阻燃高频数据电缆的研究

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3.0 李琳琳 2024-10-14 13 4 1.13MB 59 页 15积分

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大连理工大学专业硕士学位论文

摘要

随着通信事业的飞速发展，应用于智能大厦中的网络布线系统的要求不断提高，

布线用数据电缆的传输性能和安全性越来越受到重视，采用氟树脂材料的数据电缆已

经在美国、日本等发达国家广泛使用，但国内还处于起步阶段。今后的市场前景非常好

将广泛应用在新一代网络布线中。

论文结合生产实际，从理论探讨和实际生产两个方面，较系统深入地研究了高阻

燃高频数据电缆。详细讨论了高阻燃高频数据电缆的性能及设计原理，并具体地介绍生

产设备情况，并应用到实际生产中。

论文除介绍了高阻燃高频数据电缆的性能及设计原理外，对氟树脂的性能，应用

环境进行了详细介绍。

最后，论文结合实际生产进行实例分析，详细阐述了氟树脂 6类高频数据电缆的

设计开发过程，对生产出的产品的测试数据进行理论分析。并对其生产设备及工艺的特

殊性进行分析讨论

关键词：数据电缆；阻燃；氟树脂

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大连理工大学专业硕士学位论文

The Investigator Of Flame Retardant High Frequency Data Cable

Abstract

Along with the rapid development of communications in applications in Intelligent

Building the network cabling system continually increasing demands, the cable wiring with

data transmission performance and safety of more and more attention, fluorine resin material

used data cables already in the United States, Japan, and other developed countries widely

used, but the domestic still at an early stage. Future market prospects are extremely good, will

be widely used in a new generation of network cabling.

The thesis combines the reality of production,through the two respects-- theory and

practice, and has deeply studied flame retardant high frequency data cable. Deeply discussed

performance and design philosophy of flame retardant high frequency data cable, and

introduced the production equipment status, and is used in reality production.

In the part of analysis technology, I'll discuss the performance and application of fluoro

resin.

Finally, a project was used as an example, discussed the proces which of design flame

retardant high frequency 6 class data cable, construed which of flame retardant high

frequency 6 class data cable tested data and discuss the particularity of production equipment

and technics.

Key Words： Data Cable；Flame Retardant ；Fluoro Resin

- II -

大连理工大学专业硕士学位论文
目    录
摘    要.........................................................................................................................................I
Abstract......................................................................................................................................II
绪论.........................................................................................................................................1
1  宽带铜线接入网技术..................................................................................................1
2  综 合 布 线 系 统.........................................................................................................1
2.1  综合布线产生的背景.......................................................................................1
2.2  传统布线系统的不足.......................................................................................2
2.3  综合布线系统的基本概念...............................................................................2
2.4  综合布线系统的特点.......................................................................................3
2.5  综合布线系统的组成.......................................................................................4
2.6  综合布线应用分析...........................................................................................5
3  布线高频数据电缆的发展趋势..................................................................................6
高频数据电缆.........................................................................................................................8
1  高频数据电缆的发展..................................................................................................8
2  高频数据电缆的传输性能..........................................................................................8
2.1  概述...................................................................................................................8
2.2  高频数字对绞电缆的主要传输性能...............................................................9
3  高频数据电缆的设备................................................................................................15
3.1  生产工艺流程图（以现在最流行的二步法生产方式为例）.....................15
3.2  生产过程及设备特点.....................................................................................16
3.3  各种工序的设备.............................................................................................18
4  高频数据电缆的工艺设计........................................................................................20
4.1  绝缘单线设计.................................................................................................20
4.2  拉丝工艺.........................................................................................................21
4.3  绝缘工艺.........................................................................................................21
4.4  电子监控设备.................................................................................................22
4.5  其他工序.........................................................................................................22
氟树脂材料...........................................................................................................................24
1  概述............................................................................................................................24
2  氟橡胶的主要性能....................................................................................................25
3  氟橡胶各种类的性能及主要用途............................................................................27
氟树脂高频数据电缆...........................................................................................................30
1  采用氟树脂（FEP）的高频数据通信电缆的电气特性.........................................31
- III -

大连理工大学专业硕士学位论文
4.1.1  介电常数、介电损耗因数和信号衰减量.....................................................31
4.1.2  频率、环境温度依存性.................................................................................32
4.2  氟树脂电缆的阻燃性能............................................................................................33
4.3  采用氟树脂（FEP）的高频数据通信电缆的特征.................................................38
5  氟树脂(FEP)6 类高频数据电缆..........................................................................................40
5.1  氟树脂(FEP)6 类高频数据电缆绝缘材料的选用...................................................40
5.2  氟树脂(FEP)6 类高频数据电缆的设计...................................................................41
5.2.1  结构设计.........................................................................................................41
5.2.2  传输性能计算.................................................................................................42
5.3  氟树脂(FEP)六类高频数据电缆的性能测试及结果分析......................................45
5.3.1  物理性能测试结果.........................................................................................45
5.3.2  燃烧性能测试结果.........................................................................................46
5.3.3  传输性能测试.................................................................................................46
5.4  氟树脂电缆的设备及工艺特殊要求........................................................................53
结    论.......................................................................................................................................55
参 考 文 献................................................................................................................................56
攻读硕士学位期间发表学术论文情况...................................................................................58
致    谢.......................................................................................................................................59
大连理工大学学位论文版权使用授权书...............................................................................60
- IV -

大连理工大学专业学位硕士学位论文

1 绪论

1.1 宽带铜线接入网技术

计算机网络技术可以说是当前业界最为热门的技术之一，包含的内容也是非常广

泛的。比如，路由技术、网络互联技术、数据交换技术、网络管理技术、网络安全技术以

及综合布线工程等都属于网络技术讨论的范畴。现在业界讨论的网络技术主要是物理网

络技术，对应于 OSI 网络体系结构中的物理层、数据链路层和网络层，实现数据在网络

中物理设备之间的传输。从这点来看，我们可以按照区域来把网络划分为局域网和广域

网。局域网覆盖的地理范围相对较小，通常是一座楼房或者一个有限的地理区域；而广

域网在超过局域网的地理范围内运行，它通过采用各个电信运营商的数据交换网络实

现在更大区域内的连接。

我们平时所说的宽带，一般是针对广域网而言，宽带网络可分为宽带骨干网和接

入网两部分，早期的宽带骨干网的数据率在 2M 以上，接入网数据率在 200Kbps 以上，

当前宽带骨干网的数据率在几百 M-1G 左右，接入网数据率在几十兆左右，将来的宽

带骨干网的数据率在 10G 左右，接入网数据率在 100Mbps 左右。骨干网又称为核心网

络，它由所有用户共享，负责传输骨干数据流。通常，骨干网是基于光纤的，能实现大

地理区域的数据流传送。这些网络通常采用高速传输网络（如SONET/SDH）传输数据，

高速包交换设备（如ATM 和基于 IP 的交换）提供网络路由。

　　宽带接入网提供通常说的最后一公里的连接--即用户和骨干网络之间的连接。

随着各大电信运营商对网络基础设施的大规模投入，可以说网络的骨干已经为承载各

种宽带业务作好了准备。按照所使用的传输媒体的不同，接入网可以分为如下两类：有

线接入网和无线接入网。有线接入技术包括铜线接入、光纤接入和混合接入技术；无线

接入技术包括固定接入和移动接入技术，例如微波、卫星单收站属于固定接入；手机、

寻呼属于移动接入。本文主要涉及的是应用广泛的有线铜线接入网。

1.2 综合布线系统

1.2.1 综合布线产生的背景

人类社会已开始进入信息社会，信息逐渐渗透到人们工作、生活、娱乐、商业、制造

业、军事等各个领域，办公自动化、电子商务、网上购物、远程医疗、家庭上网、电子博物

馆等概念逐渐变为现实，这一切都是依赖于计算机技术、通信技术、网络技术、信息技术

的飞速发展，依赖于这些新技术在人们生活中的广泛应用。 Internet 是这些技术的典型

应用，经过了几年快速的发展，其规模已发展到几万个互连网，并正在以每月百分之

十几的速率增长；国内网络建设的发展也十分迅速，已建成如

Cernet、CSTNet 、ChinaGBN、ChinaNet 等四大网络。以它们为骨干连接在一起数目众多

的基础网络，成为信息交流的节点，这些信息节点可以是一座智能大厦，也可以是智

- 5 -

大连理工大学专业学位硕士学位论文

能建筑群，如：商务型大厦，办公用大楼，交通运输设施，卫生医疗设施，园区建筑。

不管是大厦的网络还是园区网络，都离不开信息传输的通道，离不开布线系统。

1.2.2 传统布线系统的不足

建筑物（大厦或园区）的布线系统作为提供信息服务的最末端，其性能的优劣将

直接影响信息服务质量。传统布线的不足主要表现在：不同应用系统（电话、计算机系

统、局域网、楼宇自控系统等）的布线各自独立，不同的设备采用不同的传输线缆构成

各自的网络，同时，连接线缆的插座、模块及配线架的结构和生产标准不同，相互之间

达不到共用的目的，加上施工时期不同，致使形成的布线系统存在极大差异，难以互

换通用。这种传统布线方式由于没有统一的设计，施工、使用和管理都不方便；当工作

场所需要重新规划，设备需要更换、移动或增加时，只能重新敷设线缆，安装插头、插

座，并需中断办公，显然布线工作非常费时、耗资、效率很低。因此，传统的布线不利于

布线系统的综合利用和管理，限制了应用系统的变化以及网络规模的扩充和升级。为

了克服传统布线系统的缺点，美国 AT&T 公司贝尔实验室的专家们经过多年的潜心研

究，于 80 年代末率先推出了 SYSTIMAX PDS 综合布线系统。

1.2.3 综合布线系统的基本概念

综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间为计算机、通信设施与监控系统预

先设置的信息传输通道。它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外

部通信数据网络相连接。综合布线系统是为适应综合业务数字网（ISDN）的需求而发

展起来的一种特别设计的布线方式，它为智能大厦和智能建筑群中的信息设施提供了

多厂家产品兼容，模块化扩展、更新与系统灵活重组的可能性。既为用户创造了现代信

息系统环境，强化了控制与管理，又为用户节约了费用，保护了投资。综合布线系统已

成为现代化建筑的重要组成部分。综合布线系统应用高品质的标准材料，以非屏蔽双

绞线和光纤作为传输介质，采用组合压接方式，统一进行规划设计，组成一套完整而

开放的布线系统。该系统将语音、数据、图像信号的布线与建筑物安全报警、监控管理信

号的布线综合在一个标准的布线系统内。在墙壁上或地面上设置有标准插座，这些插座

通过各种适配器与计算机、通信设备以及楼宇自动化设备相连接。综合布线的硬件包括

传输介质（非屏蔽双绞线、大对数电缆和光缆等）、配线架、标准信息插座、适配器、光

电转换设备、系统保护设备等。

1.2.4 综合布线系统的特点

采用星型拓扑结构、模块化设计的综合布线系统，与传统的布线相比有许多特点，

主要表现在系统具有开放性、灵活性、模块化、扩展性及独立性等特点。

（1）开放性综合布线系统采用开放式体系结构，符合多种国际上现行的标准，它几

乎对所有著名厂商的产品都是开放的，并支持所有的通信协议。这种开放性的特点使得

设备的更换或网络结构的变化都不会导致综合布线系统的重新铺设，只需进行简单的

跳线管理即可。

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大连理工大学专业硕士学位论文摘要随着通信事业的飞速发展，应用于智能大厦中的网络布线系统的要求不断提高，布线用数据电缆的传输性能和安全性越来越受到重视，采用氟树脂材料的数据电缆已经在美国、日本等发达国家广泛使用，但国内还处于起步阶段。今后的市场前景非常好将广泛应用在新一代网络布线中。论文结合生产实际，从理论探讨和实际生产两个方面，较系统深入地研究了高阻燃高频数据电缆。详细讨论了高阻燃高频数据电缆的性能及设计原理，并具体地介绍生产设备情况，并应用到实际生产中。论文除介绍了高阻燃高频数据电缆的性能及设计原理外，对氟树脂的性能，应用环境进行了详细介绍。最后，论文结合实际生产进行实例分析，详细阐述了氟树...

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