shù)進步來實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和高端化。根據(jù)目前對布線系統(tǒng)發(fā)展趨勢，我們可以預測，布線市場將逐步由高端的6A、甚至七類電纜所替代，都將或早或晚過渡到萬兆以太網(wǎng)絡(luò)或7類布線系統(tǒng)，不論原來安裝的是超5類系統(tǒng)還是6類系統(tǒng)，新的解決方案將必然流行：不是6A類萬兆系統(tǒng)，就是7類系統(tǒng)，但是目前基于7類纜的模塊問題，依舊是行業(yè)內(nèi)需解決的問題，因此6A布線系統(tǒng)必將是新的亮點和重點。

　　參考文獻

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