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发布时间:2024-12-27 11:49:05 人气:
一、计算机电缆替代线缆的类型
计算机电缆有多种可替代的线缆,主要包括以下几种类型:
控制电缆:控制电缆在一些对信号传输要求不是极高的场合可替代计算机电缆。例如在一些工业控制场景中,如果对电磁干扰的敏感度不是非常严格时,控制电缆可以替代使用。控制电缆主要用于传输控制信号,从电力系统的配电点把电能直接传输到各种用电设备器具的电源连接线路,额定电压主要为450/750V。
双绞线:超五类屏蔽双绞线是一种常见的可替代选择。尤其是在网络布线领域,超五类屏蔽双绞线可提供高速的网络连接,可在百兆网络中使用,在对电磁干扰有一定防护要求的网络数据传输场景下可替代计算机电缆。它是在五类双绞线的基础上进行改进,相较于传统的五类线,在信号传输性能上有显著提升,能够支持更高的数据传输速率。并且,如果有强电磁辐射干扰,在百兆网中使用屏蔽双绞线可以降低信号干扰,虽然其屏蔽效果与计算机电缆不完全相同,但在部分场景可替代。
同轴电缆:可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。例如在早期的计算机网络中,同轴电缆应用广泛,因其有较好的抗干扰特性,曾被用于传输较高速率的数据。它的屏蔽线结构(如基带常用电缆的铜质网状屏蔽线等)在一定程度上可以起到类似计算机电缆的屏蔽电磁干扰功能,在一些对数据传输速率和干扰屏蔽要求不高于计算机电缆标准的场景下可替代。
二、各类替代线缆的特点
(一)控制电缆特点
传输信号类型与用途相关
控制电缆主要传输控制信号,一般用于控制设备的启动、停止、调节等操作信号的传递。例如在工厂自动化生产线中,控制电缆可将控制台的指令信号传输到各个设备,实现设备的有序运行。
其芯数较多,根据标准有多达61芯,能满足多种控制信号传输需求,传输的信号多为弱电信号、开关信号、继电器信号等,电压和电流等级相对低,电压常见为450/750V,电流承载能力不强,不过可满足普通控制设备用电需求。
机械强度相对较高
适合于室外敷设甚至埋地敷设,在机械防护方面有一定优势。如在建设户外供电设施时,如果需要控制电缆暴露在一定外部环境下,它比计算机电缆更能抵抗一些外力拉扯、摩擦等。带有钢铠的控制电缆在抗拉力方面表现更佳。
然而在信号传输方面,没有计算机电缆那么强的抗干扰性能,绝缘层等在设计上更侧重于电气安全性能,对于高要求的信号传输抗干扰能力不足,内部电磁屏蔽措施较弱。
(二)双绞线特点
传输性能差异化大
非屏蔽双绞线(U/UTP)依靠线对绞合来抵消外界电磁干扰,成本较低,缺乏屏蔽层使得它对电磁干扰比较敏感,适用于电磁干扰较少环境如普通家庭百兆网络。超五类非屏蔽双绞线能满足一定高速网络传输需求,但相比计算机电缆抗干扰能力较弱。
屏蔽双绞线(STP或FTP)外层由铝泊包裹减小幅射,有较高传输速率,100米内可达到155Mbps,需要整个系统使用屏蔽器件才能发挥最佳屏蔽性能。例如在企业构建内部涉密网络,需要整体网络系统使用屏蔽双绞线保证信息安全传输,这是计算机电缆所不具备的应用限制。
双绞结构利于数据传输
通过线对两两绞合的形式可以抵消一部分电磁干扰,绞合程度不同会影响其抗干扰和传输性能。在短距离传输方面有较好表现,像在同一楼层的办公室内部局域网布线,双绞线容易施工和布局。
(三)同轴电缆特点
抗干扰性较好
同轴电缆,无论是基带还是宽带同轴电缆都有较好的抗干扰特性。基带同轴电缆的屏蔽线为铜质网状(如RG-8、RG-58等),宽带同轴电缆常用铝冲压成的屏蔽层(如RG-59等),可以有效减少外界电磁干扰对信号传输的影响,在传输较高速率数据时有一定优势。
在早期计算机网络中广泛应用于数据传输,例如早期的以太网也可采用同轴电缆进行连接,其电气特性在当时能满足网络传输需求。
不同类型特性有差异
粗同轴电缆标准距离长、可靠性高,安装时不需要切断电缆,可灵活调整计算机入网位置,但造价高,并且必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大。如构建大型园区网络时,如果预算充足,粗同轴电缆在网络布局调整方面会比较方便。
细同轴电缆安装简单、造价低,但安装过程要切断电缆,接头多时容易产生接触不良的隐患,在小范围、对成本敏感的网络组建场景下可选择,如小型办公室内部网络,但可能面临后期维护接头接触不良等问题。
三、常见可替代计算机电缆的线缆类型对比
(一)抗干扰性能对比
计算机电缆:有优异的屏蔽性能及抗干扰性能,通常会采用铜带、铜丝等材料做屏蔽层,在结构上可能会有分屏、总屏等多种屏蔽方式,甚至采用复合屏蔽(如金属带缠绕+金属丝编织),抗电磁干扰能力很强。如在一些对电磁干扰要求极高的电子设备间连接,像在有高精度电子仪器的实验室内部计算机设备连接,计算机电缆能很好地保证信号准确传输,防止外界干扰。
控制电缆:抗干扰性能相对较弱,设计重点在于保证控制信号能正常传输,在强电磁干扰环境中容易出现信号错误等问题。例如工厂中的大型电机、变压器等设备工作时附近若用控制电缆传输计算机信号,很可能由于电机等产生的电磁干扰而出现传输故障。
双绞线:屏蔽双绞线的抗干扰能力虽优于非屏蔽双绞线,但总体相比计算机电缆的抗干扰能力还是稍弱。即使是屏蔽双绞线,其屏蔽效果依赖于整个系统(电缆、插座、水晶头和配线架等)配合且需要良好的地线系统,如果系统中某个部分没有做好屏蔽完善,就容易出现干扰问题。
同轴电缆:抗干扰性能良好,但在一些高精度要求的场景下不如计算机电缆,不过在早期计算机网络中能满足基本需求。基带同轴电缆和宽带同轴电缆的特性不同,但相比于双绞线和控制电缆,其在传输时的抗干扰能力都比较好。
(二)传输速率对比
计算机电缆:主要用于额定电压500V及以下,传输速率适合传统电子计算机和自动化仪器仪表相关要求。低速可以传输低速率数字信号、低频模拟信号,保密性相对较好,但并不是为高速网络传输设计。
控制电缆:传输控制信号,不用于高速率的数据传输,更多关注信号的准确性和稳定性,传输速率要求符合一般控制设备间的信号传递需求。例如对开关量信号传输要求即时准确的控制动作响应,传输速率能满足控制设备的操作响应要求,但远低于一些高速网络传输线缆。
双绞线:超五类非屏蔽双绞线在网络传输中有一定速度优势,可满足百兆网络传输需求,超五类屏蔽双绞线能支持更高的传输速率,100米内可达到155Mbps,并且对于新一代的六类双绞线等则能支持千兆网络传输,这是在传输速率方面相比计算机电缆的优势之处。
同轴电缆:传统的同轴电缆传输速率有限,像粗缆和细缆的传输数率都是10Mbps,在现代网络发展下难以满足需求,但在早期网络环境下这样的传输速率可满足基本的数据传输,但远远低于现在的高速网络传输线缆如光纤等。
(三)机械性能对比
计算机电缆:机械强度稍弱,不抗拉,一般只适合在变电所或机柜室内部敷设,使用场景多为相对固定且环境比较稳定的室内,在受到外力拉扯等方面容易损坏其芯线等结构元件。
控制电缆:机械强度比计算机电缆高,抗拉力较好,尤其是带钢铠的控制电缆。这种机械性能使得它在布线走向复杂、可能受到外力作用的室外环境等能正常保持电缆结构完整性不被破坏,如在野外的电力设施控制线路铺设中,如果使用计算机电缆,那么可能面临着电缆被拉断或者磨破绝缘层等风险。
双绞线:通常由多对双绞线和一个塑料外皮构成,双绞线相对比较脆弱。非屏蔽双绞线外部没有金属防护层,在抗外力冲击、受压等方面性能较差,容易造成线芯断开或者绝缘层破坏。屏蔽双绞线虽然有铝泊等材料包裹,但整体机械强度提升有限,在有较大外力作用环境下也易受损。
同轴电缆:粗同轴电缆相对较为粗壮,在一定程度上能承受一些外力作用,比如在室内机房,可以承受一定的设备碰压或者拉扯力,但相比带钢铠的控制电缆其机械强度稍弱;细同轴电缆相对较细,机械强度较弱,安装时切断电缆进行接头连接等操作容易损害电缆本身,在布置过程中如不小心弯曲过度或者受到外力拉扯容易造成内部芯线断裂等问题。
(四)成本与经济性对比
计算机电缆:成本相对比较高,主要由于其对屏蔽性能和信号传输准确性的高要求,在材料选择和制造工艺上更为精细,如采用的导体材料、屏蔽材料以及绝缘材料等都需满足高指标要求。特别是在一些对电缆性能要求极高、用量又少的高精密电子设备场景中,计算机电缆价格会比较高。
控制电缆:成本适中,考虑到其普遍性和一些大规模使用场景,在满足基本的电气性能和一定机械性能基础上,在价格方面符合大多数工业控制场景需求。例如在普通工厂中,控制电缆用于大量控制设备连接,其成本不会太高使得整个设施布线成本可控。
双绞线:双绞线成本因类型而异,非屏蔽双绞线成本很低,广泛用于普通民用网络布线、电话布线等。例如常见家庭网络布线,非屏蔽双绞线价格低廉可以大规模使用;屏蔽双绞线成本相对较高,特别是符合高规格要求的超五类屏蔽双绞线价格要高于普通非屏蔽双绞线,但又低于计算机电缆,在需要一定抗干扰能力的企业网络用得起。
同轴电缆:早期造价因不同粗细等类型有所差异,粗同轴电缆总体造价高因为安装难度大且配件多,如需要专门收发器和收发器电缆;细同轴电缆安装简单造价低。随着现代网络技术发展,同轴电缆应用范围缩小,其相对成本优势不再明显,但在一些特殊场景(如以前采用同轴电缆基础工程改造)还是能体现性价比。
四、不同场景下计算机电缆的替代线缆选择
(一)局域网布线场景
如果是对传输速率要求较高且电磁干扰较少的普通办公区域百兆网络,可以采用超五类非屏蔽双绞线替代计算机电缆。这种双绞线成本低,易于安装和连接,并且可以满足基本的网络数据传输需求,如办公室内部电脑网络连接基本都能满足办公的网络浏览、文件共享传输等需求。
在对网络安全和抗干扰性有一定要求的企业办公区域或者机密办公网络,可选择超五类屏蔽双绞线,虽然安装比非屏蔽双绞线复杂且成本较高,但它能有效抗电磁干扰保证网络数据的安全性,适应企业内部有一定网络保密要求场景,如企业的财务部门、研发部门网络构建。
(二)工业控制场景
在电磁干扰少、对成本比较敏感且控制信号传输距离较短的工业控制局域网场景,如小车间内部设备控制线路连接,可以使用控制电缆来替代计算机电缆,它可以满足设备间基本的控制信号(开关量信号、弱电信号)传输需求并且成本较为经济。
如果是大车间或者户外工业场地,有一定的电磁干扰源(如大型电机等)且控制信号传输距离可能较长的场景下,相对于计算机电缆,可考虑采用带有屏蔽功能的控制电缆或者粗同轴电缆,不过粗同轴电缆安装难度大且成本较高需谨慎选择,此类电缆既要能保证控制信号传输准确又要能抵抗一定的电磁干扰环境,确保控制信号能有效到达各个执行设备。
(三)家庭电器设备连接场景
对于家庭环境中的电器设备连接(如电视机顶盒、电脑连接电视等),如果距离较短且不存在强电磁干扰,可以利用普通的非屏蔽双绞线或者一般的同轴电缆(如用于有线电视的75欧同轴电缆)进行替代,这些线缆成本低并且完全能满足低速率数据传输、视频信号传输等家庭需求。
如果家庭中有较强电磁干扰源(如微波炉等大功率电器)且设备连接要传输数据比较敏感(如高清多媒体数据连接),则可以考虑使用屏蔽双绞线,以保证信号传输不受电磁干扰影响。
(四)科研仪器设备连接场景
在对电磁干扰要求相对不是最严格的常规科研测试中,若设备连接距离短,控制电缆可以用于一些基本的设备控制信号传输取代计算机电缆,以节省成本,只要在其电磁干扰能被仪器自适应或者稍微允许信号噪声范围内就行。
但如果是高精度的科研仪器设备,如电子显微镜、高精度的物理实验仪器等实验室内设备连接,计算机电缆不可轻易替代,必须使用有着极高屏蔽性能的计算机电缆,防止外界微小的电磁干扰影响仪器设备精度和测试结果;不过在一些和高精度仪器连接设备且电磁干扰属性较低的部分环节,可考虑采用同轴电缆(如基带同轴电缆高频性能佳可传输仪器控制信号),但只能作为辅助补充连接线缆。
五、替代计算机电缆的线缆性价比分析
(一)控制电缆性价比
性能方面
控制电缆在传输控制信号方面有自身优势,如能确保控制指令的稳定传输,其芯数较多方便多组信号传输。例如在多层建筑的照明系统控制中,控制电缆可以将每层的控制信号稳定传输到对应的继电器等设备。
但抗干扰性能的不足限制了它在一些复杂电磁环境下的应用,其绝缘层等防护重点在于电气安全而非抗干扰性能。如果在有电磁干扰的场景使用,需要进行额外抗干扰处理或风险评估,否则可能出现信号失控等问题。
成本方面
成本适中且比较稳定,生产工艺成熟,原材料成本可控。对于广大工业和民用控制信号传输场景,其性价比是可以接受的。例如常见的工业自动化流水生产线设备控制连接,大量使用控制电缆并不会造成过高的成本投入,还能保证基本的控制信号有序可靠传输。
(二)双绞线性价比
性能方面
非屏蔽双绞线成本极低,产品成熟,广泛应用于家庭和普通办公网络的百兆局域网建设中。如家庭中多台电脑网络共享连接、小型办公室普通办公设备网络互联,都可以使用非屏蔽双绞线低成本实现。
屏蔽双绞线性能上更优,能适应有一定电磁干扰场景,传输速率也比较理想,不过对配套设施(如屏蔽水晶头、有屏蔽功能的配线架等)有要求,整体系统构建成本更高。例如在一些对网络要求高的金融网点办公区域,采用屏蔽双绞线能兼顾成本和性能需求(相比计算机电缆)。
成本方面
非屏蔽双绞线价格非常亲民,能够降低项目总体成本。即使是屏蔽双绞线,在满足一定抗干扰性能需求的情况下价格仍然低于计算机电缆。例如在中小型企业构建办公网络时,如果选择屏蔽双绞线而不是计算机电缆,可以节省大量电缆成本同时又能实现较好的网络传输要求。
(三)同轴电缆性价比
性能方面
传统同轴电缆虽然在传输速率方面受限(如粗缆和细缆的10Mbps传输率),但有良好的抗干扰特性,曾经在早期计算机网络中发挥重要作用。例如以前的企业内部局域网构建,同轴电缆可以在一定抗干扰要求下传输数据和信号。
在一些特殊场景下仍然有其用途,如某些基于同轴电缆架构的设备连接(像有线电视网络依然大量使用75欧同轴电缆),但总体其性能在现代计算机信号传输场景下相对落后。
成本方面
由于其应用范围缩小,现在少量特殊需求时使用价格反而相对较高,而且安装过程较为复杂(如粗同轴电缆安装需要收发器等配件),整体性价比不高;不过对于已经存在同轴电缆网络的场所改造(如老小区有线电视网络升级为网络电视服务时继续利用原有同轴电缆线路传输部分信号时),其存在一定成本优势可以减少重新布线成本。
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产品知识