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[數(shù)據(jù)電纜] 雙絞線

P:2006-07-02 08:53:02

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一、概述

雙絞線(TP:Twisted Pairwire)是綜合布線工程中最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)線按一定密度互相絞在一起,可降低信號干擾的程度,每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。 雙絞線一般由兩根22～26號絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成。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(nèi),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(nèi),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(zhì)相比,雙絞線在傳輸距離、信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制, 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)。
雖然雙絞線主要是用來傳輸模擬聲音信息的,但同樣適用于數(shù)字信號的傳輸,特別適用于較短距離的信息傳輸。在傳輸期間, 信號的衰減比較大,并且產(chǎn)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、長度及傳輸技術(shù)。只要精心選擇和安裝雙絞線, 就可以在有限距離內(nèi)達(dá)到每秒幾百萬位的可靠傳輸率。當(dāng)距離很短,并且采用特殊的電子傳輸技術(shù)時,傳輸率可達(dá)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,因此要花費額外的代價加以屏蔽。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,安裝時要比非屏蔽雙絞線電纜困難。類似于同軸電纜, 它必須配有支持屏蔽功能的特殊連結(jié)器和相應(yīng)的安裝技術(shù)。但它有較高的傳輸速率,100米內(nèi)可達(dá)到155Mbps。
另外,非屏蔽雙絞線電纜具有以下優(yōu)點:

(1)無屏蔽外套,直徑小,節(jié)省所占用的空間;
(2)重量輕、易彎曲、易安裝;
(3)將串?dāng)_減至最小或加以消除;
(4)具有阻燃性;
(5)具有獨立性和靈活性,適用于結(jié)構(gòu)化綜合布線。

二、規(guī)格型號

EIA/TIA為雙絞線電纜定義了五種不同質(zhì)量的型號。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線使用第三、四、五類。這五種型號如下：

1、第一類：主要用于傳輸語音（一類標(biāo)準(zhǔn)主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，用于語音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，常見于使用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標(biāo)準(zhǔn)中指定的電纜。該電纜的傳輸頻率為16MHz, 用于語音傳輸及最高傳輸速率為10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于10base-T。
4、第四類:該類電纜的傳輸頻率為20MHz,用于語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps的數(shù)據(jù)傳輸， 主要用于基于令牌的局域網(wǎng)和10base-T/100base-T。
5、第五類:該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質(zhì)量的絕緣材料,傳輸頻率為100MHz, 用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于100base-T和10base-T網(wǎng)絡(luò)，這是最常用的以太網(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、大對數(shù)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(guī)格。 

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P:2006-07-02 08:53:28

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三、性能指標(biāo)

    對于雙絞線,用戶最關(guān)心的是表征其性能的幾個指標(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)是沿鏈路的信號損失度量。衰減與線纜的長度有關(guān)系,隨著長度的增加,信號衰減也隨之增加。衰減用"db"作單位, 表示源傳送端信號到接收端信號強(qiáng)度的比率。由于衰減隨頻率而變化,因此,應(yīng)測量在應(yīng)用范圍內(nèi)的全部頻率上的衰減。

(2)近端串?dāng)_

串?dāng)_分近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT),測試儀主要是測量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)損耗是測量一條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(guān)鍵的性能指標(biāo), 也是最難精確測量的一個指標(biāo)。隨著信號頻率的增加,其測量難度將加大。 NEXT并不表示在近端點所產(chǎn)生的串?dāng)_值,它只是表示在近端點所測量到的串?dāng)_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(fā)送端的信號也會衰減,對其它線對的串?dāng)_也相對變小。實驗證明, 只有在40米內(nèi)測量得到的NEXT是較真實的。如果另一端是遠(yuǎn)于40米的信息插座, 那么它會產(chǎn)生一定程度的串?dāng)_,但測試儀可能無法測量到這個串?dāng)_值。因此,最好在兩個端點都進(jìn)行NEXT測量。 現(xiàn)在的測試儀都配有相應(yīng)設(shè)備,使得在鏈路一端就能測量出兩端的NEXT值。NEXT測試的結(jié)果參照表1和表2。


表1 各種連接為最大長度時各種頻率下的衰減極限
　
頻率(MHz)   最大率減20oC
信道(100米)鏈路(90米)
　3類4類5類3類4類5類
14.22.62.53.22.22.1
47.34.84.56.14.34.0
810.26.76.38.865.7
1011.5   7.5   7.0106.86.3
1614.99.99.213.28.8   8.2
20　1110.3   　9.99.2
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)   最小NEXT
信道(100米)鏈路(90米)
　3類4類5類3類4類5類
139.153.360.040.154.760.0
429.343.350.630.745.151.8
824.338.245.625.940.247.1
1022.7   36.6  44.024.338.645.5
1619.333.140.62135.3  42.3
20　31.439.0   　33.740.7
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(biāo)是TSB67測試的主要內(nèi)容,但某些型號的測試儀還可以給出直流電阻、特性阻抗、衰減串?dāng)_比等指標(biāo)。

(3)直流電阻
　　TSB67無此參數(shù)。直流環(huán)路電阻會消耗一部分信號,并將其轉(zhuǎn)變成熱量。它是指一對導(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。每對間的差異不能太大(小于 0.1歐姆),否則表示接觸不良,必須檢查連接點。

(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,它與一對電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關(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)系是反映電纜性能的另一個重要參數(shù)。ACR有時也以信噪比(SNR :Signal-Noice ratio)表示,
它由最差的衰減量與NEXT量值的差值計算。ACR值較大,表示抗干擾的能力更強(qiáng)。一般系統(tǒng)要求至少大于10分貝。

(6)電纜特性
　　通信信道的品質(zhì)是由它的電纜特性描述的。SNR是在考慮到干擾信號的情況下,對數(shù)據(jù)信號強(qiáng)度的一個度量。如果SNR過低,
將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號在被接收時,接收器不能分辨數(shù)據(jù)信號和噪音信號,最終引起數(shù)據(jù)錯誤。因此,為了將數(shù)據(jù)錯誤限制在一定范圍內(nèi),
必須定義一個最小的可接收的SNR。

autocooling - 自冷卻 （0） 投訴

P:2006-07-02 08:53:51

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四、測試數(shù)據(jù)

    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。主要的性能指標(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)_。標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)如表1所示。


表3 雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)(a)
　
類型  

率減(單位db)

分布電容
(以1khz計量) 		直流電阻
20oC測量校正值		直流電阻偏差值
20o時測量校正值  
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至最高的參考頻率值  

返回?fù)p耗
測量長度>100米   		近端串?dāng)_
測量長度>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

綜合布線中最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(guī)格為24的實芯裸銅導(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)線色彩編碼
　
線對   色彩碼
1白/藍(lán)//藍(lán)  
2白/橙//橙
3白/綠//綠
4白/棕//棕

圖2 5類4對非屏蔽雙絞線

　　電氣特性如表5所示。其中,"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)
(最差對)		直流阻抗
256K-1.1-9.38歐姆
MAX.Per
 100m @ 20oC 
512K-1.5-
772K-1.866
1M 85~115  
歐姆		2.164
4M4.355
10M6.649
16M8.246
20M9.244
31.25M11.842
62.50M17.137
100M22.034

2、5類4對24AWG100歐姆屏蔽電纜

　　它是美國線規(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"0.002[0.051]鋁/聚酯帶最小交疊@20℃及一根24AWG TPC漏電線"的含義是:
　　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。

hook - 吊鉤,夾子 （0） 投訴

P:2006-07-02 08:54:18

4

表6 導(dǎo)線色彩編碼
　
線對色彩碼屏蔽

1

白/藍(lán)//藍(lán)0.002[0.051]
鋁/聚脂帶最小
交疊@20o及一根
24AWG TPC
漏電線。
2白/橙//橙
3白/綠//綠
4白/棕//棕

圖3 5類4對24AWG100歐姆屏蔽電纜



　
頻率需求(Hz)阻抗衰減值
(dh/100)Max		NEXT(db)
(最差對)		直流阻抗
256K-1.1-9.38歐姆
MAX.Per
 100m @ 20oC 
512K-1.5-
772K-1.866
1M 85~115  
歐姆		2.164
4M4.355
10M6.649
16M8.246
20M9.244
31.25M11.842
62.50M17.137
100M22.034

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(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)線色彩編碼
　
線對色彩碼屏蔽
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

圖3 5類4對24AWG非屏蔽電線電氣特性

4. 5類4對24AWG非屏蔽軟線

　　它由4對線組成,用于高速數(shù)據(jù)傳輸,適合于擴(kuò)展傳輸距離,應(yīng)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。



　
線對   色彩碼
1白/藍(lán)//藍(lán)  
2白/橙//橙
3白/綠//綠
4白/棕//棕


　
頻率需求(Hz)阻抗衰減值
(dh/100)Max		NEXT(db)
(最差對)		直流阻抗
256K---8.8 歐姆
MAX.Per
 100m @ 20oC 
512K---
772K-2.066
1M 85~115  
歐姆		2.364
4M5.355
10M8.249
16M10.546
20M11.844
31.25M15.442
62.50M22.337
100M28.934

barrier-to-melt screw - 熔體屏障型螺桿 （0） 投訴

P:2006-07-02 08:54:33

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六、超5類布線系統(tǒng)

    超5類布線系統(tǒng)是一個非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統(tǒng),通過對它的"鏈接"和"信道"性能的測試表明,它超過TIA/EIA568的5類線要求。
與普通的5類UTP比較,其衰減更小,串?dāng)_更少,同時具有更高的衰減與串?dāng)_的比值(ACR)和信噪比(SRL)、
更小的時延誤差,性能得到了提高。它具有四大優(yōu)點:

　　(1)提供了堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),可以方便轉(zhuǎn)移、更新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
　　(2)能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求,并且滿足低偏差和低串?dāng)_總和的要求。
　　(3)被認(rèn)為是為將來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供的解決方案。
　　(4)充足的性能余量,給安裝和測試帶來方便。
    與5類線纜相比,超5類在近端串?dāng)_、串?dāng)_總和、衰減和信噪比四個主要指標(biāo)上都有較大的改進(jìn)。
    近端串?dāng)_(NEXT)是評估性能的最重要的標(biāo)準(zhǔn)。一個高速的LAN在傳送和接收數(shù)據(jù)時是同步的。 NEXT是當(dāng)傳送與接收同時進(jìn)行時所產(chǎn)生的干擾信號。NEXT的單位是db,它表示傳送信號與串?dāng)_信號之間的比值。
    在普通應(yīng)用中,衡量NEXT的標(biāo)準(zhǔn)方法是用一對線進(jìn)行傳送,另一對線用于接收,如10BASET和TokenRing, 甚至100BASET 和155Mbps ATM。但是,有時候也可以使用另外兩對線,并接到另一工作站,這樣可以加快LAN的速度, 如622Mbps ATM和1000BASE-T,不只用一對(可能用全部的4對線)來傳送和接收。 在一根線纜中使用多對線進(jìn)行傳送會增加這根線纜的串?dāng)_。現(xiàn)在的四對5類雙絞線沒有考慮這種情況。
    串?dāng)_總和( Power Sum NEXT)是從多個傳輸端產(chǎn)生NEXT的和。如果一個布線系統(tǒng)能夠滿足5類線在Power Sum下的NEXT要求, 那么就能處理從應(yīng)用共享到高速LAN應(yīng)用的任何問題。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標(biāo)準(zhǔn),阻抗的變化引起反射。一部分信號的能量被反射到發(fā)送端,形成噪聲。 SRL是測量能量變化的標(biāo)準(zhǔn),由于線纜結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致阻抗變化,使得信號的能量發(fā)生變化。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。
    比起普通5類雙絞線,超5類系統(tǒng)在100MHz的頻率下運行時,為用戶提供8db近端串?dāng)_的余量, 用戶的設(shè)備受到的干擾只有普通5類線系統(tǒng)的1/4,使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的獨立性和可靠性。

oxygen-free - 無氧的,不含氧的 （0） 投訴

P:2006-07-08 16:14:10

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近端串音同長度有關(guān)系嗎？能不能給出關(guān)系公式或曲線？100米測量合格，40米可能不合格嗎？較真實是什么意思？

switch-back - Z字形線路,轉(zhuǎn)向線 （0） 投訴

P:2006-07-08 16:22:46

7

屏蔽層厚度為0.002厘米或0.051英寸--經(jīng)試驗，鋁層厚度太小，電纜不合格。

immersion testin water - 浸水試驗 （0） 投訴

P:2007-01-18 22:11:30

8

鋁箔應(yīng)為0.04mm(≥0.038)才行。

acid regenerating bath - 酸的再生槽 （0） 投訴

P:2007-11-23 09:39:13

9

有沒有屏蔽雙絞線線規(guī)設(shè)計方面的公式

broadband communication system - 寬頻帶通信系統(tǒng) （0） 投訴

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