请教下：
我查阅了你们的DMX线，线径基本都是24AWG(0.22mm²)，
这样线径的双绞线，你们是不是根据相关的理论和实际的案例依据，才批量使用这个线径的，
以实现最佳的信号传输。
我们看到有些项目中，招标要求线径都有到0.75或者0.5，都要用非标定制的线缆了。我们想找个明确的依据，去支撑我们0.22的线缆选型是合理的。
小编回答:
GB/T 5023.5 当中IEC52 RVV导体下限0.5mm2
GB/T 5023.7 当中IEC74 RVVYP的导体下限0.5mm2
而RVVP行业标准JB/T 8734.5-2016当中虽然允许0.08~4 mm2
但由电工来的”粗就是好”已经造成了刻板印象
总觉得当前导体粗细的传输距离不够? 那就是不够粗! 加粗!!就对了!!
(这是错误的! 还有很多手法可以并用)
并且因为早期使用的是RVV或RVVP
绝缘是聚氯乙烯
在这种高电容绝缘材料基础上想增长使用距离-就只好加粗导体 降低R
因为传输线的截止频率
fc=1/(2πRC)
R：表示单位电阻值（单位：奥姆）
C：单位长度电容，与绝缘材料（介电常数）密切相关。
在不更换材料的前提下 电容值降低有限
因此只能加粗铜丝
这就造成了灯光舞美行业浪费铜丝并且牺牲抗干扰能力(对绞密度)的老问题
其实!
我们应该援引 ESTA_E1-27-2标准
所要求的电容值作为不合格项
剃除这些过粗的电缆
其实过度加粗导体
对于抗干扰(对绞) 反而是不利的
展开说明:
WH-T 32-2008 DMX512-A灯光控制数据传输协议
ANSI E1.11 (DMX512-A)
已经被纳为行业标准
而国际标准当中还有一些后续文件没有被重视
其中ESTA E1-27-2 就是线缆的关键
我们来看看 标准当中规范了甚么?
ESTA E1-27-2 2009 R2019 与 ANSI E1.11 (DMX512-A) 和 USITT DMX512 1990 产品一起使用的永久安装控制电缆的推荐做法 4 电缆类型Cable types 在永久性安装中，DMX512-A 电缆可以是两种基本电缆类型之一： 指定用于 EIA-485/EIA-485-A 或 EIA-422 的电缆，以及指定为EIA/TIA568 5 类或更高级别的电缆。 使用两种电缆类型的系统的注意事项在第 6 章中详细说明。 DMX512 -A 定义了使用双向通信的增强功能类型。 使用 EF 协议的系统应在整个系统中使用特性一致的电缆。 4.1 EIA-485 电缆 电缆应为专为 EIA-485/EIA-485-A 或 EIA-422 应用设计的类型。 根据 4.1.1 到 4.1.3 中描述的电缆特性确定的，某些设计用于除了EIA-485 之外的数字数据应用的电缆可能是可接受的。 电缆制造商所供应电缆应针对 4.1.1 至 4.1.3 中所描述的所有完整特性。 4.1.1 结构Construction 电缆应由一对或多对双绞线组成，单对配屏蔽 或 多对成缆配上整体屏蔽，或两者兼而有之。 包含单独屏蔽线对的电缆应使各自的屏蔽层相互绝缘。 首选带有整体式加屏蔽地线(integral drain wire)的电缆。 任何类型的带有整体加屏蔽地线的电缆都优于那些没有整体加屏蔽地线的电缆。 4.1.2 阻抗Impedance 用于数据传输的每对导体的特性阻抗应在 100 到 120 Ω的范围内。 由于 EIA-485 系统是 120 Ω的特性阻抗，因此首选 120 Ω。 4.1.3 电容Capacitance 屏蔽内导体之间的电容不应超过 65 pF/m (19.8 pF/ft)。 任何导体和屏蔽之间的电容不应超过 115 pF/m (35 pF/ft)。 4.2双绞线类Category cable 如第1条和第3条所述，电缆类别的参考包括ISO/IEC标准所定义的双绞线类同等级电缆。双绞线类电缆类别至少应满足EIA/TIA-568第5类的要求。允许电缆类别满足高于第5类的要求。 注：当在DMX512传输速度下使用时，这些电缆的标称阻抗将是115Ω，这使得第4.1条中描述的以相同数据速率运行的电缆的阻抗不匹配程度很小。 |
重点:
DMX512-A 永久性安装 可以用 EIA 485或422 的电缆，
DMX512-A 永久性安装 可以用EIA/TIA568 5 类或更高等级网络线。
对于EIA 485或422 的电缆 4.1.1 至 4.1.3 所提及的结构 阻抗 电容 是必要的
结构必须是双绞线组成，
屏蔽允许单对配屏蔽 或 多对成缆配上整体屏蔽，或两者兼而有之。
单独屏蔽线对的电缆应使各自的屏蔽层相互绝缘。
整体式加屏蔽地线(integral drain wire)的电缆是首选。
带有整体加屏蔽地线的电缆优于那些没有屏蔽电缆。
特性阻抗应在 100 到 120 Ω的范围内
特性阻抗首选 120 Ω
内导体之间的电容不应超过 65 pF/m (19.8 pF/ft)。
内导体和屏蔽之间的电容不应超过 115 pF/m (35 pF/ft)。
6安装Installation 电缆的安装应提供一对或两对点对点的连接，并在数据链路上为每个设备之间提供公共连接。当单根电缆结构中存在多个 DMX512-A 或 DMX512/1990 信号时，应使用允许结构之间电气隔离的电缆类型。 因为这种电缆内部结构之间的串扰crosstalk 可能导致不希望的系统操作。 使用单个线对屏蔽的电缆或不同线对具有不同绞距的电缆将最大限度地减少结构空间内的串扰。 虽然导管提供了电缆的机械保护，并且适当接地的金属导管可以提供一些屏蔽，但在DMX512 数据传输速率下，不应依赖它进行任何有效屏蔽。 非金属导管不提供任何屏蔽。 6.1电缆准备Cable Preparation 在准备电缆终端过程中所暴露的屏蔽Shields 和屏蔽线drain wires 应与接地绝缘，以防意外接触。 具有线对单独屏蔽的屏蔽层应彼此绝缘，以防意外接触。 6.2 对接Splices 任何接头都应符合 6.1 的要求，并应使用适合高速数字数据传输的设备、材料和方法进行制作。 接头应为每个数据链路的所有”数据对” 提供数据路径完整性， 并应确保绝缘以避免与接地、屏蔽或数据线的意外接触。 6.3 多种线缆类型Multiple cable types 如果单个安装中存在不止一种电缆类型，则应注意确保共同终止jointly terminated 或对接电缆的特性匹配。在无法完全匹配电缆类型的情况下，建议使用有源缓冲(active buffering)。 6.8 最大运行长度 Maximum Run Length 确定适用于所有安装可能性的最大运行长度 这超出了本推荐做法的范围。 影响最大运行长度的因素包括:数据链路上 EIA-485 单元负载的数量、数据链路中的接头数量、数据链路发射器的强度以及邻近的干扰源。 使用双向通信协议（如 ANSI E1.20 远程设备管理）也可能影响最大可用运行长度。 正确选择和安装的 DMX512 电缆应为300m (1000ft) 的运行提供可接受的信号强度。 请注意，如果预计将来将安装的电缆用于其他网络技术，则应考虑技术要求，例如其他网络技术（如以太网）的运行长度和拓扑。 |
重点:
电缆的安装是点对点的连接
电缆提供一对或两对的连接
电缆在数据链路上为每个设备之间提供公共连接。
为避免一条在线两个通道的DMX512串扰crosstalk 电缆结构之间要有电气隔离
串扰抑制常见作法1:单个线对屏蔽的电缆
串扰抑制常见作法2:不同线对具有不同绞距
在DMX512 数据传输速率下，不应依赖金属电线导管进行任何有效屏蔽。
信号地与机壳地必须明确分离-屏蔽Shields 和屏蔽线drain wires 应与接地绝缘
线对单独屏蔽的屏蔽层应彼此绝缘
接头提供数据路径完整性-不破坏”成对的数据对”
接头应确保绝缘以避免与接地、屏蔽或数据线的意外接触。
不要混用多种线缆类型
电缆类型无法无法完全匹配的情况下，建议使用有源缓冲(active buffering)。
标准不界定所有安装的最大运行可能长度
数据链路上 EIA-485 单元负载的数量、数据链路中的接头数量、数据链路发射器的强度以及邻近的干扰源都会影响最大运行长度
300m (1000ft) 的运行距离是正确的(含安装) DMX512电缆所能及的。
到目前是否有看到标准里面有任何关于截面积的要求呢?
很可惜!没有!
条文中提到永久性安装 可以用EIA 485或422 的电缆 或cat5 以上等级的网络铜缆,那么我们就应该来找找 EIA 485 或422线缆规范
TI 德州仪器的技术文件当中有提到EIA-422线缆
AN-1031 TIA/EIA-422-B Overview 11典型电缆介质 11.1线缆类型 连接RS-422驱动器和接收器时，可以使用扁平或圆形电缆。可以使用双绞线或非双绞线导线。在传输差分信号时，双绞线比非双绞线具有优势。 双绞线比非双绞线对噪声的耦合更加对称。 这有助于保持RS-422接收机的噪声抑制极限（±7 V）。 11.2线缆尺寸 事实上，标准轨距尺寸是24awg。 22awg到28awg的范围适用于大多数应用。 线缆长度请参见本应用报告第2节。 11.3关于线缆的更多信息 有关电缆选择的更多详细信息，包括有关屏蔽，绝缘和电缆特性的信息，请参阅AN-916电缆选择实用指南（SNLA219）。 2.电缆长度和数据速率 电缆长度和数据速率成反比。当以推荐的最大电缆长度或数据速率工作时，无法获得另一个。例如，当以10mb /s的速度运行时，不可能在4000英尺的高度运行，反之亦然。 图3显示了典型RS-422标准接口的推荐操作区域。其他电气接口标准操作区域也显示了比较。这些曲线是根据经验数据获得的，使用24 AWG，铜，16 pF/ft，双绞线平行端接，负载为100 Ω。 图3。电缆长度与数据速率3终端 |
从上面文字看来:
EIA-422 以 24AWG 为主 结构双绞线为佳
由于图三不够精准
我们参考https://en.wikipedia.org/wiki/RS-422
数据速率与线路长度图表，来自 RS-422 附件 A.1
RS-422 附件 A.1当中提到
这个表格给出的电缆长度与数据讯号速率的曲线可用作保守的指导。该曲线基于使用 24 AWG、铜导体、非屏蔽双绞线电话电缆的经验数据，并联电容为 52.5 pF/米（16 pF/英尺），端接于 100 Ω 电阻负载。
透过查表
可以看到256kbps速率约落在300m左右的距离
关于 RS-485 线缆在 ADI技术通告提到
https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/rs485-cable-specification-guide--maxim-integrated.html
RS-485 规范（正式称为 TIA/EIA-485-A）并未具体解释 RS-485 网络应如何接线。尽管如此，该规范还是给了一些指导原则。这些指南和良好的工程实务是本说明的基础。 RS-485 能够成功使用的距离和数据速率在很大程度上取决于系统的接线。 金属导体RS-485 被设计为一个平衡系统。简而言之，这意味着除了地线之外还有两根线用于传输讯号。 这个系统被称为平衡系统，因为一根导线上的讯号在理想情况下与第二根导线上的讯号完全相反。换句话说，如果一根导线传输高电平，另一根导线将传输低电平，反之亦然。 尽管 RS-485 可以使用多种类型的介质成功传输，但它应该与通常称为「双绞线」的接线一起使用。 什么是双绞线，为什么要使用它？顾名思义，双绞线就是一对长度相等并绞在一起的电线。使用符合 RS-485 标准的双绞线发射器可以减少两个主要问题来源：辐射 EMI 和接收 EMI。这是高速长距离网络设计人员面临的问题! 双绞线的特性阻抗根据电缆的几何形状和绝缘材料使用的材料，双绞线将具有与其相关的“特性阻抗”，通常由其制造商指定。 RS-485 规范建议（但没有具体规定）此特性阻抗为 120Ω。 |
因此我们可以总和EIA-485/422线缆特性与ESTA标准
得到DMX线缆的特征与要求如下:
1. 双绞线结构
2. 特性阻抗100(EIA-422)~120(EIA-485)
3. 65pf/以下的低电容 低电容可减少信号衰减，特别是在长距离布线时。
4. 允许UTP 也允许有屏蔽性能（可选项）
那么我们要知道:
甚么材料可以低电容
目前全球泛用塑料第一名的聚乙烯PE 就是一个非常好的材料
低电容常用材料 | 优势 | 用途 |
聚乙烯（PE） | 介电常数低（约 2.25），高绝缘性，低损耗，适合长距离传输 | 数字信号线 通信电缆 1Ghz以下射频线 同轴线 |
发泡聚乙烯（Foamed PE） | 比实心 PE 更轻，具有更低的电容，信号衰减更低。 | 高频数字信号线 通信电缆 1Ghz以上射频线 同轴线 |
交联聚乙烯（XLPE） | 耐高温和抗氧化性能优良，绝缘性能稳定。 | 散热不易空间 高对绞环境 需要较小导体使用较大电流的情况 |
氟聚合物（如 FEP、PTFE） | 介电常数低，耐高温，耐化学腐蚀 | 高频、高温或极端环境 |
那么! 导体粗细还有必要吗?
换了绝缘材料 符合标准65pf/m 后 粗细还有必要吗 ?
做一条线成本最多的基本上是铜材
一开始我们谈到增加截面积是为了降低R
不会在短距离内被累积的RC触及截止频率
而现在有了低电容材料PE的神助手之后 电容是直接对半砍(至少)
因此刻意加粗导体就没有明显意义了
当然有些朋友会说 那我做粗一点不行吗? 我可以跑得更远!
那我们回到现实面来讨论粗细
现实面1.灯具用得多+位置吃得凶+手把手距离变短
现在的情况是大量灯具使用 位置也用得凶
DMX输出带载灯具通常建议16只为上限(较好为32只)
一条线串到底大约就是个数十米
就会从灯具末端到达分配器源头端
所以想要长距离使用的机会真的少了很多
现实面2.外观良率 整体粗细 插头装配
内导体加粗势必绝缘也要跟着放大,此时导体多+PE的硬感就会表现在手感上
如果要勉强作6~7mm 那么护套也太薄容易划伤
但是如果线缆太粗-那么卡农头也不好装配
常态的卡农头在5.0~7.0mm 左右是比较容易组装的
我们可以参考国际上的一些DMX产品
*DMX导体间电容标准65PF
型号 | 截面积 | 导体间电容 | 完成直径mm |
PC222P | 22 AWG 0.34 mm2 | 22pf/ft 72.16 | 5.46 |
PC224P | 22 AWG 0.34 mm2 | 13pf/ft 42.64 pF/m | 7.4 |
CVS LKDMX S | 24 AWG 0.22 mm2 | 40pf/m | 5.5 |
CVS LKDMX D | 24 AWG 0.22 mm2 | 45pf/m | 7.8 |
OT206YB 发泡绝缘 | 24 AWG 0.22 mm2 | 47 pF/m | 6.0 |
DMX2 发泡绝缘 | 24 AWG 0.22 mm2 | 47 pF/m | 8.0 |
Dmx203 | 22 AWG 0.35 mm2 | 未公告 | 6.0 |
Dmx203-2p | 22 AWG 0.35 mm2 | 未公告 | 7.9 |
9841 | 24AWG | 12.8 pF/ft 42.0 pF/m | 5.89 |
9842 | 24AWG | 12.8 pF/ft 42.0 pF/m | 8064 |
3070101988 | 0.22 mm2 | 53.72pF/m | 6.0 |
3070100176 | 0.1256 mm2 | 56pF/m | 6.0 |
3070101758 | 0.22 mm2 | 52.95pF/m | 6.1 |
3070100203 | 0.178 mm2 | 36.5pF/m | 4.0 |
3070101788 | 0.226 mm2 | 35.14pF/m | 8.0 |
3070100182 (紧致两对型) | 0.22 mm2 | 71.5pF/m | 6.2 |
3075100005 | 0.226 mm2 | 50.63pF/m | 5.1 |
3075100006 | 0.226 mm2 | 48.5pF/m | 7.5 |
*3070100182 是紧致两对型线缆 在有限空间内放入两线对,以方便一些需要小直径的需求 电容值略高 请缩短使用距离
从上表当中 我们可以看到
国际上知名品牌几乎都支持了低电容的结构,
遵守了行业的低电容标准,并且产品在线不会过度的加粗导体截面积
结束语:
线缆的种类繁多
功率 电压 电流 工作频率 信号距离
-侧重的传输重点不同,
所使用的绝缘材料与工艺也大相径庭
事实上决断数字信号线缆可用与否的原因在于
1.线缆RC累积导致滤波器的临界长度
2.特性阻抗是否匹配
更换绝缘材料 降低绝缘材料的电容值
或增加导体截面积 降低电阻值
都可以帮助数字信号在线缆中传输更远，
但是在不增加导体截面积(主要成本)的情况下;
更换绝缘材料 将能有效的降低绝缘材料的电容值
效果会比加粗铜丝更有效
这就是科学环保-可持续的线缆结构!
