网络数据传输铜缆结构之演变

铜缆布线系统经过近二十年的发展，已经从传统同轴电缆、三类系统提升到现在的超六类和七类系统了。大家普遍知道的是布线系统的进步意味着性能的提升，例如，同样在100MHz的条件下，所要求的性能指标不一样了。同时也意味着频率的提高，即从原来的三类16MHz提升到现在的七类600MHz。当然布线系统的发展是取决于着连接件和线缆的发展的。但是线缆到底是如何发展来促进网络布线性能的提升的呢？作为用户可能很少去关注这个问题。但作为布线厂家的研发人员，它确是一个很关注的焦点问题。比如线缆结构如何才能最合理地去符合这种发展的呢？当然线缆的多个方面的要素会影响布线性能的提高，但在次更愿意和大家一起来探讨铜缆结构的演变。看看它们是如何提升线缆的电气性能及安装性能的。 

松散型结构的电缆

早期的三类数据线缆几乎类似与传统的电话线，线缆中的四个线对中每个线对的绞距非常的大，并且非常的松散，这和当时的网络应用环境是相适应的。网络对带宽的要求不高，在这种相对低频的情况下，信号间的互相干扰就很少。同时对安装的要求上就显得不如现在这么严格，比如线缆弯曲半径的控制，端接时线对分开绞距的要求。现在回想起来，那时虽然国际规范中对布线性能指标有要求，但用户和系统集成商对测试的要求几乎没有。

紧凑型结构的电缆

网络进入百兆以来，三类这种松散性结构电缆的弊端开始显示出来。主要表现在带宽不够高以及在相对高频下的线对之间的干扰超过了网络传输的要求，从而无法保证网络信号的正确接收。因此减低和控制线对间的干扰成了当时对数据线缆的第一个要求。根据信号平衡性传输的原理，研发人员开始将线缆的结构从松散型向紧凑型转变，充分利用了绞合的技术。现在看来这无疑是一个正确的选择，这就是当时的五类线缆的结构。在五类向超五类的发展过程中，仔细观察，就会发现它们之间的绞距还是有差别的，虽然在外表上，它们除了标记之外没有什么区别。

粘连型结构的电缆

数据电缆在施工的工程中，由于环境的实际状况，出现线缆的弯曲是非常常见的现象。严格按照施工的规范当然很重要，但是紧凑性结构电缆本身并没有给予弯曲要求特别的支持。在某些弯曲角度比较小的情况下，会出现线对绞距的改变，从而影响线缆的电气性能。这时有研发人员开发出粘连型电缆，这是一个非常美好而又简单的愿望来解决绞距改变的问题。同时由于电缆的几何形状沿电缆长度几乎不发生变化，能够保证特性阻抗的稳定性，而特性阻抗是一个能够最终体现回流损耗的参数。当然这种结构也带来一点端接上的小麻烦。

星月型结构的电缆

在保证电缆电气性能的前提下，研发人员在线缆结构的探索上又进行了不少的尝试。其中电缆设计上的星月型电缆便是一种。它可以克服双绞线传统制造设备具有尺寸控制内在不稳定的缺陷，当绝缘层中导体中心出现变化时,无法保持一致的间距，线对中各个导体之间的间隙使导体间距不一致。而它可以很好保证线对间距的一致性，每个线对具有固定的位置，弯曲时线对仍保持一致的间距。由于保持了物理一致性,在弯曲或受压时,仍然可以提供优异的电气特性。然而事情总有两个方面，带来的不利方面是安装施工的复杂性，特别是端接剥线时需要专用的工具。
 
　　扁平型结构的电缆

绝大多数电缆会安装在桥架、管道里面，但也有一些电缆限于环境条件只能直接铺设在地毯地下，这个时候，传统的圆形电缆就没有优势可言。甚至显得是一种缺陷。于是有些厂家的电缆研发人员就开发出扁平电缆。它不仅可以使地毯底下电缆的铺设更容易，同时也具有良好抗压性。当然施工时候的端接也略有一些麻烦。
 
　　一字架结构的电缆

在六类电缆推出之前，数据铜缆的结构变化主要表现在单个线对内部结构的改变以及线对之间几何位置的改变。在网络向千兆应用过渡的过程中，厂商们试图通过对超五类的改进来适应网络的要求，但实践证明是有一定障碍的。网络对带宽的要求更高，意味着线缆的产生、安装环节的任何不当之处均可导致布线的性能无法满足高速网络的全部要求。这时线对之间的隔离技术开始采用，首先推出的是线对之间的一字隔离技术。虽然在一定程度上改善了线缆的电气性能，也起到线对之间的隔离作用。但对于弯曲情况下线对之间的相对位置的保持上有一定的缺陷性。因此没有得到广泛的应用。

对称十字架结构的电缆

六类数据线缆的十字隔离技术是目前广大用户比较熟悉的一种电缆结构，也是布线厂家目前普遍采用的技术。在电缆中心有十字分隔架，将四个线对物理上隔离开来，减少高频下线对之间的干扰，从而改善电缆近端串扰（NEXT）性能。另外很重要的一点，即十字分隔架可减少安装过程中由于电缆弯曲引起的电缆物理和电气性能的改变，同时可保证合理的弯曲半径。根据很多项目的实施情况，目前这种结构得到广泛认可。但它就是目前最优的选择吗？我们再来看下面两种结构。
 
　　非对称带尾翼十字架结构的电缆

随着网络应用的速率越来越高，对铜缆布线系统的性能要求也越严格。布线系统的性能不仅取决于线缆和连接件的性能，同时安装工艺要求也非常高。安装工艺是安装人员的水平与产品的友好可用性的有机结合。厂家的研发人员一直没有停止对线缆结构的探寻。最近几年开发出的非对称带尾翼十字架结构的电缆可以有效改善线对干扰，提高NEXT， ELFEXT性能。比较突出的一点是这种结构已经考虑到在桥架、管道环境线缆较多环境下线缆之间的影响。十字隔离带尾翼技术就是一种有益的新探索，它可以有效抵制机械外力的影响。

F2结构的电缆

在数据铜缆中，"没有最好，只有更好"的理念引导下，通过布线厂家研发人员的不断努力和实践下，现在一种超六类非屏蔽电缆最新的电缆结构已经涌现出来。眨一看，没有觉得有什么特别之处，只是觉得它是非对称带尾翼十字架结构电缆的简化版。仔细研究过后，其实不然，更严格的讲它结合了对称十字隔离架的技术和尾翼技术的优点。F2的真正意义是Firm & Flexible （坚固而灵活）。十字隔离架的技术可以很好保证线对之间的物理隔离，而尾翼技术可以有效抵制机械外力的影响。剥开线缆外皮可以发现隔离架并非沿线缆平行方向延伸，而是成螺旋状的，这种结构可以保证无论在安装前、安装过程中还是安装后都保持一致的线对分隔。从而确保更好的RL和NEXT 性能、更多的余量、更高的电缆平衡性和可靠性、更长的产品寿命。

综上所述，我们可以看出布线系统的电气性能和安装性能的提高是和网络数据传输铜缆结构之演变密切联系在一起的。从早期的松散型结构的电缆到最新的F2结构的电缆是伴随着网络技术而不断发展的。