雙絞線(TP:Twisted Pairwire)是綜合布線工程中很常用的一種傳輸介質。
雙絞線由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成。
把兩根絕緣的銅導線按必定密度彼此絞在一起,可降低信號攪擾的程度,每一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發出的電波抵消。
雙絞線一般由兩根22～26號絕緣銅導線彼此纏繞而成。
如果把一對或多對雙絞線放在一個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,不同線對具有不同的扭絞長度,一般地說,扭絞長度在38.1cm至14cm內,按逆時針方向扭絞,相臨線對的扭絞長度在12.7cm以上。
與其他傳輸介質比較,雙絞線在傳輸間隔、信道寬度和數據傳輸速度等方面均受到必定限制,但價格較為低廉。
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傳輸模仿聲響信息的,但同樣適用于數字信號的傳輸,特別適用于較短間隔的信息傳輸。
在傳輸期間,信號的衰減比較大,而且發生波形畸變。
采用雙絞線的局域網的帶寬取決于所用導線的質量、長度及傳輸技術。
只要精心選擇和裝置雙絞線,就能夠在有限間隔內達到每秒幾百萬位的可靠傳輸率。
當間隔很短,而且采用特殊的電子傳輸技術時,傳輸率可達100Mbps～155Mbps。
由于利用雙絞線傳輸信息時要向周圍幅射,信息很容易被竊聽,因此要花費額外的價值加以屏蔽。
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。
屏蔽雙絞線價格相對較高,裝置時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器和相應的裝置技術。
但它有較高的傳輸速率,100米內可達到155Mbps。
別的,非屏蔽雙絞線電纜具有以下優點:(1)無屏蔽外套,直徑小,節省所占用的空間;(2)重量輕、易彎曲、易裝置;(3)將串擾減至很小或加以消除;(4)具有阻燃性;(5)具有獨立性和靈活性,適用于結構化綜合布線。
二、規格型號EIA/TIA為雙絞線電纜定義了五種不同質量的型號。
計算機網絡綜合布線運用第三、四、五類。
這五種型號如下：1、 類：首要用于傳輸語音（一類規范首要用于八十年代初之前的電話線纜），不用于數據傳輸。
2、第二類：傳輸頻率為1MHz，用于語音傳輸和很高傳輸速率4Mbps的數據傳輸，常見于運用4Mbps規范令牌傳遞協議的舊的令牌網。
3、第三類:指目前在ANSI和EIA/TIA568規范中指定的電纜。
該電纜的傳輸頻率為16MHz,用于語音傳輸及很高傳輸速率為10Mbps的數據傳輸，首要用于10base-T。
4、第四類:該類電纜的傳輸頻率為20MHz,用于語音傳輸和很高傳輸速率16Mbps的數據傳輸，首要用于基于令牌的局域網和10base-T/100base-T。
5、第五類:該類電纜添加了繞線密度,外套一種高質量的絕緣材料,傳輸頻率為100MHz,用于語音傳輸和很高傳輸速率為100Mbps的數據傳輸，首要用于100base-T和10base-T網絡，這是很常用的以太網電纜。
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、大對數電纜、150歐姆屏蔽電纜。
具體型號有多種,如圖1所示。
圖中AWG表示美國線纜規格。
三、功能指標對于雙絞線,用戶很關心的是表征其功能的幾個指標。
這些指標包括衰減、近端串擾、阻抗特性、分布電容、直流電阻等。
(1)衰減 衰減(Attenuation)是沿鏈路的信號損失度量。
衰減與線纜的長度有關系,隨著長度的添加,信號衰減也隨之添加。
衰減用"db"作單位,表示源傳送端信號到接納端信號強度的比率。
由于衰減隨頻率而改變,因此,應丈量在使用范圍內的悉數頻率上的衰減。
(2)近端串擾 串擾分近端串擾和遠端串擾(FEXT),測驗儀首要是丈量NEXT,由于存在線路損耗,因此FEXT的量值的影響較小。
近端串擾(NEXT)損耗是丈量一條UTP鏈路中從一對線到另一對線的信號耦合。
對于UTP鏈路,NEXT是一個關鍵的功能指標,也是很難精確丈量的一個指標。
隨著信號頻率的添加,其丈量難度將加大。
NEXT并不表示在近端點所發生的串擾值,它只是表示在近端點所丈量到的串擾值。
這個量值會隨電纜長度不同而變,電纜越長,其值變得越小。
同時發送端的信號也會衰減,對其它線對的串擾也相對變小。
實驗證明,只有在40米內丈量得到的NEXT是較真實的。
如果另一端是遠于40米的信息插座,那么它會發生必定程度的串擾,但測驗儀可能無法丈量到這個串擾值。
因此,很好在兩個端點都進行NEXT丈量。
現在的測驗儀都配有相應設備,使得在鏈路一端就能丈量出兩端的NEXT值。
NEXT測驗的結果參照表1和表2。
表1 各種連接為很大長度時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 |
以上兩個指標是TSB67測驗的首要內容,但某些型號的測驗儀還能夠給出直流電阻、特性阻抗、衰減串擾比等指標。
(3)直流電阻 TSB67無此參數。
直流環路電阻會耗費一部分信號,并將其轉變成熱量。
它是指一對導線電阻的和,11801規格的雙絞線的直流電阻不得大于19.2歐姆。
每對間的差異不能太大(小于 0.1歐姆),否則表示接觸不良,有必要檢查連接點。
(4)特性阻抗 與環路直流電阻不同,特性阻抗包括電阻及頻率為1～100MHz的電感阻抗及電容阻抗,它與一對電線之間的間隔及絕緣體的電氣功能有關。
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)衰減串擾比(ACR) 在某些頻率范圍,串擾與衰減量的比例關系是反映電纜功能的另一個重要參數。
ACR有時也以信噪比(SNR :Signal-Noice ratio)表示,它由很差的衰減量與NEXT量值的差值計算。
ACR值較大,表示抗攪擾的能力更強。
一般系統要求至少大于10分貝。
(6)電纜特性 通信信道的質量是由它的電纜特性描述的。
SNR是在考慮到攪擾信號的情況下,對數據信號強度的一個度量。
如果SNR過低,將導致數據信號在被接納時,接納器不能分辨數據信號和噪音信號,很終引起數據錯誤。
因此,為了將數據錯誤限制在必定范圍內,有必要定義一個很小的可接納的SNR。
四、測驗數據100歐姆4對非屏蔽雙絞線有3類線、4類線、5類線和超5類線之分。
首要的功能指標為衰減、分布電容、直流電阻、直流電阻偏差值、阻抗特性、返回損耗、近端串擾。
規范測驗數據如表1所示。
表3 雙絞線的規范測驗數據(a)
| 類型 | 率減(單位db) | 分布電容(以1khz計量) | 直流電阻20oC丈量校正值 | 直流電阻偏差值20o時丈量校正值 |
| 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 | 返回損耗丈量長度>100米 | 近端串擾丈量長度>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對非屏蔽雙絞線它是美國線纜規格為24的實芯裸銅導體,以氟化乙烯做絕緣材料,傳輸頻率達100MHz。
導線組成如表4所示,物理結構如圖2所示。
表4 導線顏色編碼
| 線對 | 顏色碼 |
| 1 | 白/藍//藍 |
| 2 | 白/橙//橙 |
| 3 | 白/綠//綠 |
| 4 | 白/棕//棕 |
圖2 5類4對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) | 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24AWG100歐姆屏蔽電纜它是美國線規為24的裸銅導體,以氟化乙烯做絕緣材料,內有一24AWG TPG漏電線。
傳輸頻率達100MHz,導線組成如表6所示,物理結構如圖3所示,電氣特性如表7所示。
表6中屏蔽項"0.002[0.051]
裁線機鋁/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 導線顏色編碼
| 線對 | 顏色碼 | 屏蔽 |
| 1 | 白/藍//藍 | 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) | 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26AWG屏蔽軟線它由4對線和一根26AWG TPC漏電線組成,傳輸頻率達100MHz。
導線組成如表8所示,物理結構如圖4所示,電氣特性如表9所示。
表8 導線顏色編碼
| 線對 | 顏色碼 | 屏蔽 |
| 1 | 白/藍//藍 | 0.002[0.051]鋁/聚脂帶箔內有一段26AWG TPC 漏電線。
|
| 2 | 白/橙//橙 |
| 3 | 白/綠//綠 |
| 4 | 白/棕//棕 |
4. 5類4對24AWG非屏蔽軟線它由4對線組成,用于高速數據傳輸,適合于擴展傳輸間隔,使用于互連或跳接線。
傳輸速率達100MHz。
導線組成如表9所示,它的物理結構如圖5所示, 電氣特性如表10所示。
表9 導線顏色編碼
| 線對 | 顏色碼 |
| 1 | 白/藍//藍 |
| 2 | 白/橙//橙 |
| 3 | 白/綠//綠 |
| 4 | 白/棕//棕 |
表10 5類424WAG100對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) | 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類布線系統超5類布線系統是一個非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統,通過對它的"鏈接"和"信道"功能的測驗表明,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,串擾更少,同時具有更高的衰減與串擾的比值(ACR)和信噪比(SRL)、更小的時延誤差,功能得到了提高。
它具有四大優點:(1)提供了堅實的網絡基礎,能夠方便轉移、更新網絡技術。
(2)能夠滿足大多數使用的要求,而且滿足低偏差和低串擾總和的要求。
(3)被認為是為將來網絡使用提供的解決方案。
(4)充足的功能余量,給裝置和測驗帶來方便。
與5類線纜比較,超5類在近端串擾、串擾總和、衰減和信噪比四個首要指標上都有較大的改進。
近端串擾(NEXT)是評估功能的很重要的規范。
一個高速的LAN在傳送和接納數據時是同步的。
NEXT是當傳送與接納同時進行時所發生的攪擾信號。
NEXT的單位是db,它表示傳送信號與串擾信號之間的比值。
在一般使用中,衡量NEXT的規范方法是用一對線進行傳送,另一對線用于接納,如10BASET和TokenRing,甚至100BASET 和155Mbps ATM。
但是,有時候也能夠運用別的兩對線,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(可能用悉數的4對線)來傳送和接納。
在一根線纜中運用多對線進行傳送會添加這根線纜的串擾。
現在的四對5類雙絞線沒有考慮這種情況。
串擾總和( Power Sum NEXT)是從多個傳輸端發生NEXT的和。
如果一個布線系統能夠滿足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使用的任何問題。
超5類布線系統的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范,阻抗的改變引起反射。
一部分信號的能量被反射到發送端,構成噪聲。
SRL是丈量能量改變的規范,由于線纜結構改變而導致阻抗改變,使得信號的能量發生改變。
反射的能量越少,意味著傳輸信號越完整,在線纜上的噪聲越小。
比起一般5類雙絞線,超5類系統在100MHz的頻率下運行時,為用戶提供8db近端串擾的余量,用戶的設備受到的攪擾只有一般5類線系統的1/4,使系統具有更強的獨立性和可靠性。
中 文
