雙絞線(TP:Twisted Pairwire)是綜合布線工程中很常用的一種傳輸介質(zhì)。
雙絞線由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線組成。
把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按必定密度彼此絞在一起,可降低信號(hào)攪擾的程度,每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消。
雙絞線一般由兩根22～26號(hào)絕緣銅導(dǎo)線彼此纏繞而成。
如果把一對(duì)或多對(duì)雙絞線放在一個(gè)絕緣套管中便成了雙絞線電纜。
在雙絞線電纜(也稱雙扭線電纜)內(nèi),不同線對(duì)具有不同的扭絞長(zhǎng)度,一般地說(shuō),扭絞長(zhǎng)度在38.1cm至14cm內(nèi),按逆時(shí)針?lè)较蚺そg,相臨線對(duì)的扭絞長(zhǎng)度在12.7cm以上。
與其他傳輸介質(zhì)比較,雙絞線在傳輸間隔、信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到必定限制,但價(jià)格較為低廉。
目前,雙絞線可分為非屏蔽雙絞線(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽雙絞線(STP:Shielded Twisted Pair)。
雖然雙絞線首要是用來(lái)傳輸模仿聲響信息的,但同樣適用于數(shù)字信號(hào)的傳輸,特別適用于較短間隔的信息傳輸。
在傳輸期間,信號(hào)的衰減比較大,而且發(fā)生波形畸變。
采用雙絞線的局域網(wǎng)的帶寬取決于所用導(dǎo)線的質(zhì)量、長(zhǎng)度及傳輸技術(shù)。
只要精心選擇和裝置雙絞線,就能夠在有限間隔內(nèi)達(dá)到每秒幾百萬(wàn)位的可靠傳輸率。
當(dāng)間隔很短,而且采用特殊的電子傳輸技術(shù)時(shí),傳輸率可達(dá)100Mbps～155Mbps。
由于利用雙絞線傳輸信息時(shí)要向周圍幅射,信息很容易被竊聽(tīng),因此要花費(fèi)額外的價(jià)值加以屏蔽。
屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁泊包裹,以減小幅射,但并不能完全消除輻射。
屏蔽雙絞線價(jià)格相對(duì)較高,裝置時(shí)要比非屏蔽雙絞線電纜困難。
類似于同軸電纜,它有必要配有支持屏蔽功能的特殊連結(jié)器和相應(yīng)的裝置技術(shù)。
但它有較高的傳輸速率,100米內(nèi)可達(dá)到155Mbps。
別的,非屏蔽雙絞線電纜具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)無(wú)屏蔽外套,直徑小,節(jié)省所占用的空間;(2)重量輕、易彎曲、易裝置;(3)將串?dāng)_減至很小或加以消除;(4)具有阻燃性;(5)具有獨(dú)立性和靈活性,適用于結(jié)構(gòu)化綜合布線。
二、規(guī)格型號(hào)EIA/TIA為雙絞線電纜定義了五種不同質(zhì)量的型號(hào)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線運(yùn)用第三、四、五類。
這五種型號(hào)如下：1、 類：首要用于傳輸語(yǔ)音（一類規(guī)范首要用于八十年代初之前的電話線纜），不用于數(shù)據(jù)傳輸。
2、第二類：傳輸頻率為1MHz，用于語(yǔ)音傳輸和很高傳輸速率4Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，常見(jiàn)于運(yùn)用4Mbps規(guī)范令牌傳遞協(xié)議的舊的令牌網(wǎng)。
3、第三類:指目前在ANSI和EIA/TIA568規(guī)范中指定的電纜。
該電纜的傳輸頻率為16MHz,用于語(yǔ)音傳輸及很高傳輸速率為10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，首要用于10base-T。
4、第四類:該類電纜的傳輸頻率為20MHz,用于語(yǔ)音傳輸和很高傳輸速率16Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，首要用于基于令牌的局域網(wǎng)和10base-T/100base-T。
5、第五類:該類電纜添加了繞線密度,外套一種高質(zhì)量的絕緣材料,傳輸頻率為100MHz,用于語(yǔ)音傳輸和很高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，首要用于100base-T和10base-T網(wǎng)絡(luò)，這是很常用的以太網(wǎng)電纜。
雙絞線分為屏蔽雙絞線與非屏蔽雙絞線兩大類。
在這兩大類中又分100歐姆電纜、雙體電纜、大對(duì)數(shù)電纜、150歐姆屏蔽電纜。
具體型號(hào)有多種,如圖1所示。
圖中AWG表示美國(guó)線纜規(guī)格。
三、功能指標(biāo)對(duì)于雙絞線,用戶很關(guān)心的是表征其功能的幾個(gè)指標(biāo)。
這些指標(biāo)包括衰減、近端串?dāng)_、阻抗特性、分布電容、直流電阻等。
(1)衰減 衰減(Attenuation)是沿鏈路的信號(hào)損失度量。
衰減與線纜的長(zhǎng)度有關(guān)系,隨著長(zhǎng)度的添加,信號(hào)衰減也隨之添加。
衰減用"db"作單位,表示源傳送端信號(hào)到接納端信號(hào)強(qiáng)度的比率。
由于衰減隨頻率而改變,因此,應(yīng)丈量在使用范圍內(nèi)的悉數(shù)頻率上的衰減。
(2)近端串?dāng)_ 串?dāng)_分近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT),測(cè)驗(yàn)儀首要是丈量NEXT,由于存在線路損耗,因此FEXT的量值的影響較小。
近端串?dāng)_(NEXT)損耗是丈量一條UTP鏈路中從一對(duì)線到另一對(duì)線的信號(hào)耦合。
對(duì)于UTP鏈路,NEXT是一個(gè)關(guān)鍵的功能指標(biāo),也是很難精確丈量的一個(gè)指標(biāo)。
隨著信號(hào)頻率的添加,其丈量難度將加大。
NEXT并不表示在近端點(diǎn)所發(fā)生的串?dāng)_值,它只是表示在近端點(diǎn)所丈量到的串?dāng)_值。
這個(gè)量值會(huì)隨電纜長(zhǎng)度不同而變,電纜越長(zhǎng),其值變得越小。
同時(shí)發(fā)送端的信號(hào)也會(huì)衰減,對(duì)其它線對(duì)的串?dāng)_也相對(duì)變小。
實(shí)驗(yàn)證明,只有在40米內(nèi)丈量得到的NEXT是較真實(shí)的。
如果另一端是遠(yuǎn)于40米的信息插座,那么它會(huì)發(fā)生必定程度的串?dāng)_,但測(cè)驗(yàn)儀可能無(wú)法丈量到這個(gè)串?dāng)_值。
因此,很好在兩個(gè)端點(diǎn)都進(jìn)行NEXT丈量。
現(xiàn)在的測(cè)驗(yàn)儀都配有相應(yīng)設(shè)備,使得在鏈路一端就能丈量出兩端的NEXT值。
NEXT測(cè)驗(yàn)的結(jié)果參照表1和表2。
表1 各種連接為很大長(zhǎng)度時(shí)各種頻率下的衰減極限
| 頻率(MHz) | 很大率減20oC |
| 信道(100米) | 鏈路(90米) |
| 3類 | 4類 | 5類 | 3類 | 4類 | 5類 |
| 1 | 4.2 | 2.6 | 2.5 | 3.2 | 2.2 | 2.1 |
| 4 | 7.3 | 4.8 | 4.5 | 6.1 | 4.3 | 4.0 |
| 8 | 10.2 | 6.7 | 6.3 | 8.8 | 6 | 5.7 |
| 10 | 11.5 | 7.5 | 7.0 | 10 | 6.8 | 6.3 |
| 16 | 14.9 | 9.9 | 9.2 | 13.2 | 8.8 | 8.2 |
| 20 | | 11 | 10.3 | | 9.9 | 9.2 |
| 25 | | | 11.4 | | | 10.3 |
| 31.25 | | | 12.8 | | | 11.5 |
| 62.5 | | | 18.5 | | | 16.7 |
| 100 | | | 24 | | | 21.6 |
表2 特定頻率下的NEXT衰減極限
| 頻率(MHz) | 很小NEXT |
| 信道(100米) | 鏈路(90米) |
| 3類 | 4類 | 5類 | 3類 | 4類 | 5類 |
| 1 | 39.1 | 53.3 | 60.0 | 40.1 | 54.7 | 60.0 |
| 4 | 29.3 | 43.3 | 50.6 | 30.7 | 45.1 | 51.8 |
| 8 | 24.3 | 38.2 | 45.6 | 25.9 | 40.2 | 47.1 |
| 10 | 22.7 | 36.6 | 44.0 | 24.3 | 38.6 | 45.5 |
| 16 | 19.3 | 33.1 | 40.6 | 21 | 35.3 | 42.3 |
| 20 | | 31.4 | 39.0 | | 33.7 | 40.7 |
| 25 | | | 37.4 | | | 39.1 |
| 31.25 | | | 35.7 | | | 37.6 |
| 62.5 | | | 30.6 | | | 32.7 |
| 100 | | | 27.1 | | | 29.3 |
以上兩個(gè)指標(biāo)是TSB67測(cè)驗(yàn)的首要內(nèi)容,但某些型號(hào)的測(cè)驗(yàn)儀還能夠給出直流電阻、特性阻抗、衰減串?dāng)_比等指標(biāo)。
(3)直流電阻 TSB67無(wú)此參數(shù)。
直流環(huán)路電阻會(huì)耗費(fèi)一部分信號(hào),并將其轉(zhuǎn)變成熱量。
它是指一對(duì)導(dǎo)線電阻的和,11801規(guī)格的雙絞線的直流電阻不得大于19.2歐姆。
每對(duì)間的差異不能太大(小于 0.1歐姆),否則表示接觸不良,有必要檢查連接點(diǎn)。
(4)特性阻抗 與環(huán)路直流電阻不同,特性阻抗包括電阻及頻率為1～100MHz的電感阻抗及電容阻抗,它與一對(duì)電線之間的間隔及絕緣體的電氣功能有關(guān)。
各種電纜有不同的特性阻抗,而雙絞線電纜則有100歐姆 、120歐姆及150歐姆幾種。
(5)衰減串?dāng)_比(ACR) 在某些頻率范圍,串?dāng)_與衰減量的比例關(guān)系是反映電纜功能的另一個(gè)重要參數(shù)。
ACR有時(shí)也以信噪比(SNR :Signal-Noice ratio)表示,它由很差的衰減量與NEXT量值的差值計(jì)算。
ACR值較大,表示抗攪擾的能力更強(qiáng)。
一般系統(tǒng)要求至少大于10分貝。
(6)電纜特性 通信信道的質(zhì)量是由它的電纜特性描述的。
SNR是在考慮到攪擾信號(hào)的情況下,對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)度量。
如果SNR過(guò)低,將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)在被接納時(shí),接納器不能分辨數(shù)據(jù)信號(hào)和噪音信號(hào),很終引起數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
因此,為了將數(shù)據(jù)錯(cuò)誤限制在必定范圍內(nèi),有必要定義一個(gè)很小的可接納的SNR。
四、測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)100歐姆4對(duì)非屏蔽雙絞線有3類線、4類線、5類線和超5類線之分。
首要的功能指標(biāo)為衰減、分布電容、直流電阻、直流電阻偏差值、阻抗特性、返回?fù)p耗、近端串?dāng)_。
規(guī)范測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。
表3 雙絞線的規(guī)范測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)(a)
| 類型 | 率減(單位db) | 分布電容(以1khz計(jì)量) | 直流電阻20oC丈量校正值 | 直流電阻偏差值20o時(shí)丈量校正值 |
| 3類 | <2.320sqrt(f) + 0.238(f) | <330pf/100米 | <9.38歐姆/100米 | 5% |
| 4類 | <2.050sqrt(f) + 0.1(f) | <330pf/100米 | 同上 | 5% |
| 5類 | <1.9267sqrt(f) + 0.075(f) | <330pf/100米 | 同上 | 5% |
(b)
| 類型 | 阻抗特性1Mhz至很高的參考頻率值 | 返回?fù)p耗丈量長(zhǎng)度>100米 | 近端串?dāng)_丈量長(zhǎng)度>100米 |
| 3類 | 100歐姆 + 15% | 12db | 43db |
| 4類 | 同上 | 12db | 58db |
| 5類 | 同上 | 23db | 64db |
五、常用的雙絞線電纜綜合布線中很常用的雙絞線電纜有以下幾種:1、5類4對(duì)非屏蔽雙絞線它是美國(guó)線纜規(guī)格為24的實(shí)芯裸銅導(dǎo)體,以氟化乙烯做絕緣材料,傳輸頻率達(dá)100MHz。
導(dǎo)線組成如表4所示,物理結(jié)構(gòu)如圖2所示。
表4 導(dǎo)線顏色編碼
| 線對(duì) | 顏色碼 |
| 1 | 白/藍(lán)//藍(lán) |
| 2 | 白/橙//橙 |
| 3 | 白/綠//綠 |
| 4 | 白/棕//棕 |
圖2 5類4對(duì)非屏蔽雙絞線電氣特性如表5所示。
其間,"9.38 歐姆MAX. Per100m @ 20℃"是指在20℃的恒定溫度下,每100米的雙絞線的電阻為9.38 歐姆(下表中類同)。
表5 5類4對(duì)非屏蔽雙絞線電氣特性
| 頻率需求(Hz) | 阻抗 | 衰減值(dh/100)Max | NEXT(db)(很差對(duì)) | 直流阻抗 |
| 256K | - | 1.1 | - | 9.38歐姆MAX.Per 100m @ 20oC |
| 512K | - | 1.5 | - |
| 772K | - | 1.8 | 66 |
| 1M | 85~115 歐姆 | 2.1 | 64 |
| 4M | 4.3 | 55 |
| 10M | 6.6 | 49 |
| 16M | 8.2 | 46 |
| 20M | 9.2 | 44 |
| 31.25M | 11.8 | 42 |
| 62.50M | 17.1 | 37 |
| 100M | 22.0 | 34 |
2、5類4對(duì)24AWG100歐姆屏蔽電纜它是美國(guó)線規(guī)為24的裸銅導(dǎo)體,以氟化乙烯做絕緣材料,內(nèi)有一24AWG TPG漏電線。
傳輸頻率達(dá)100MHz,導(dǎo)線組成如表6所示,物理結(jié)構(gòu)如圖3所示,電氣特性如表7所示。
表6中屏蔽項(xiàng)"0.002[0.051]
裁線機(jī)鋁/聚酯帶很小交疊@20℃及一根24AWG TPC漏電線"的意義是:·屏蔽層厚度為0.002厘米或0.051英寸。
·@20℃代表在20℃恒定溫度下。
表6 導(dǎo)線顏色編碼
| 線對(duì) | 顏色碼 | 屏蔽 |
| 1 | 白/藍(lán)//藍(lán) | 0.002[0.051]鋁/聚脂帶很小交疊@20o及一根 24AWG TPC 漏電線。
|
| 2 | 白/橙//橙 |
| 3 | 白/綠//綠 |
| 4 | 白/棕//棕 |
表7 5類4對(duì)24AWG100歐姆屏蔽電纜電氣特性
| 頻率需求(Hz) | 阻抗 | 衰減值(dh/100)Max | NEXT(db)(很差對(duì)) | 直流阻抗 |
| 256K | - | 1.1 | - | 9.38歐姆MAX.Per 100m @ 20oC |
| 512K | - | 1.5 | - |
| 772K | - | 1.8 | 66 |
| 1M | 85~115 歐姆 | 2.1 | 64 |
| 4M | 4.3 | 55 |
| 10M | 6.6 | 49 |
| 16M | 8.2 | 46 |
| 20M | 9.2 | 44 |
| 31.25M | 11.8 | 42 |
| 62.50M | 17.1 | 37 |
| 100M | 22.0 | 34 |
3、5類4對(duì)26AWG屏蔽軟線它由4對(duì)線和一根26AWG TPC漏電線組成,傳輸頻率達(dá)100MHz。
導(dǎo)線組成如表8所示,物理結(jié)構(gòu)如圖4所示,電氣特性如表9所示。
表8 導(dǎo)線顏色編碼
| 線對(duì) | 顏色碼 | 屏蔽 |
| 1 | 白/藍(lán)//藍(lán) | 0.002[0.051]鋁/聚脂帶箔內(nèi)有一段26AWG TPC 漏電線。
|
| 2 | 白/橙//橙 |
| 3 | 白/綠//綠 |
| 4 | 白/棕//棕 |
4. 5類4對(duì)24AWG非屏蔽軟線它由4對(duì)線組成,用于高速數(shù)據(jù)傳輸,適合于擴(kuò)展傳輸間隔,使用于互連或跳接線。
傳輸速率達(dá)100MHz。
導(dǎo)線組成如表9所示,它的物理結(jié)構(gòu)如圖5所示, 電氣特性如表10所示。
表9 導(dǎo)線顏色編碼
| 線對(duì) | 顏色碼 |
| 1 | 白/藍(lán)//藍(lán) |
| 2 | 白/橙//橙 |
| 3 | 白/綠//綠 |
| 4 | 白/棕//棕 |
表10 5類424WAG100對(duì)非屏蔽軟線電氣特性
| 頻率需求(Hz) | 阻抗 | 衰減值(dh/100)Max | NEXT(db)(很差對(duì)) | 直流阻抗 |
| 256K | - | - | - | 8.8 歐姆MAX.Per 100m @ 20oC |
| 512K | - | - | - |
| 772K | - | 2.0 | 66 |
| 1M | 85~115 歐姆 | 2.3 | 64 |
| 4M | 5.3 | 55 |
| 10M | 8.2 | 49 |
| 16M | 10.5 | 46 |
| 20M | 11.8 | 44 |
| 31.25M | 15.4 | 42 |
| 62.50M | 22.3 | 37 |
| 100M | 28.9 | 34 |
六、超5類布線系統(tǒng)超5類布線系統(tǒng)是一個(gè)非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統(tǒng),通過(guò)對(duì)它的"鏈接"和"信道"功能的測(cè)驗(yàn)表明,它超越TIA/EIA568的5類線要求。
與一般的5類UTP比較,其衰減更小,串?dāng)_更少,同時(shí)具有更高的衰減與串?dāng)_的比值(ACR)和信噪比(SRL)、更小的時(shí)延誤差,功能得到了提高。
它具有四大優(yōu)點(diǎn):(1)提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),能夠方便轉(zhuǎn)移、更新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
(2)能夠滿足大多數(shù)使用的要求,而且滿足低偏差和低串?dāng)_總和的要求。
(3)被認(rèn)為是為將來(lái)網(wǎng)絡(luò)使用提供的解決方案。
(4)充足的功能余量,給裝置和測(cè)驗(yàn)帶來(lái)方便。
與5類線纜比較,超5類在近端串?dāng)_、串?dāng)_總和、衰減和信噪比四個(gè)首要指標(biāo)上都有較大的改進(jìn)。
近端串?dāng)_(NEXT)是評(píng)估功能的很重要的規(guī)范。
一個(gè)高速的LAN在傳送和接納數(shù)據(jù)時(shí)是同步的。
NEXT是當(dāng)傳送與接納同時(shí)進(jìn)行時(shí)所發(fā)生的攪擾信號(hào)。
NEXT的單位是db,它表示傳送信號(hào)與串?dāng)_信號(hào)之間的比值。
在一般使用中,衡量NEXT的規(guī)范方法是用一對(duì)線進(jìn)行傳送,另一對(duì)線用于接納,如10BASET和TokenRing,甚至100BASET 和155Mbps ATM。
但是,有時(shí)候也能夠運(yùn)用別的兩對(duì)線,并接到另一工作站,這樣能夠加速LAN的速度,如622Mbps ATM和1000BASE-T,不只用一對(duì)(可能用悉數(shù)的4對(duì)線)來(lái)傳送和接納。
在一根線纜中運(yùn)用多對(duì)線進(jìn)行傳送會(huì)添加這根線纜的串?dāng)_。
現(xiàn)在的四對(duì)5類雙絞線沒(méi)有考慮這種情況。
串?dāng)_總和( Power Sum NEXT)是從多個(gè)傳輸端發(fā)生NEXT的和。
如果一個(gè)布線系統(tǒng)能夠滿足5類線在Power Sum下的NEXT要求,那么就能處理從使用共享到高速LAN使用的任何問(wèn)題。
超5類布線系統(tǒng)的NEXT只有5類線要求的1/8。
信噪比(Structural Return Loss)是衡量線纜阻抗一致性的規(guī)范,阻抗的改變引起反射。
一部分信號(hào)的能量被反射到發(fā)送端,構(gòu)成噪聲。
SRL是丈量能量改變的規(guī)范,由于線纜結(jié)構(gòu)改變而導(dǎo)致阻抗改變,使得信號(hào)的能量發(fā)生改變。
反射的能量越少,意味著傳輸信號(hào)越完整,在線纜上的噪聲越小。
比起一般5類雙絞線,超5類系統(tǒng)在100MHz的頻率下運(yùn)行時(shí),為用戶提供8db近端串?dāng)_的余量,用戶的設(shè)備受到的攪擾只有一般5類線系統(tǒng)的1/4,使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的獨(dú)立性和可靠性。
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