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<title>双绞线</title>
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</head>
<body>
<br>
<p align="center">双绞线<br>
<p align="center"><a href="http://flamephoenix.126.com">flamephoenix编撰</a></p>
<br><br>
<a href="#1">一、概述</a><br>
<a href="#2">二、规格型号</a><br>
<a href="#3">三、性能指标</a><br>
<a href="#4">四、测试数据</a><br>
<a href="#5">五、常用的双绞线电缆</a><br>
<a href="#6">六、超5类布线系统</a>
<br><br>
<a name="1">一、概述</a><br>
<p>双绞线(TP:Twisted Pairwire)是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。与其他传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较为低廉。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。</p>
<p>虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的,但同样适用于数字信号的传输,特别适用于较短距离的信息传输。在传输期间,信号的衰减比较大,并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。只要精心选择和安装双绞线,就可以在有限距离内达到每秒几百万位的可靠传输率。当距离很短,并且采用特殊的电子传输技术时,传输率可达100Mbps～155Mbps。由于利用双绞线传输信息时要向周围幅射,信息很容易被窃听,因此要花费额外的代价加以屏蔽。屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹,以减小幅射,但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高,安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。类似于同轴电缆,它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技术。但它有较高的传输速率,100米内可达到155Mbps。</p>
<p>另外,非屏蔽双绞线电缆具有以下优点:
<blockquote>
(1)无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间;<br>
(2)重量轻、易弯曲、易安装;<br>
(3)将串扰减至最小或加以消除;<br>
(4)具有阻燃性;<br>
(5)具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。
</blockquote>
<a name="2">二、规格型号</a><br>
<p>EIA/TIA为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用第三、四、五类。这五种型号如下：</p>
<blockquote>
1、第一类：主要用于传输语音（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。<br>
2、第二类：传输频率为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。<br>
3、第三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10base-T。<br>
4、第四类: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的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。<br>
5、第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,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10base-T网络，这是最常用的以太网电缆。
</blockquote>
<p>双绞线分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两大类。在这两大类中又分100欧姆电缆、双体电缆、大对数电缆、150欧姆屏蔽电缆。具体型号有多种,如图1所示。图中AWG表示美国线缆规格。</p>
<br><center><img src="tp1.gif" width="420" height="330"></center><br><br>
<a name="3">三、性能指标</a><br>
<p>对于双绞线,用户最关心的是表征其性能的几个指标。这些指标包括衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。</p>
(1)衰减<br> 衰减(Attenuation)是沿链路的信号损失度量。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。<br>
(2)近端串扰<br> 串扰分近端串扰和远端串扰(FEXT),测试仪主要是测量NEXT,由于存在线路损耗,因此FEXT的量值的影响较小。近端串扰(NEXT)损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。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。<br>
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,对其它线对的串扰也相对变小。实验证明,只有在40米内测量得到的NEXT是较真实的。如果另一端是远于40米的信息插座,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。NEXT测试的结果参照表1和表2。<br>
<p align="center">表1 各种连接为最大长度时各种频率下的衰减极限<br><br>
<table border="1" cellspacing="1">
<tr>
<td rowspan="2">频率(MHz) </td>
<td colspan="6" align="center">最大率减20ºC</td>
</tr>
<tr>
<td colspan="3">信道(100米)</td>
<td colspan="3">链路(90米)</td>
</tr>
<tr>
<td> </td>
<td>3类</td>
<td>4类</td>
<td>5类</td>
<td>3类</td>
<td>4类</td>
<td>5类</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">1</td>
<td>4.2</td>
<td>2.6</td>
<td>2.5</td>
<td>3.2</td>
<td>2.2</td>
<td>2.1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">4</td>
<td>7.3</td>
<td>4.8</td>
<td>4.5</td>
<td>6.1</td>
<td>4.3</td>
<td>4.0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">8</td>
<td>10.2</td>
<td>6.7</td>
<td>6.3</td>
<td>8.8</td>
<td>6</td>
<td>5.7</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">10</td>
<td>11.5 </td>
<td>7.5 </td>
<td>7.0</td>
<td>10</td>
<td>6.8</td>
<td>6.3</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">16</td>
<td>14.9</td>
<td>9.9</td>
<td>9.2</td>
<td>13.2</td>
<td>8.8 </td>
<td>8.2</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">20</td>
<td> </td>
<td>11</td>
<td>10.3 </td>
<td> </td>
<td>9.9</td>
<td>9.2</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">25</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>11.4</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>10.3</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">31.25</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>12.8</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>11.5</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">62.5</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>18.5</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>16.7</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">100</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>24</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>21.6 </td>
</tr>
</table><br>
<p align="center">表2 特定频率下的NEXT衰减极限<br>
<br>
<table border="1" cellspacing="1">
<tr>
<td rowspan="2">频率(MHz) </td>
<td align="center" colspan="6">最小NEXT</td>
</tr>
<tr>
<td colspan="3">信道(100米)</td>
<td colspan="3">链路(90米)</td>
</tr>
<tr>
<td> </td>
<td>3类</td>
<td>4类</td>
<td>5类</td>
<td>3类</td>
<td>4类</td>
<td>5类</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">1</td>
<td>39.1</td>
<td>53.3</td>
<td>60.0</td>
<td>40.1</td>
<td>54.7</td>
<td>60.0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">4</td>
<td>29.3</td>
<td>43.3</td>
<td>50.6</td>
<td>30.7</td>
<td>45.1</td>
<td>51.8</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">8</td>
<td>24.3</td>
<td>38.2</td>
<td>45.6</td>
<td>25.9</td>
<td>40.2</td>
<td>47.1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">10</td>
<td>22.7 </td>
<td><font face="宋体">36.6</font> </td>
<td>44.0</td>
<td>24.3</td>
<td>38.6</td>
<td>45.5</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">16</td>
<td>19.3</td>
<td>33.1</td>
<td>40.6</td>
<td>21</td>
<td><font face="宋体">35.3</font> </td>
<td>42.3</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">20</td>
<td> </td>
<td>31.4</td>
<td>39.0 </td>
<td> </td>
<td>33.7</td>
<td>40.7</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">25</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>37.4</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>39.1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">31.25</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>35.7</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>37.6</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">62.5</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>30.6</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>32.7</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">100</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>27.1</td>
<td> </td>
<td> </td>
<td>29.3 </td>
</tr>
</table>
</p>
以上两个指标是TSB67测试的主要内容,但某些型号的测试仪还可以给出直流电阻、特性阻抗、衰减串扰比等指标。<br>
(3)直流电阻<br> 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,11801规格的双绞线的直流电阻不得大于19.2欧姆。每对间的差异不能太大(小于 0.1欧姆),否则表示接触不良,必须检查连接点。<br>
(4)特性阻抗<br> 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,它与一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,而双绞线电缆则有100欧姆 、120欧姆及150欧姆几种。<br>
(5)衰减串扰比(ACR)<br> 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-Noice ratio)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10分贝。<br>
(6)电缆特性<br> 通信信道的品质是由它的电缆特性描述的。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音信号,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。<br><br>
<a name="4">四、测试数据</a><br>
<p>100欧姆4对非屏蔽双绞线有3类线、4类线、5类线和超5类线之分。主要的性能指标为衰减、分布电容、直流电阻、直流电阻偏差值、阻抗特性、返回损耗、近端串扰。标准测试数据如表1所示。</p>
<br>
<p align="center">表3 双绞线的标准测试数据<br>(a)<br>
<table border="1" cellspacing="1">
<tr>
<td>类型 </td>
<td><p align="center">率减(单位db)</p>
</td>
<td>分布电容<br>
(以1khz计量) </td>
<td>直流电阻<br>
20ºC测量校正值</td>
<td>直流电阻偏差值<br>
20º时测量校正值 </td>
</tr>
<tr>
<td>3类</td>
<td><u><</u>2.320sqrt(f) + 0.238(f)</td>
<td><u><</u>330pf/100米 </td>
<td><u><</u>9.38欧姆/100米 </td>
<td><p align="center">5%</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>4类</td>
<td><u><</u>2.050sqrt(f) + 0.1(f)</td>
<td><u><</u>330pf/100米</td>
<td><p align="center">同上</p>
</td>
<td><p align="center">5%</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>5类</td>
<td><u><</u>1.9267sqrt(f) + 0.075(f) </td>
<td><u><</u>330pf/100米</td>
<td><p align="center">同上</p>
</td>
<td><p align="center">5%</p>
</td>
</tr>
</table>
(b)<br>
<table border="1" cellspacing="1">
<tr>
<td>类型 </td>
<td><p align="center">阻抗特性<br>1Mhz至最高的参考频率值 </p>
</td>
<td>返回损耗<br>测量长度>100米 </td>
<td>近端串扰<br>测量长度>100米 </td>
</tr>
<tr>
<td>3类</td>
<td>100欧姆 <u>+</u> 15%</td>
<td><p align="center">12db</p>
</td>
<td><p align="center">43db</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>4类</td>
<td><p align="center">同上</p>
</td>
<td><p align="center">12db</p>
</td>
<td><p align="center">58db</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>5类</td>
<td><p align="center">同上</p>
</td>
<td><p align="center">23db</p>
</td>
<td><p align="center">64db</p>
</td>
</tr>
</table></p>
<a name="5">五、常用的双绞线电缆</a><br>
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