双绞线

1、双绞线概念

双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。采用这种方式,不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰,也可以降低多对绞线之间的相互干扰。把两根绝缘的导线互相绞在一起,干扰信号作用在这两根相互绞缠在一起的导线上是一致的(这个干扰信号叫做共模信号),在接收信号的差分电路中可以将共模信号消除,从而提取有用信号差模信号) 。

在一个电缆套管里的,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1mm~140mm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7mm以内。双绞线一个扭绞周期的长度,叫做节距,节距越小(扭线越密),抗干扰能力越强

2、双绞线分类

按照有无屏蔽层分类:

  1. 屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)
  2. 非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)

但是在实际施工时,很难全部完美接地,从而使屏蔽层本身成为最大的干扰源,导致性能甚至远不如非屏蔽双绞线。所以,除非有特殊需要通常在综合布线系统中只采用非屏蔽双绞线

按照频率和信噪比进行分类:

  1. 一类线(CAT1):线缆最高频率带宽是750kHZ,用于报警系统,或只适用于语音传输(一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆),不用于数据传输
  2. 二类线(CAT2):线缆最高频率带宽是1MHZ,用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输,常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。
  3. 三类线(CAT3):指在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆,该电缆的传输频率16MHz,最高传输速率为10Mbps(10Mbit/s),主要应用于语音、10Mbit/s以太网(10BASE-T)和4Mbit/s令牌环,最大网段长度为100m,采用RJ形式的连接器,已淡出市场
  4. 四类线(CAT4):该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps(指的是16Mbit/s令牌环)的数据传输,主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。最大网段长为100m,采用RJ形式的连接器,未被广泛采用。
  5. 五类线(CAT5):该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,线缆最高频率带宽为100MHz,最高传输率为100Mbps,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输,主要用于100BASE-T和1000BASE-T网络,最大网段长为100m,采用RJ形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内,不同线对具有不同的绞距长度。通常,4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内,按逆时针方向扭绞,一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。
  6. 超五类线(CAT5e):超5类具有衰减小,串扰少,并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(SNR)、更小的时延误差,性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网(1000Mbps)
  7. 六类线(CAT6):该类电缆的传输频率为1MHz~250MHz,六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有较大的余量,它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准,最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于:改善了在串扰以及回波损耗方面的性能,对于新一代全双工的高速网络应用而言,优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型,布线标准采用星形的拓扑结构,要求的布线距离为:永久链路的长度不能超过90m,信道长度不能超过100m。
  8. 超六类或6A(CAT6A):此类产品传输带宽介于六类和七类之间,传输频率为500MHz,传输速度为10Gbps,标准外径6mm。和七类产品一样,国家还没有出台正式的检测标准,只是行业中有此类产品,各厂家宣布一个测试值
  9. 七类线(CAT7):传输频率为600MHz,传输速度为10Gbps,单线标准外径8mm,多芯线标准外径6mm。

3、性能指标

对于双绞线,使用者最关心的是表征其性能的几个指标。这些指标包括衰减串扰特性阻抗衰减串扰比直流环路电阻线缆特性等。

(1)衰减(Attenuation)。衰减是对沿链路信号损失的度量,衰减与线缆的长度有关系,随着长度的增加,信号衰减也随之增加。衰减用"dB作单位,表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。由于衰减随频率而变化,因此,应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。

(2)串扰。串扰分为近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT), 测试仪主要测量的是NEXT,由于存在线路损耗,FEXT对信号传输的影响较小。对于UTP链路,NEXT是一个关键的性能指标,也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加,其测量难度将加大。NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值,它只是表示在近端点所测量到的串扰值。这个量值会随电缆长度不同而变,电缆越长,其值变得越小。同时发送端的信号也会衰减,对其他线对的串扰也相对变小。实验证明,只有在40m内测量到的NEXT是较真实的。如果另一端是远于40m的信息插座,那么它会产生一定程度的串扰,但测试仪可能无法测量到这个串扰值。因此,最好在两个端点都进行NEXT测量。现在的测试仪都配有相应设备,使得在链路一端就能测量出两端的NEXT值。

(3)直流环路电阻(TSB67无此参数)。直流环路电阻会消耗一部分信号,并将其转变成热量。它是指一对导线电阻的和,1180规格双绞线的直流电阻不得大于19.2Ω。每对间的差异不能太大(小于0.12Ω),否则表示接触不良,必须检查连接点。

(4)特性阻抗。特性阻抗与环路直流电阻不同,特性阻抗包括电阻及频率为1~100MHz的电感阻抗及电容阻抗,它与对电线之间的距离及绝缘体的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗,双绞线的特性阻抗有100、120、150Ω三种。

(5)衰减串扰比(ACR)。在某些频率范围,串扰与衰减量的比例关系是反映电缆性能的另一个重要参数,ACR有时也以信噪比(SNR:Signal-Noiceratio)表示,它由最差的衰减量与NEXT量值的差值计算。ACR值较大,表示抗干扰的能力更强,一般系统要求至少大于10dB。

(6)线缆特性通信信道的品质是由线缆特性描述的,SNR是在考虑到干扰信号的情况下,对数据信号强度的一个度量。如果SNR过低,将导致数据信号在被接收时,接收器不能分辨数据信号和噪声信号,最终引起数据错误。因此,为了将数据错误限制在一定范围内,必须定义一个最小的可接收的SNR。

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