同軸電纜（CoaxialCable）是一種由內、外兩個導體組成的通信電纜。它的中心是一根單芯銅導體，銅導體外面是絕緣層，絕緣層的外面有一層導電金屬層，最外面還有一層保護用的外部套管。
同軸電纜應用于較高頻率范圍時，它的一次參數和二次參數可近似計算。同軸電纜按其特征阻抗的不同，分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩類。
同軸電纜具有壽命長、容量大、傳輸穩定、外界干擾小、維護方便等優點。當頻率在60kHz以上時，同軸電纜中電波的傳輸速度可接近光速，且受頻率變化影響不大，所以時延失真很小。同軸電纜的下限頻率定為60kHz，上限頻率可達數十兆赫茲。同軸電纜可用于模擬信號和數字信號的傳輸，適用于各種各樣的應用，其中最重要的有線電視傳播、長途電話傳輸、計算機系統之間的短距離連接以及局域網等。
歷史發展
同軸電纜的發展主要分為四代：第一代是19世紀中期開始利用聚乙烯材料作為實芯絕緣介質；第二代是利用化學發泡PE材料作為絕緣介質；第三代是藕芯縱孔PE材料作為絕緣介質；第四代是利用物理發泡PE材料作為絕緣介質。同軸電纜按照結構可分為：泄漏同軸電纜、多芯同軸電纜、細徑化同軸電纜、復合同軸電纜。
同軸電纜行業發展至今經歷了一系列的變遷。由于全球電子產業在2000年進入高峰期，作為電子產業一部分，同軸電纜市場規模也達到歷史的高峰期。在隨后的三年內，隨著全球經濟增長率進入低谷，同軸電纜產業也隨著下游需求的萎縮而進入低迷期，直到2003年下半年才出現復蘇跡象。從2004年開始，全球同軸電纜行業進入新一輪的增長期。隨著移動通信信號覆蓋面的不斷擴大，基站數擴增，以及交通、能源、醫療等領域對移動信號要求的不斷提高，全球射頻同軸電纜行業的市場發展前景依然看好。
工作原理
同軸電纜從內到外依次包含四層結構：中心銅線（單股實心線或多股絞合線）、塑料絕緣體、網狀導電層及電線外皮。中心銅線與網狀導電層共同構成電流回路，因二者呈同軸關系而得名。絕緣層的主要功能是隔離內導體與外導體，固定二者相對位置以確保“同軸”結構，同時可防止信號短路或漏電，保障信號傳輸的穩定性。
同軸電纜傳導交流電而非直流電，也就是說每秒鐘會有好幾次的電流方向發生逆轉。
如果使用一般電線傳輸高頻率電流，這種電線就會相當于一根向外發射無線電的天線，這種效應損耗了信號的功率，使得接收到的信號強度減小。
同軸電纜的設計正是為了解決這個問題。中心電線發射出來的無線電被網狀導電層所隔離，網狀導電層可以通過接地的方式來控制發射出來的無線電。
同軸電纜也存在一個問題，就是如果電纜某一段發生比較大的擠壓或者扭曲變形，那么中心電線和網狀導電層之間的距離就不是始終如一的，這會造成內部的無線電會被反射回信號發送源。這種效應減低了可接收的信號功率。為了克服這個問題，中心電線和網狀導電層之間被加入一層塑料絕緣體來保證它們之間的距離始終如一。這也造成了這種電纜比較僵直而不容易彎曲的特性。
同軸電纜的屏蔽材料實質上主要是對外導體進行改進，從最初的管狀外導體，依次發展為單層編織、雙層金屬。管狀外導體雖然屏蔽性能非常好，但不易彎曲，使用不方便。單層編織的屏蔽效率最差，雙層編織比一層編織的轉移阻抗減少3倍，可見雙層編織的屏蔽效果比單層有了很大的改善。各大同軸電纜制造商都在不斷改進電纜的外導體結構以保持其性能。
主要分類
同軸電纜可分為兩種基本類型，基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。
基帶同軸電纜
基帶同軸電纜的屏蔽層通常是用銅做成的網狀結構，其特征阻抗為50Ω。該電纜用于傳輸數字信號，常用的型號一般有RG-8(粗纜)和RG-58(細纜)。粗纜與細纜最直觀的區別在于電纜直徑不同。粗纜適用于比較大型的局部網絡，它的標準距離長，可靠性高；但是粗纜網絡必須安裝收發器和收發器電纜，安裝難度也大，因此總體造價高。相反，細纜則比較簡單，造價較低；但由于安裝過程中要切斷電纜，因而當接頭較多時容易產生接觸不良的隱患。
無論是使用粗纜還是細纜連接的網絡，故障點往往會影響到整根電纜上的所有機器，故障的診斷和修復都很麻煩。因此，基帶同軸電纜已逐步被非屏蔽雙絞線或光纜所取代。
寬帶同軸電纜
寬帶同軸電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓而成的，其特征阻抗為75Ω。這種電纜通常用于傳輸模擬信號，常用型號為RG-59，是有線電視網中使用的標準傳輸線纜，可以在一根電纜中同時傳輸多路電視信號。寬帶同軸電纜也可用作某些計算機網絡的傳輸介質。
品種介紹
同軸電纜分為細纜：RG-58和粗纜RG-11兩種，以及使用極少的半剛型同軸電纜和饋管。
細纜
細纜的直徑為0.26厘米，最大傳輸距離185米，使用時與50Ω終端電阻、T型接插件、BNC接頭與以太網控制器相連，線材價格和連接頭成本都比較便宜，而且不需要購置集線器等設備，十分適合架設終端設備較為集中的小型以太網絡。纜線總長不要超過185米，否則信號將嚴重衰減。細纜的阻抗是50Ω。
粗纜
粗纜(RG-11)的直徑為1.27厘米，最大傳輸距離達到500米。由于直徑相當粗，因此它的彈性較差，不適合在室內狹窄的環境內架設，而且RG-11連接頭的制作方式也相對要復雜許多，并不能直接與電腦連接，它需要通過一個轉接器轉成AUI接頭，然后再接到電腦上。由于粗纜的強度較強，最大傳輸距離也比細纜長，因此粗纜的主要用途是扮演網絡主干的角色，用來連接數個由細纜所結成的網絡。粗纜的阻抗是75Ω。
半剛型同軸電纜
這種電纜使用極少，通常用于通訊發射機內部的模塊連接上，因為這種線傳輸損耗很小，但也有一些缺點，比如硬度大，不易彎曲。此外，此類電纜的傳輸頻率極高大部分都可以到達30Ghz。型號為CXJ--50--3此類電纜典型結構如下表所示 結構 材料 直徑(mm) 1. 內導體 鍍銀銅線 0.93 2.絕緣體聚四乙烯(PTFE) 3.00 3. 外導體
①無縫退火紫銅管 3.58
②鍍錫(合金)無縫紫銅管
③鍍銀無縫紫銅管
目前工藝在逐漸進步，也出現了一些彎曲幅度較大的此類線材，但筆者推薦在對柔韌性要求不高的地方，盡量使用傳統的銅管外導體的此類線材，以保證穩定性。
主要應用范圍如：設備的支架連線，閉路電視(CCTV)，共用天線系統(MATV) 以及彩色或單色射頻監視器的傳送。這些應用不需要選擇有特別嚴格電氣公差的精密視頻同軸電纜。視頻同軸電纜的特征電阻是75 歐姆，這個值不是隨意選的。物理學證明了視頻信號最優化的衰減特性發生在77 歐姆。在低功率應用中，材料及設計決定了電纜的最優阻抗為75 歐姆。
標準視頻同軸電纜既有實心導體也有多股導體的設計。建議在一些電纜要彎曲的應用中使用多股導體設計，如CCTV 攝像機與托盤和支架裝置的內部連接，或者是遠程攝像機的傳送電纜。
電纜優缺點
同軸電纜的優點是可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信，而其缺點也是顯而易見的：一是體積大，細纜的直徑就有3/8英寸粗，要占用電纜管道的大量空間；二是不能承受纏結、壓力和嚴重的彎曲，這些都會損壞電纜結構，阻止信號的傳輸；最后就是成本高，而所有這些缺點正是雙絞線能克服的，因此在現在的局域網環境中，基本已被基于雙絞線的以太網物理層規范所取代。
電纜基帶
同軸電纜以硬銅線為芯，外包一層絕緣材料。這層絕緣材料用密織的網狀導體環繞，網外又覆蓋一層保護性材料。有兩種廣泛使用的同軸電纜。一種是50歐姆電纜，用于數字傳輸，由于多用于基帶傳輸，也叫基帶同軸電纜；另一種是75歐姆電纜，用于模擬傳輸，即寬帶同軸電纜。這種區別是由歷史原因造成的，而不是由于技術原因或生產廠家。
同軸電纜的這種結構，使它具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。同軸電纜的帶寬取決于電纜長度。1km的電纜可以達到1Gb/s~2Gb/s的數據傳輸速率。還可以使用更長的電纜，但是傳輸率要降低或使用中間放大器。目前，同軸電纜大量被光纖取代，但仍廣泛應用于有線和無線電視和某些局域網。
參數指標
電氣參數
(1)同軸電纜的特性阻抗 同軸電纜的平均特性阻抗為50±2Ω，沿單根同軸電纜的阻抗的周期性變化為正弦信號，中心平均值±3Ω，其長度小于2米。
(2)同軸電纜的衰減 一般指500米長的電纜段的衰減值。當用10MHz的正弦波進行測量時，它的值不超過8.5db(17db/公里);而用5MHz的正弦波進行測量時，它的值不超過6.0db(12db/公里)。
(3)同軸電纜的傳播速度 需要的最低傳播速度為0.77C(C為光速)。
(4)同軸電纜直流回路電阻 電纜的中心導體的電阻與屏蔽層的電阻之和不超過10毫歐/米(在20℃下測量)。
物理參數
同軸電纜是由中心導體、絕緣材料層、網狀織物構成的屏蔽層以及外部隔離材料層組成．
同軸電纜具有足夠的可柔性，能支持254mm(10英寸)的彎曲半徑。中心導體是直徑為2.17mm±0.013mm的實芯銅線。絕緣材料必須滿足同軸電纜電氣參數。屏蔽層是由滿足傳輸阻抗和ECM規范說明的金屬帶或薄片組成，屏蔽層的內徑為6.15mm,外徑為8.28mm。外部隔離材料一般選用聚氯乙稀(如PVC)或類似材料。
測試的主要參數
(1)導體或屏蔽層的開路情況。
(2)導體和屏蔽層之間的短路情況。
(3)導體接地情況。
(4)在各屏蔽接頭之間的短路情況。
規格型號
同軸電纜按用途可分為兩種基本類型：基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜。目前基帶常用的電纜，其屏蔽線是用銅做成的網狀的，特征阻抗為50(如RG-8、RG-58等);寬帶同軸電纜常用的電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓成的，特征阻抗為75(如RG-59等)。
按同軸電纜的直徑大小分為：粗同軸電纜與細同軸電纜。粗纜適用于比較大型的局部網絡，它的標準距離長、可靠性高。粗纜網絡必須安裝收發器和收發器電纜，安裝難度大，所以總體造價高。相反，細纜安裝則比較簡單，造價低，但由于安裝過程要切斷電纜，兩頭須裝上基本網絡連接頭(BNC),然后接在T型連接器兩端，所以當接頭多時容易產生接觸不良的隱患，這是目前運行中的以太網所發生的最常見故障之一。
為了保持同軸電纜的正確電氣特性，電纜屏蔽層必須接地。同時兩頭要有終端器來削弱信號反射作用。
無論是粗纜還是細纜均為總線拓撲結構，即一根纜上接多部機器，這種拓撲適用于機器密集的環境。但是當一觸點發生故障時，故障會串聯影響到整根纜上的所有機器，故障的診斷和修復都很麻煩，因此，將逐步被非屏蔽雙絞線或光纜取代。
最常用的同軸電纜有下列幾種：
·RG-8或RG-11
50Ω
·RG-58
50Ω
·RG-59
75Ω
·RG-62
93Ω
計算機網絡一般選用RG-8以太網粗纜和RG-58以太網細纜。RG-59 用于電視系統。RG-62 用于ARCnet網絡和IBM3270網絡。
布線結構
在計算機網絡布線系統中，對同軸電纜的粗纜和細纜有三種不同的構造方式，即細纜結構、粗纜結構和粗/細纜混合結構。
細纜結構
1)硬件配置
(1)網絡接口適配器：網絡中每個結點需要一塊提供BNC接口的以太網卡、便攜式適配器或PCMCIA卡。
(2)BNC-T型接插件：細纜Ethernet上的每個結點通過T型連接器與網絡進行連接，它水平方向的兩個插頭用于連接兩段細纜，與之垂直的插口與網絡接口適配器上的BNC連接器相連。
·細纜(RG-58 A/U):直徑為5毫米，特征阻抗為50歐姆的細同軸電纜。
·BNC連接器插頭：安裝在細纜段的兩端。
·BNC桶型連接器：用于連接兩段細纜。
·BNC終端匹配器:BNC 50歐姆的終端匹配器安裝在干線段的兩端，用于防止電子信號的反射。干線段電纜兩端的終端匹配器必須有一個接地。
(4)中繼器：對于使用細纜的以太網，每個干線段的長度不能超過185米，可以用中繼器連接兩個干線段，以擴充主干電纜的長度。每個以太網中最多可以使用四個中繼器，連接五個干線段電纜。
2)技術參數
·最大的干線段長度：185米。
·最大網絡干線電纜長度：925米。
·每條干線段支持的最大結點數：30。
·BNC-T型連接器之間的最小距離：0.5米。
3)特點
·容易安裝。
·造價較低。
·網絡抗干擾能力強。
·網絡維護和擴展比較困難。
·電纜系統的斷點較多，影響網絡系統的可靠性。
粗纜結構
1)硬件配置
建立一個粗纜以太網需要一系列硬件設備，包括：
(1)網絡接口適配器：網絡中每個結點需要一塊提供AUI接口的以太網卡、便提式適配器或PCMCIA卡。
(2)收發器(transceiver):粗纜以太網上的每個結點通過安裝在干線電纜上的外部收發器與網絡進行連接。在連接粗纜以太網時，用戶可以選擇任何一種標準的以太網(IEEE802.3)類型的外部收發器。
(3)收發器電纜：用于連接結點和外部收發器，通常稱為AUI電纜。
(4)電纜系統：連接粗纜以太網的電纜系統包括：
·粗纜(RG-11 A/U):直徑為10毫米，特征阻抗為50歐姆的粗同軸電纜，每隔2.5米有一個標記。
·N-系列連接器插頭：安裝在粗纜段的兩端。
·N-系列桶型連接器：用于連接兩段粗纜。·N-系列終端匹配器：N-系列50歐姆的終端匹配器安裝在干線電纜段的兩端，用于防止電子信號的反射。干線電纜段兩端的終端匹配器必須有一個接地。
(5)中繼器：對于使用粗纜的以太網，每個干線段的長度不超過500米，可以用中繼器連接兩個干線段，以擴充主干電纜的長度。每個以太網中最多可以使用四個中繼器，連接五段干線段電纜。
2)技術參數
·最大干線段長度：500米。
·最大網絡干線電纜長度：2500米。
·每條干線段支持的最大結點數：100。
·收發器之間最小距離：2.5米。
·收發器電纜的最大長度：50米。
3)特點
·具有較高的可靠性，網絡抗干擾能力強。
·具有較大的地理覆蓋范圍，最長距離可達2500米。
·網絡安裝、維護和擴展比較困難。
·造價高。
粗/細纜混合結構
1)硬件配置
在建立一個粗/細混合纜以太網時，除需要使用與粗纜以太網和細纜以太網相同的硬件外，還必須提供粗纜和細纜之間的連接硬件。連接硬件包括：
·N-系列插口到BNC插口接插件。
·N-系列插頭到BNC插口連接器。
2)技術參數
·最大的干線長度：大于185米，小于500米。
·最大網絡干線電纜長度：大于925米，小于2500米。
為了降低系統的造價，在保證一條混合干線段所能達到的最大長度的情況下，應盡可能使用細纜。可以用下面的公式計算在一條混合的干線段中能夠使用的細纜的最大長度t= ( 500 - L ) / 3.28，其中：L為要構造的干線段長度，t為可以使用的細纜最大長度。例如，若要構造一條400米的干線段，能夠使用的細纜的最大長度為：(500 - 400 ) / 3.28 = 30(米)。
3)特點
·造價合理。
·網絡抗干擾能力強。
·系統復雜。
·網絡維護和擴展比較困難。
·增加了電纜系統的斷點數，影響網絡的可靠性。
質量檢測
1、查絕緣介質的整度
標準同軸電纜的截面很圓整，電纜外導體、鋁箔貼于絕緣介質的外表面。介質的外表面越圓整，鋁箔與它外表的間隙越小，越不圓整間隙就越大。實踐證明，間隙越小電纜的性能越好，另外，大間隙空氣容易侵入屏蔽層而影響電纜的使用壽命。
2、測同軸電纜絕緣介質的一致性
同軸電纜緣介質直徑波動主要影響電纜的回波系數，此項檢查可剖出一段電纜的絕緣介質，用螺旋測微器仔細栓查各點外徑，看其是否一致。
3、測同軸電纜的編織網
同軸電纜的紡織網線對同軸電纜的屏蔽性能起著重要作用，而且在集中供電有線電視線路中還是電源的回路線，因此同軸電纜質量檢測必須對紡織網是否嚴密平整進行察看，方法是剖開同軸電纜外護套，剪一小段同軸電纜編織網，對編織網數量進行鑒定，如果與所給指標數值相符為合格，另外對單根紡織網線用螺旋測微器進行測量，在同等價格下，線徑越粗質量越好。
4、查鋁箔的質量
同軸電纜中起重要屏蔽作用的是鋁箔，它在防止外來開路信號干擾與有線電視信號混淆方面具有重要作用，因此對新進同軸電旨應檢查鋁箔的質量。首先，剖開護套層，觀察編織網線和鋁箔層表面是否保持良好光澤；其次是取一段電纜，緊緊繞在金屬小軸上，拉直向反向轉繞，反復幾次，再割開電纜護套層觀看鋁箔有無折裂現象，也可剖出一小段鋁箔在手中反復揉搓和拉伸，經多次揉搓和拉伸仍未斷裂，具有一定韌性的為合格品，否則為次品。
5、查外護層的擠包緊度
高質量的同軸電纜外護層都包得很緊，這樣可縮小屏蔽層內間隙，防止空氣進入造成氧化，防止屏蔽層的相對滑動引起電性能飄移，但擠包太緊會造成剝頭不便，增加施工難度。檢查方法是取1m長的電纜，在端部肅去護層，以用力不能拉出線芯為合適。
6、查電纜成圈形狀
電纜成圈不僅是個美觀問題，而且也是質量問題。電纜成圈平整，各條電纜保持在同一同心平面上，電纜與電纜之間成圓弧平行地整體接觸，可減少電纜相互受力，堆放不易變形損傷，因此在驗收電纜質量時對此不可掉以輕心。
發展概況
電線電纜行業是中國僅次于汽車行業的第二大行業，產品品種滿足率和國內市場占有率均超過90%。在世界范圍內，中國電線電纜總產值已超過美國，成為世界上第一大電線電纜生產國。伴隨著中國電線電纜行業高速發展，新增企業數量不斷上升，行業整體技術水平得到大幅提高。
中國經濟持續快速的增長，為線纜產品提供了巨大的市場空間，中國市場強烈的誘惑力，使得世界都把目光聚焦于中國市場，在改革開放短短的幾十年，中國線纜制造業所形成的龐大生產能力讓世界刮目相看。隨著中國電力工業、數據通信業、城市軌道交通業、汽車業以及造船等行業規模的不斷擴大，對電線電纜的需求也將迅速增長，未來電線電纜業還有巨大的發展潛力。
2008年11月，我國為應對世界金融危機，政府決定投入4萬億元拉動內需，其中有大約40%以上用于城鄉電網建設與改造。全國電線電纜行業又有了良好的市場機遇，各地電線電纜企業抓住機遇，迎接新一輪城鄉電網建設與改造。
安裝方法
同軸電纜一般安裝在設備與設備之間。在每一個用戶位置上都裝備有一個接插件，為用戶提供接口。接口的安裝方法如下：
(1)細纜將細纜切斷，兩頭裝上BNC頭，然后接在T型連接器兩端。
(2)粗纜 粗纜一般采用一種類似夾板的Tap裝置進行安裝，它利用Tap上的引導針穿透電纜的絕緣層，直接與導體相連。電纜兩端頭設有終端器，以削弱信號的反射作用。
應用
在有線電視傳輸中，由于同軸電纜造價低、易施工，在中、小傳輸系統中得到了廣泛的應用。特別是在HFC(Hybrid Fiber-Coaxial，混合光纖同軸電纜)網絡“最后1公里”傳輸中，是無法用其他電纜所代替的。許多無源器件、有源器件及用戶都需電纜連接，凡是用同軸電纜連接的各個器件之間都需達到阻抗匹配。如果不匹配，會使信號在元器件與電纜之間產生反射，增加噪聲及重影對傳輸圖像的影響。現市場出售的不同廠家生產的同種規格電纜，質量相差很大。但是只要選擇正規廠家生產的電纜(價格偏高)，其原材料、電氣性能及生產工藝都能得到保證，質量也值得信賴。
參考資料 >