电缆选择要从工程质量考虑

    自从数字化改造以来，大多数技术人员都认识到选用电缆要注意品牌和电气参数。如：用于数字高清系统的电缆，不仅要看它是否能够适应1.5Gb/s以上的传输速率，还要看其衰耗特性（750MHz工作频率、衰耗20dB处的电缆长度）。实际传输长度还取决于下级设备的均衡器特性。或通过选择电缆型号查表，得出可传输的安全距离。
目前，广电事业的飞速发展，迫使越来越多的电视台开始考虑新建大楼。其中，不乏众多的高清演播室要建、高清转播车要装和大量的高清机房要改造。那么，“工程质量”问题，就成为了全面考虑选择电缆的前提。什么是工程质量？简言之：从施工的角度，特别是安装特性等方面来考虑电缆的选择。
　
    一. 电缆选择要考虑的几个方面
    1.稳定的电气参数
    电缆的电气特性包括：电容、特性阻抗、回波损耗、衰减、传输速率、介电常数、工作电压和介电强度等。电容越低的电缆性能越好。我国广播电视行业标准GY/T 224-2007《数字视频、数字音频电缆技术要求和测量方法》（以下简称行标）中规定：电容≤56pF/m；特性阻抗75Ω；回波损耗21dB（±2dB，850MHz以下23dB，850MHz以上19dB）；衰减和传输速率是我们重点关注的问题（后述）；介电常数（Er）以空气为准（Er=1），发泡材料做介质的电缆一般可在：Er=1.64～1.4之间，将空气加入到任何材料中都会降低其介电常数。（由实芯或高密度发泡聚乙烯做介电材料的话，还可增强耐冲击的性能）。至于介电强度和工作电压对视频电缆来说主要指“线芯介电强度”行标规定≥1.2kV。
    现在，我们重点来看高频衰减和传输速率问题。
    人们常说：数字高清系统要用高清电缆，模拟视频信号要用视频电缆，显然音频信号只有使用音频电缆了……其实不然。众所周知，所谓数字信号只不过是借助于0、1快速变化的脉冲序列，以编码方式将欲传送的信号“装载”在这串序列上。而0、1波形本身其实就是模拟的方波信号。要说真正关注的应该是传输速率（0、1各为1bit，记作2bit/s。从频域看，相当于一个周期/秒，记作1Hz）。所以，常说的1.5Gb/s=1500Mb/s相当于750MHz（基频）。这也就是电缆资料中经常标示的测试条件——测量电缆高频衰耗特性的工作频率。
    现以1694A为例：特性表中注明有在1.5Gb/s的速率下，其传输距离为113米。测试条件就是：在工作频率750MHz下、测量信号幅度衰减20dB以后的电缆实际长度（相当于800mv的眼图幅度降低到80mv时的长度）。其他型号参见后面的列表（如7731A为165米）。原则上，直径越粗（主要是芯线线径）损耗越小（电容也小），同样粗细的电缆，不同厂家的参数可能会有些许差别，并不足为奇（因其物理特性、结构、绝缘材料等不可能一样）。关键在于 要考查其参数的一致性、均匀性和稳定性（特别是不同卷轴之间、同一轴电缆的始末之间均匀性是否一致。还有，长年工作下来后的衰减特性变化情况，也很重要。曾有的产品使用历史记录可做依据）。
    另外，系统中的数字设备一般都有自己的输入特性描述，如：可接受某种型号的、多少米长的电缆传来的信号。有这样一个例子，某款数字分配放大器的输入特性标明，它能够接受Belden1694A电缆110米传来的信号。其实呢，通过查表可知1694A在1.5Gb/s情况下的传输距离为113米（这就意味着此时的眼图幅度比800mv衰减了20dB，已经接近80mv了）。即，可理解为这个放大器能够接受小到80mv的信号。而另一款数字分配放大器用同样电缆，则标为140米，可见输入特性明显地好于前者。所以，设备与电缆是互补的关系。用同样办法也可以对设备的好坏进行比较。
    80年代，上海台有一位老工程师表述过他的经验见解：我宁肯多花一点钱在电缆上，施工后可顺利地调试。否则，铺下的电缆有问题再一根一根地去测、去找原因？那个麻烦不可想象。
    2.坚固的物理性能
    电缆的物理特性包括：伸长、抗张强度、额定温度、柔性、易燃性、电阻和比重等。“伸长”是用来描述绝缘材料在折断前可伸长的量；“抗张强度”是描述绝缘材料或护套断裂所需的力度；“额定温度”是指可以使用而性能还不退化的温度范围；“柔性”指电缆可弯曲的能力（较软），与 抗挤压强度（较硬）是矛盾的；“易燃性”指电缆燃烧的能力；“电阻”特别是芯线，与铜的纯度有关，越纯电阻越小。“高导电性铜”是一种由电解韧铜（ETP）工艺制造而成。这种精炼过程能够制造含铜99.95％的纯铜导线。属Belden专利，他们十分重视原材料的研发，优其是电缆芯线的直流电阻。要求越小越好。我国行标做了详细规定：从9.1Ω/km到268.4Ω/km（随线径的变细阻值相应提高）。
    3.环保的阻然特性
    Belden资料表明：几乎每一个与电线、电缆工作相关的人员都会与NEC打交道，尽管它本身是美国国家电气规程。实际上它是一套工作程序，是针对不同场所、有不同要求的一种 指南。其中包括：说明电缆类型的前缀（如：同轴、CATV等）和说明所通过火焰测试的类型及能够被安装的环境的后缀。还有就是 电缆产品的说明条款和必要的标记。
    我国广电行业标准规定，Ⅰ类实芯导体电缆标志的阻燃等级应符合GB/T 19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》的规定。
    4.适合安装的工艺结构
    当从一种电缆的数据表（或一批测试结果的数据）来看电缆性能的话，我们都会自然地认为，安装后应该还是这样吧。然而，情况并非如此。安装过程会大大改变电缆的性能。因为，施工时不可避免地会有拉拽、盘卷和踩踏现象出现。尽管不会是经常性的，但偶而从线轴上卸下时遭到扭结。或者，为了好看，捆扎时排列得特别整齐划一，间隔距离相等等都不符合要求。如果勒的再过紧些，则更加不好，还会导致改变其物理特性、形成波浪起伏有规律的变形，损伤波阻抗，进而破坏终端匹配反使回波（反射）损耗降低。
    所以，除对施工人员培训、严格要求外。改善生产工艺、提高线缆本身机械强度和抗压能力还是很重要的。单纯追求柔软并非最佳的想法。跳线排前面的接线可以考虑软一些的。机柜机架上面的用线、线槽地沟里面铺设的电缆则尽可能（甚至是应该）多采用高强度耐挤压护套的型号。

    二. 建设大楼与机房改造时怎样选用电缆
    某台新址设计过程中，为了避免脱离实际，采用了模拟真实情况测量高清电缆安全长度的实验方案。即，将未来机房的设备连线分为粗细不等、型号不同的组合，置于一个系统中。实验长度则根据各自性能（高频衰耗特性）进行超长加载实验，目的是找出极限值（出现误码时的长度）。而误码数是有范围的，即：一分钟、两分钟内，出现一个？几个？还是几十个误码？各型号电缆的等效长度不一样，也需通过实测验证。方法有多种，可以是，从一秒钟一个误码的长度开始增加，几米几米地加，直到50个/秒误码出现（相当于每场一个误码）。记下此时的长度，折半，作为安全长度。也可以用误码百分数（如，50％）表示（相当于上述50个/秒的一半，即25个/秒）。这样确定下来的长度，基本上属于不会再出现误码的安全长度。测试结果例：
    PAL BB传输：
    1694A为200米；7731A为273米
    HD-SDI传输：
    不同型号与1694A的等效长度的比较值：