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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(shí)間:2020-11-13 16:31:59    點(diǎn)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(hù)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(lái)的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消,有效降低信號(hào)干擾的程度。

雙絞線

       雙絞線一般由兩根22~26號(hào)絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成,“雙絞線”的名字也是由此而來(lái)。實(shí)際使用時(shí),雙絞線是由多對(duì)雙絞線一起包在一個(gè)絕緣電纜套管里的。如果把一對(duì)或多對(duì)雙絞線放在一個(gè)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(jià)格較為低廉。
       原理
       雙絞線是由一對(duì)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(lái)自外界的電磁波干擾,也可以降低多對(duì)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(hào)作用在這兩根相互絞纏在一起的導(dǎo)線上是一致的(這個(gè)干擾信號(hào)叫做共模信號(hào)),在接收信號(hào)的差分電路中可以將共模信號(hào)消除,從而提取出有用信號(hào)(差模信號(hào))。
       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(wú)用的信號(hào)叫做噪聲)相同,以便后續(xù)的差分電路提取出有用信號(hào),差分電路是一個(gè)減法電路,兩個(gè)輸入端同相的信號(hào)(共模信號(hào))相互抵消(m-n),反相的信號(hào)相當(dāng)于x-(-y),得到增強(qiáng)。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(hào)被完全消除,有用信號(hào)加倍,但在實(shí)際運(yùn)行中是有一定差異的。
在一個(gè)電纜套管里的,不同線對(duì)具有不同的扭絞長(zhǎng)度,一般地說(shuō),扭絞長(zhǎng)度在38.1mm~140mm內(nèi),按逆時(shí)針?lè)较蚺そg,相臨線對(duì)的扭絞長(zhǎng)度在12.7mm以內(nèi)。雙絞線一個(gè)扭絞周期的長(zhǎng)度,叫做節(jié)距,節(jié)距越?。ㄅぞ€越密),抗干擾能力越強(qiáng)。
       分類
       根據(jù)有無(wú)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(gè)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(gè)電纜有屏蔽裝置,并且兩端都正確接地時(shí)才起作用。所以要求整個(gè)系統(tǒng)是屏蔽器件,包括電纜、信息點(diǎn)、水晶頭和配線架等,同時(shí)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(tīng),也可阻止外部電磁干擾的進(jìn)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(shí)際施工時(shí),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(yuǎn)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(duì)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(diǎn):1.無(wú)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(dú)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(jìn)行分類
       雙絞線常見(jiàn)的有三類線,五類線和超五類線,以及六類線,前者線徑細(xì)而后者線徑粗,具體型號(hào)如下:
       1、一類線(CAT1):線纜最高頻率帶寬是750kHZ,用于報(bào)警系統(tǒng),或只適用于語(yǔ)音傳輸(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、二類線(CAT2):線纜最高頻率帶寬是1MHZ,用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數(shù)據(jù)傳輸,常見(jiàn)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(zhǔn)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(yǔ)音、10Mbit/s以太網(wǎng)(10BASE-T)和4Mbit/s令牌環(huán),最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m,采用RJ形式的連接器,已淡出市場(chǎng)。
       4、四類線(CAT4):該類電纜的傳輸頻率為20MHz,用于語(yǔ)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(zhǎng)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(yǔ)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(zhǎng)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(duì)具有不同的絞距長(zhǎng)度。通常,4對(duì)雙絞線絞距周期在38.1mm長(zhǎng)度內(nèi),按逆時(shí)針?lè)较蚺そg,一對(duì)線對(duì)的扭絞長(zhǎng)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(shí)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(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于超五類標(biāo)準(zhǔn),最適用于傳輸速率高于1Gbps的應(yīng)用。六類與超五類的一個(gè)重要的不同點(diǎn)在于:改善了在串?dāng)_以及回波損耗方面的性能,對(duì)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(zhǔn)中取消了基本鏈路模型,布線標(biāo)準(zhǔn)采用星形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),要求的布線距離為:永久鏈路的長(zhǎng)度不能超過(guò)90m,信道長(zhǎng)度不能超過(guò)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(zhǔn)外徑6mm。和七類產(chǎn)品一樣,國(guó)家還沒(méi)有出臺(tái)正式的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),只是行業(yè)中有此類產(chǎn)品,各廠家宣布一個(gè)測(cè)試值。
       9、七類線(CAT7):傳輸頻率為600MHz,傳輸速度為10Gbps,單線標(biāo)準(zhǔn)外徑8mm,多芯線標(biāo)準(zhǔn)外徑6mm 。
類型數(shù)字越大、版本越新,技術(shù)越先進(jìn)、帶寬也越寬,當(dāng)然價(jià)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(zhǔn)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(jìn)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(wú)論是哪一種線,衰減都隨頻率的升高而增大。在設(shè)計(jì)布線時(shí),要考慮到受到衰減的信號(hào)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(cè)出來(lái)。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(hào)的編碼方法有很大的關(guān)系 。
此文關(guān)鍵字:雙絞線