Thiết bị và cáp viễn thông - Bài 7: Cáp kim loại

GV: Hà Duy Hưng1 BÀI 7: CÁP KIM LOẠIGV: Hà Duy Hưng2I. CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI CÁP KIM LOẠI 1/. Cấu tạoCáp là một loại thiết bị tổng hợp gồm nhiều dây dẫn điện bện lại với nhau, bên ngoài có lớp vỏ bảo vệ. GV: Hà Duy Hưng31.1 Dây dẫn (ruột cáp) Dây dẫn là phần chủ yếu cấu tạo dây cáp, thường hình tròn, là loại kim loại đồng chất, không bị trầy sướt hay nứt nẻ. Dây dẫn phải dẫn điện tốt, nghĩa là có điện trở càng nhỏ càng tốt. Đường kính dây dẫn có nhiều cỡ khác nhau tuỳ theo yêu cầu loại cáp sử dụng. GV: Hà Duy Hưng4→ Đơn vị đo đường kính:. Milimet(mm). American Wire Gauge(AWG) cỡ dây. Lb/mile Lb đơn vị là pound 1 pound = 450g (trọng lượng)Dây dẫn hiện nay thường dùng là đồng và nhôm.GV: Hà Duy Hưng512345Đườngkính(mm)AWGLb/mileĐiện trở vòng 200CGhi chú/Km/mile1.291.271.0016AWG16AWG16AWG40Lb/mile40Lb/mile25Lb/mile26.4027.3044.0042.4043.8070.80Dùnglàmcáp liênđài và đườngdài0.910.900.800.7019AWG19AWG19AWG19AWG25Lb/mile20/Lb/mile20/Lb/mile20/Lb/mile20/Lb/mile53.0054.270.091.085.4087.20113.00146.000.640.630.6022AWG22AWG22AWG20Lb/mile10Lb/mile10Lb/mile108.00112.00125.00174.00180.00201.00DùnglàmcápnộihạtAt.510.5080.5024AWG24AWG24AWG10Lb/mile6.5Lb/mile6.5Lb/mile175.00175.00180.00282.00282.00290.000.4050.4040.4026AWG26AWG26AWG6.5Lb/mile4Lb/mileLb/mile275.00275.00280.00443.00443.00450.00 Đường kính các loại dây dẫn bằng đồng GV: Hà Duy Hưng61.2 Chất Cách điện giữa các dây dẫn Chất cách điện dùng để bao dây dẫn không chạm vào nhau và không chạm vào vỏ cáp. Đây là một phần tử kết cấu cực kỳ quan trọng đối với cáp thông tin vì thế nên hết sức chú ý và không ngừng cải tiến.1.3 Bao ruột cáp Để đảm bảo chất cách điện tốt giữa dây dẫn và vỏ cáp hay các lớp kim loại bảo vệ ruột cáp. Lớp bao ruột cáp thường bằng nhựa mỏng quấn chung quanh bó dây ruột cáp.GV: Hà Duy Hưng71.4 Lớp bao che chắn từ Để tránh ảnh hưởng của điện từ do đường dây tải điện công nghiệp gây ra, ảnh hưởng cảm ứng của đường dây cao tần khác, ảnh hưởng của các nguồn xuyên nhiễu từ bên ngoài.1.5 Vỏ Cáp1.5.1 Đặc tínhĐây là phần quan trọng để bao và che chở dây dẫn bên trong sợi cáp, chống lại nước, khí ẩm và ảnh hưởng cơ giới, đặc biệt chống lại hư hại trong lúc chuyên chở thi công.GV: Hà Duy Hưng8 Vỏ cáp còn có nhiệm vụ chống lại sấm sét, chống ăn mòn, chống phá hoại của các sinh vật phá hoại như mối, kiến.1.5. 2 Các loại vỏ cápVỏ cáp được chia thành hai loại chính: vỏ bằng kim loại và vỏ bằng nhựa. + Cáp vỏ chì: ưu điểm là ngăn nước và khí ẩm tốt, chịu lực kéo căn cao, nhưng cáp vỏ chì nặng, dễ bị ăn mịn do các chất hĩa học.+ Cáp vỏ nhựa: Tiện lợi nhẹ hơn, ít bị ma sát, ít bị ảnh hưởng ăn mịn.GV: Hà Duy Hưng92. Cấu Trúc Và Mã Màu Của Một Số Loại Cáp - Hiện nay nước ta đang sử dụng rất nhiều loại cáp, từ cáp vỏ chì, cáp vỏ nhựa, cáp đồng trục, cáp quang trong lĩnh vực thông tin liên lạc, các loại cáp được sản xuất trong nước cũng như ngoài nước.- Dễ dàng phân biệt cách sắp xếp bên trong bó dây ruột cáp, luật màu dây cách điện, màu dây buộc nhóm, công dụng của chúng ta lần lượt khảo sát các loại cáp sau đây:GV: Hà Duy Hưng102.1 Cáp Thông Tin Điện Thoại Mỹ 2.1.1 Luật Màu Dây Dẫn Khác với luật màu điện trở người ta không quy định một luật màu chuẩn nào hết, mà luật màu cáp kim loại phụ thuộc vào nhà sản xuất của từng nước khác nhau.Được chia ra thành 2 nhóm như sau: GV: Hà Duy Hưng11Trắng(white)Đỏ(red)Đen(black)Vàng(yellow)Tím(violet)Dương(green)16111621Cam(orange)27121722Lục(blue)38131823Nâu(brown)49141924Tro(grey)510152025Nhĩm chínhNhĩm phụGV: Hà Duy Hưng122.1.2 Luật Màu Dây Buộc Nhóm - Đối với cáp có dung lượng nhỏ, nếu số lượng nhóm dây nhỏ hơn 5 thì dùng màu dây phụ để mã hoá, còn nếu số lượng nhóm lớn hơn 5 thì luật màu dây buộc nhóm giống như luật màu dây dẫn.- Nếu cáp trên 600 đôi: hai nhóm nhỏ 25 đôi tạo thành một nhóm lớn 50 đôi, hay 4 nhóm 25 đôi tạo thành 1 nhóm 100 đôi.- Đối với cáp có dung lượng lớn hơn người ta dùng luật màu dây chính ( trắng, đỏ, đen, vàng, tím) mã hoá.GV: Hà Duy Hưng13GV: Hà Duy Hưng14Bảng luật màu dây buộc nhóm 600 đôi trở lên NhómThứ tự dây trong nhómMàu dây buộc nhóm11-600Trắng 2601-1200Đỏ 31201-1800Đen41801-2400 Vàng52401-3000tímGV: Hà Duy Hưng152.1.3 Cấu Trúc nhĩm a: Nhóm 25 đôiGV: Hà Duy Hưng16b: Nhóm 12 đôiGV: Hà Duy Hưng17c: Nhĩm 13 đơiGV: Hà Duy Hưng18d: 50 đơiGV: Hà Duy Hưng19e: 100 đôiGV: Hà Duy Hưng202.1.4 Cấu trúc cápGV: Hà Duy Hưng21GV: Hà Duy Hưng22GV: Hà Duy Hưng23GV: Hà Duy Hưng243. Các cơng thức tính tốn trong cáp kim loại3.1 Điện trở 1 chiều - Nếu tính thêm nhiệt độa: hệ số nhiệt điện trở (cáp đồng a= 0,004) Điện trở suất của đồng là: GV: Hà Duy Hưng253.2 Suy hao cáp f: tần số tín hiệuR0: Điện trở vịng đơi dâyC0: điện dung tương hỗ đơi dây Tần số f = 1khz Điện dung tương hỗ là : 50 nF Nhiệt độ tính tốn là GV: Hà Duy Hưng26- Các giá trị R0 và C0 chuẩn như sau:GV: Hà Duy Hưng274. Các loại đường dây cáp4.1 Cáp chính Là cáp xuất phát từ PĐD (phịng đầu dây) Trên đường đi cáp chính cĩ thể chia nhỏ ra để đi đến NC (nhà cáp) hoặc TC (tủ cáp). Cáp chính xuất phát từ PĐD đến TC cĩ dung lượng vài trăm đơi. Với trường hợp một số thuê bao nằm gần PĐD về nguyên tắc ta khơng được kéo dây súp từ máy thuê bao vào thẳng PĐD mà phải tập trung nĩ vào một hộp cáp rồi kéo cáp chính từ PĐD đến hộp cáp. Cáp chính từ PĐD đến HC cĩ dung lượng 100 đơi trở xuống.GV: Hà Duy Hưng284.2 Cáp mạngLà cáp xuất phát từ NC đến TC hoặc HC Cáp mạng từ NC đến TC cĩ dung lượng vài trăm đơi.4.3 Cáp thuê baoLà cáp xuất phát từ TC đến HC cĩ dung lượng từ 100 đơi trở xuống.4.4 Dây thuê bao- Là dây nối từ hộp cáp đến máy điện thoại của khách hàng. Cĩ thể là dây súp, cáp đơn hoặc dây trần.GV: Hà Duy Hưng294.5 Cáp trung kế liên trạm- Là cáp nối từ PĐD của trạm này đến PĐD của trạm khác.4.6 Cáp liên lạcLà cáp nối giữa 2 thiết bị kết cuối, ví dụ 2 tủ cáp hay 2 nhà cáp. Nhờ cĩ cáp liên lạc nên việc sử dụng mạng cáp linh hoạt hơn, hiệu quả hơn.GV: Hà Duy Hưng305. Mã đường dây cáp5.1 Cáp chính- Đặt tên cho cáp chính bằng 2 nhĩm số, nhĩm số thứ nhất là tên PĐD mà cáp đĩ xuất phát, nhĩm số thứ 2 là số hiệu của cáp đĩ. Hai nhĩm số phân biệt với nhau bằng dấu “/”.Ví dụ: 1/3 : là cáp chính số 3, xuất phát từ PĐD trạm 15.2 Cáp mạngGV: Hà Duy Hưng31- Đặt tên cho cáp mạng bằng 2 nhĩm số. Nhĩm số thứ nhất mang tên của NC mà cáp đĩ xuất phát nhĩm, số thứ 2 là số hiệu của cáp đĩ. Hai nhĩm số phân biệt với nhau bằng dấu “/”.Ví dụ: 1B/3 : là cáp mạng số 3, xuất phát từ NC 1B.5.3 Cáp thuê baoĐặt tên cho cáp thuê bao bằng 2 nhĩm số. Nhĩm số thứ nhất mang tên của tủ cáp mà nhĩm đĩ xuất phát, nhĩm thứ hai là số hiệu của cáp đĩ. Hai nhĩm số phân biệt với nhau bằng dấu “/”.GV: Hà Duy Hưng32 Ví dụ: 1B2/2: là cáp thuê bao số 2, xuất phát từ TC 1B2. 5.4 Cáp trung kế liên trạm- Đặt tên cho cáp bằng 2 nhĩm số. Nhĩm số thứ nhất là tên của 2 PĐD mà cáp đĩ làm trung kế. Nhĩm số thứ 2 là số hiệu của nhĩm đĩ. Hai nhĩm số phân biệt với nhau bằng dấu “/”.Ví dụ:1-2/1: là cáp trung kế thứ nhất giữa PĐD trạm 1 và PĐD trạm 2.GV: Hà Duy Hưng335.5 Cáp liên lạc- Đặt tên cho cáp liên lạc bằng 2 nhĩm số. Nhĩm số thứ nhất là tên của 2 thiết bị của một thiết bị kết cuối mà cáp đĩ nối thơng. Nhĩm số thứ 2 là số hiệu của cáp đĩ. Hai nhĩm số phân biệt với nhau bằng dấu “/”.Ví dụ:1B1-1B2/1: là cáp liên lạc thứ 1 nối giữa 2 tủ cáp 1B1 và 1B2.GV: Hà Duy Hưng346. Ký hiệu các thiết bị kết cuối đầu dây cáp6.1 Phịng đầu dây – PĐD ( MDF):6.2 Nhà cáp:6.3 Tủ cáp: 6.4 Hộp cáp:GV: Hà Duy Hưng357. Mã kết cuối đầu dây cáp7.1 Phịng đầu dâyPĐD được đặt tên bằng số. PĐD thuộc trạm điện thoại nào thì mang tên trạm của điện thoại đĩ.Ví dụ: PĐD.1: là phịng đầu dây thuộc trạm điện thoại số 1 7.2 Nhà cápĐặt tên cho nhà cáp bằng chữ cái in hoa, bắt đầu từ chữ cái B trở đi (B, C, D, E,) và tên của PĐD mà NC này phụ thuộc.GV: Hà Duy Hưng36Ví dụ:1C : là nhà cáp thứ 2 thuộc PĐD 17.3 Tủ cáp- Đối với tủ cáp là kết cuối của cáp mạng. Từ NC đến đặt tên bằng số và tên của NC mà nĩ phụ thuộc.Ví dụ: TC 1C.2 : là TC thứ 2 thuộc NC 1CGV: Hà Duy Hưng37 Đối với TC là kết cuối của cáp chính. Từ PĐD tới được đặt tên bằng số và tên của PĐD mà nĩ phụ thuộc, để thể hiện rằng TC chứa cáp chính đi thẳng từ PĐD ta thêm chữ A ở giữaVí dụ: TC 1A.1 : là TC số 1 chứa cáp chính đi thẳng từ PĐD trạm 1 đến.GV: Hà Duy Hưng387.4 Hộp cáp Đối với HC là kết cuối cáp thuê bao từ TC đến, được đặt tên bằng số và tên của TC mà nĩ phụ thuộcVí dụ: HC 1B1.2: là HC số 2 thuộc TC 1B1 Đối với HC là kết cuối của mạng cáp từ NC đến đặt tên bằng số và tên của NC mà nĩ phụ thuộc. Để thể hiện rằng HC chứa cáp mạng đi thẳng từ NC đến ta thêm chữ A ở giữa.Ví dụ: HC 1BA.1 : là HC số 1 chứa cáp mạng từ NC 1B đến. GV: Hà Duy Hưng39BÀI TẬPCâu 1:Một trạm điện thoại cĩ 2 tuyến cáp chính xuất phát từ dàn MDF. Tuyến thứ nhất là một sợi cáp cĩ dung lượng là 150 đơi, chiều dài là 1,5 km, đường kính dây dẫn là 0,5 mm, được đấu vào tủ cáp 01. Tuyến thứ 2 là sợi cáp cĩ dung lượng 100 đơi, chiều dài là 2 km, đường kính dây dẫn là 0,65mm và được đấu vào tủ cáp 02.Tủ cáp 01 cĩ 2 sợi cáp phối, sợi thứ nhất cĩ dung lượng 30 đơi, chiều dài 1,5km, điện trở mạch vịng là 420 ohm, kết cuối tại hộp cáp 01, sợi thứ 2 cĩ dung lượng 50 đơi, đường kính dây dẫn là 0,5 mm, điện trở mạch vịng là 267ohm, kết cuối tại hộp cáp 02.GV: Hà Duy Hưng40Tủ cáp 02 cĩ 1 sợi cáp phối, cĩ dung lượng 50 đơi, chiều dài là 2,5 km, điện trở mạch vịng là 262,5 ohm, được kết cuối tại hộp cáp 01. Biết tần số là 1khz, điện dung tương hỗ là 50nF, nhiệt độ tính tốn là 20 độ c và dây dẫn bằng đồng.a/. Hãy vẽ sơ đồ mạng cáp cho trạm điện thoại trên biết trạm điện thoại trên cĩ PĐD số thứ tự là 5, trên sơ đồ phải ghi đầy đủ dung lượng cáp, cỡ dây dẫn và chiều dài cáp.b/. Tính suy hao truyền dẫn trên tuyến thứ 2 của mạng cáp.GV: Hà Duy Hưng41Câu 2:Cho tuyến cáp như hình vẽ: l1 = 2 kmΦ1 = 0,9mmR2 = 262,541Ωl2 = 2,5 kmΦ3 = 0,5 mmα4 = 3,63dBΦ4 = 0,4 mml = 8 kmGV: Hà Duy Hưng42Biết chiều dài của tồn tuyến là 8 km, tần số là 1kHz, điện dung tương hỗ là 50nF, nhiệt độ tính tốn là 20 độ C và dây dẫn bằng đồng.a/. Tính đường kính dây dẫn ở đoạn cáp thứ 2b/. Tính chiều dài của đoạn cáp cĩ Φ3 = 0,5 mmc/. Suy hao của tồn tuyến là bao nhiêu (bỏ qua suy hao các mối nối, trên tủ cáp và hộp cáp).GV: Hà Duy Hưng43GV: Hà Duy Hưng44GV: Hà Duy Hưng45GV: Hà Duy Hưng46