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雙絞線的原理和分類

文章出處:   責(zé)任編輯:   發(fā)布時間:2020-11-13 16:31:59    點擊數(shù):-   【
       雙絞線(twisted pair,TP)是一種綜合布線工程中最常用的傳輸介質(zhì),是由兩根具有絕緣保護層的銅導(dǎo)線組成的。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起,每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射出來的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消,有效降低信號干擾的程度。

雙絞線

       雙絞線一般由兩根22~26號絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成,“雙絞線”的名字也是由此而來。實際使用時,雙絞線是由多對雙絞線一起包在一個絕緣電纜套管里的。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,但日常生活中一般把“雙絞線電纜”直接稱為“雙絞線”。
       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。
       原理
       雙絞線是由一對相互絕緣的金屬導(dǎo)線絞合而成。采用這種方式,不僅可以抵御一部分來自外界的電磁波干擾,也可以降低多對絞線之間的相互干擾。把兩根絕緣的導(dǎo)線互相絞在一起,干擾信號作用在這兩根相互絞纏在一起的導(dǎo)線上是一致的(這個干擾信號叫做共模信號),在接收信號的差分電路中可以將共模信號消除,從而提取出有用信號(差模信號)。
       雙絞線的作用是使外部干擾在兩根導(dǎo)線上產(chǎn)生的噪聲(在專業(yè)領(lǐng)域里,把無用的信號叫做噪聲)相同,以便后續(xù)的差分電路提取出有用信號,差分電路是一個減法電路,兩個輸入端同相的信號(共模信號)相互抵消(m-n),反相的信號相當(dāng)于x-(-y),得到增強。理論上,在雙絞線及差分電路中m=n,x=y,相當(dāng)于干擾信號被完全消除,有用信號加倍,但在實際運行中是有一定差異的。
在一個電纜套管里的,不同線對具有不同的扭絞長度,一般地說,扭絞長度在38.1mm~140mm內(nèi),按逆時針方向扭絞,相臨線對的扭絞長度在12.7mm以內(nèi)。雙絞線一個扭絞周期的長度,叫做節(jié)距,節(jié)距越小(扭線越密),抗干擾能力越強。
       分類
       根據(jù)有無屏蔽層,雙絞線分為屏蔽雙絞線(Shielded Twisted Pair,STP)與非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pair,UTP)。
       屏蔽雙絞線在雙絞線與外層絕緣封套之間有一個金屬屏蔽層。屏蔽雙絞線分為STP和FTP(Foil Twisted-Pair),STP指每條線都有各自的屏蔽層,而FTP只在整個電纜有屏蔽裝置,并且兩端都正確接地時才起作用。所以要求整個系統(tǒng)是屏蔽器件,包括電纜、信息點、水晶頭和配線架等,同時建筑物需要有良好的接地系統(tǒng)。屏蔽層可減少輻射,防止信息被竊聽,也可阻止外部電磁干擾的進入,使屏蔽雙絞線比同類的非屏蔽雙絞線具有更高的傳輸速率。但是在實際施工時,很難全部完美接地,從而使屏蔽層本身成為最大的干擾源,導(dǎo)致性能甚至遠不如非屏蔽雙絞線。所以,除非有特殊需要,通常在綜合布線系統(tǒng)中只采用非屏蔽雙絞線。
       非屏蔽雙絞線(UnshieldedTwisted Pair,縮寫UTP)是一種數(shù)據(jù)傳輸線,由四對不同顏色的傳輸線所組成,廣泛用于以太網(wǎng)路和電話線中。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,成本低;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。因此,在綜合布線系統(tǒng)中,非屏蔽雙絞線得到廣泛應(yīng)用 。
       按照頻率和信噪比進行分類
       雙絞線常見的有三類線,五類線和超五類線,以及六類線,前者線徑細而后者線徑粗,具體型號如下:
       1、一類線(CAT1):線纜最高頻率帶寬是750kHZ,用于報警系統(tǒng),或只適用于語音傳輸(一類標(biāo)準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、二類線(CAT2):線纜最高頻率帶寬是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、三類線(CAT3):指在ANSI和EIA/TIA568標(biāo)準中指定的電纜,該電纜的傳輸頻率16MHz,最高傳輸速率為10Mbps(10Mbit/s),主要應(yīng)用于語音、10Mbit/s以太網(wǎng)(10BASE-T)和4Mbit/s令牌環(huán),最大網(wǎng)段長度為100m,采用RJ形式的連接器,已淡出市場。
       4、四類線(CAT4):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(指的是16Mbit/s令牌環(huán))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。最大網(wǎng)段長為100m,采用RJ形式的連接器,未被廣泛采用。
       5、五類線(CAT5):該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質(zhì)量的絕緣材料,線纜最高頻率帶寬為100MHz,最高傳輸率為100Mbps,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1000BASE-T網(wǎng)絡(luò),最大網(wǎng)段長為100m,采用RJ形式的連接器。這是最常用的以太網(wǎng)電纜。在雙絞線電纜內(nèi),不同線對具有不同的絞距長度。通常,4對雙絞線絞距周期在38.1mm長度內(nèi),按逆時針方向扭絞,一對線對的扭絞長度在12.7mm以內(nèi)。
       6、超五類線(CAT5e):超5類具有衰減小,串?dāng)_少,并且具有更高的衰減與串?dāng)_的比值(ACR)和信噪比(SNR)、更小的時延誤差,性能得到很大提高。超5類線主要用于千兆位以太網(wǎng)(1000Mbps)。
       7、六類線(CAT6):該類電纜的傳輸頻率為1MHz~250MHz,六類布線系統(tǒng)在200MHz時綜合衰減串?dāng)_比(PS-ACR)應(yīng)該有較大的余量,它提供2倍于超五類的帶寬。六類布線的傳輸性能遠遠高于超五類標(biāo)準,最適用于傳輸速率高于1Gbps的應(yīng)用。六類與超五類的一個重要的不同點在于:改善了在串?dāng)_以及回波損耗方面的性能,對于新一代全雙工的高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言,優(yōu)良的回波損耗性能是極重要的。六類標(biāo)準中取消了基本鏈路模型,布線標(biāo)準采用星形的拓撲結(jié)構(gòu),要求的布線距離為:永久鏈路的長度不能超過90m,信道長度不能超過100m。
       8、超六類或6A(CAT6A):此類產(chǎn)品傳輸帶寬介于六類和七類之間,傳輸頻率為500MHz,傳輸速度為10Gbps,標(biāo)準外徑6mm。和七類產(chǎn)品一樣,國家還沒有出臺正式的檢測標(biāo)準,只是行業(yè)中有此類產(chǎn)品,各廠家宣布一個測試值。
       9、七類線(CAT7):傳輸頻率為600MHz,傳輸速度為10Gbps,單線標(biāo)準外徑8mm,多芯線標(biāo)準外徑6mm 。
類型數(shù)字越大、版本越新,技術(shù)越先進、帶寬也越寬,當(dāng)然價格也越貴。這些不同類型的雙絞線標(biāo)注方法是這樣規(guī)定的,如果是標(biāo)準類型則按CATx方式標(biāo)注,如常用的五類線和六類線,則在線的外皮上標(biāo)注為CAT 5、CAT 6。而如果是改進版,就按xe方式標(biāo)注,如超五類線就標(biāo)注為5e(字母是小寫,而不是大寫)。
       無論是哪一種線,衰減都隨頻率的升高而增大。在設(shè)計布線時,要考慮到受到衰減的信號還應(yīng)當(dāng)有足夠大的振幅,以便在有噪聲干擾的條件下能夠在接收端正確地被檢測出來。雙絞線能夠傳送多高速率(Mb/s)的數(shù)據(jù)還與數(shù)字信號的編碼方法有很大的關(guān)系 。
此文關(guān)鍵字:雙絞線