開開電纜科技****
學 習資 料2011.04
目錄一電線電纜產品分類2-
二各種電線電纜概況2-
1 光纖光纜2-
2 通訊電纜6-
3 電力電纜8-
4 控制電纜12-
5 同軸電纜14-
6 變頻電纜21-
7 計算機電纜23-
8 礦用電纜26-
9 扁平電纜28-
10 訊號電纜29-
三電線和電纜的區別31-
四電纜的表示方法36-
一、電線電纜產品分類：
光纖光纜、通訊電纜、核電站電纜、架空電纜、電力電纜、控制電纜、同軸電纜、變頻電纜、計算機電纜、礦用電纜、儀表電纜、扁平電纜、補償線纜、訊號電纜、裸電線、其它線纜、電纜裝置、電纜材料。
二、各種電線電纜概況
1、光纖光纜
光纖是一種通訊電纜，由兩個或多個玻璃或塑料光纖芯組成，這些光纖芯位於保護性的覆層內，由塑料pvc外部套管覆蓋。沿內部光纖進行的訊號傳輸一般使用紅外線。
傳送光波的介質波導。光纖是由成同心圓的雙層透明介質構成的一種纖維
光纖光纜
。使用最廣泛的介質材料是石英玻璃(sio2)。內層介質稱為纖芯，其折射率高於外層介質（稱為包層）。
通過在石英玻璃中摻鍺、磷、氟、硼等雜質的方法調節纖芯或包層的折射率。通訊用光纖的傳輸波長主要為0.8～1.
7微公尺的近紅外光。光纖的芯徑因型別而異,通常為數微公尺到100微公尺，外徑大多數約為 125微公尺。它的外面有塑料被覆層。
光纜（圖2）由單根或多根光纖組合並加以增強和保護製成。光纜可以在各種環境下使用。光纜的製造方法與電纜相似。
光纖光纜
光纖通訊是現代資訊傳輸的重要方式之一。它具有容量大、中繼距離長、保密性好、不受電磁干擾和節省銅材等優點。
用玻璃纖維傳光已有30多年。初期的光纖應用僅限於某些光學機械和醫療裝置（如燈光導引及胃鏡等），傳輸的是可見光，衰減高達1000分貝/公里。2023年，高錕首先提出用石英基玻璃纖維進行長距離光資訊傳輸的設想。
2023年在美國用化學氣相沉積法制成了高純石英光纖,其衰減降為20分貝/公里，從而使長距離傳輸成為現實。其後，光纖的衰減迅速下降，到70年代後期已降至0.2分貝/公里的理論極限水平。
光纖的頻寬不斷增加，到80年代初頻寬達到數百吉赫·公里的單模光纖已可供實用。已研製成中繼距離超過100公里,容量達數百兆比/秒的光纖通訊系統。光纖通訊裝置製造已經發展成為乙個新興的工業部門。
光纖中光波強度和相位隨溫度、電場、磁場等物理量的改變而變化的特點，已被用於高靈敏的遙測感測器。
光纖傳輸基於可用光在兩種介質介面發生全反射的原理。圖3為突變型光纖,n1為纖芯介質的折射率，n2為包層介質的折射率,n1大於n2，進入纖芯的光到達纖芯與包層交介面（簡稱芯-包介面）時的入射角大於全反射臨界角θc時,就能發生全反射而無光能量透出纖芯，入射光就能在介面經無數次全反射向前傳輸。
當光纖彎曲時，介面法線轉向，入射角度小，因此一部分光線的入射角度變得小於θc而不能全反射。但原來入射角較大的那些光線仍可全反射，所以光纖彎曲時光仍能傳輸，但將引起能量損耗。通常，彎曲半徑大於50～100公釐時,其損耗可忽略不計。
微小的彎曲則將造成嚴重的「微彎損耗」。
人們常用電磁波理論進一步研究光纖傳輸的機制，由光纖介質波導的邊界條件來求解波動方程。在光纖中傳播的光包含有許多模式，每乙個模式代表一種電磁場分布，並與幾何光學中描述的某一光線相對應。光纖中存在的傳導模式取決於光纖的歸一化頻率ν值
公式式中na為數值孔徑，它與纖芯和包層介質的折射率有關。ɑ為纖芯半徑，λ為傳輸光的波長。光纖彎曲時，發生模式耦合，一部分能量由傳導模轉入輻射模，傳到纖芯外損耗掉。
效能光纖的主要引數有衰減、頻寬等。
造成光纖衰減的因素有散射損耗、吸收損耗和微彎損耗等。散射損耗主要由瑞利散射產生，它是由玻璃的不規則分子結構引起的微觀折射率波動所造成的，是光纖的固有損耗，也是光纖衰減的最低限。它與λ4成反比。
在波長小於0.8微公尺時,瑞利散射損耗迅速上公升，限制了光纖的使用。光纖基質材料sio2和摻雜氧化物分子的本徵吸收損耗又使光纖的衰減，在波長大於1.
7微公尺時，迅速增大。因此,這類光纖的使用波長就被限制在0.8～1.
7微公尺範圍內。在這一範圍內，衰減主要是石英玻璃中所含的雜質fe+ +、cu+ + 等過渡金屬離子和oh-。的吸收損耗造成的。
隨著純化工藝的改進,雜質吸收損耗已被基本上消除，從而達到了瑞利散射損耗的極限。光纖的不規則微小彎曲引起模式耦合,造成微彎損耗,因此在加工和使用中應盡量避免光纖微彎。
光纖傳輸的載波是光,雖然頻帶極寬,但並不能充分利用，這是由於光在光纖中傳輸有色散（模間色散、材料色散和波導色散）的緣故。它們在不同程度上影響光纖頻寬。
模間色散是由於不同模式的光線在芯- 包介面上的全反射角不同，曲折前
光纖光纜
進的路程長短不一。因而,一束光脈衝入射光纖後,它所含的各模式經一定距離傳輸到達終點的時間會有先後，因而引起脈衝展寬。它可使一束窄脈衝展寬達20納秒/公里左右，光纖的相應頻寬約為20兆赫·公里。
材料色散是一種模內色散。光纖所傳輸的光即使是雷射，也包含有一定譜寬的不同波長的光分量。例如，gaalas半導體雷射器發出的雷射譜寬約為 2奈米。
光在介質中的傳輸速度與折射率 n有關，而石英介質的折射率隨波長變化，因此當一束光脈衝入射光纖後，即使是同一模式，傳輸群速也會因光波長不同而有差異，致使到達終點後的脈衝展寬,這就是材料色散。在1.3微公尺附近，折射率隨波長的變化極小,因此,材料色散很小（例如3皮秒/公里·奈米）。
消除模間色散可使光纖頻寬大大提高。純石英在1.27微公尺波長上具有零色散特性。
波導色散也是一種模內色散，是由於模式傳播常數隨波長變化引起群速差異而造成的。波導色散更小。在1.
3微公尺波長附近,材料色散顯著減小，以致二者大致相同，並有可能相互抵消。 光纖的種類按使用的材料分，有石英光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層光纖和塑料光纖等幾大類。其中石英光纖以高純sio2玻璃作光纖材料，具有衰減低、頻帶寬等優點，在研究及應用中佔主要地位。
如按纖芯折射率分類主要有突變型光纖和漸變型光纖。按傳輸光的模式分，有多模光纖和單模光纖。
纖芯部分折射率不變,而在芯-包介面折射率突變。纖芯中光線軌跡呈鋸齒形折線。這種光纖模間色散大，頻寬只有幾十兆赫·公里。
常做成大芯徑，大數值孔徑（例如芯徑為100微公尺，na為0.30）光纖,以提高與光源的耦合效率，適用於短距離、小容量的通訊系統。
纖芯折射率分布如圖4。纖芯中心折射率最高，沿徑向按下式漸變：
n(r)=n1【1-2墹(r/ɑ)α】1/2 (2)
式中 α為折射率分布指數。可以把這種光纖的纖芯分割成多層突變型光纖來分析
光纖光纜
其傳輸原理。在分析中可近似地認為各層內折射率均勻。當入射角為θ0的光線入射纖芯後，在各層介面依次折射。
按折射定律，折射角θ1逐漸增大，直到大於全反射臨界角θc；發生全反射後，即折向纖芯中心。然後，經各層時折射角又逐漸減小，到達中心時仍為θ0。結果光線呈正弦形軌跡。
高次模即入射角較大的光線處於靠近包層的區域，這裡折射率較小，光速較大，因此雖然路程較長，傳輸時間仍有可能與處於中心區的低次模接近或一致，即各模式的光線軌跡可聚焦於一點，使模間色散大大減小。當折射率分布接近拋物線(α＝2)時，模間色散最小，頻寬可達吉赫·公里的水平。
光纖光纜
當光纖的歸一化頻率ν＜2.41時,光纖中只允許單一模式（基模）傳輸，就成為單模光纖。根據式(2)，這種光纖芯徑和數值孔徑必然很小,一般芯徑只有數微公尺，因此連線耦合難度大。
由於是單模傳輸，消除了模間色散,在波長1.3微公尺附近材料色散又趨近於零，因此頻寬極大（可達數百吉赫·公里）。單模光纖被視為今後大容量長途幹線通訊的主要傳輸線。
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