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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兆去。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(gè)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(gè)減法電路,兩個(gè)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(qiáng)。理論上,在雙絞線及差分電路中m=n,x=y,相當(dāng)于干擾信號被完全消除,有鞏己套腳用信號加倍,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,不同線對具有不同的扭絞長度,一般地說,扭絞記蒸廈長度在38.1mm~140mm內(nèi),按逆時(shí)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(gè)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(qiáng)。

按照有無屏蔽層分類

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(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,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,境白坑通常在綜合布線系提察設(shè)捆統(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(diǎn):

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、將干擾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,用于語音傳輸和最高傳輸速率4MbPS的數(shù)據(jù)傳輸,糠嫌邀常見于使用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(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),您挨刪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(shí)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(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(zhǔn)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(zhǔn),只是行業(yè)中有此類產(chǎn)品,各廠家宣布一個(gè)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(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 。

在北美,也是在國際上最有影響力的3家綜合布線組織如下。ANSI(American National Standards Institute,美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)TIA(Telecommunication Industry Association,美國通信工業(yè)協(xié)會)EIA(Electronic Industries Alliance,美國電子工業(yè)協(xié)會)。由于TIA和ISO兩組織經(jīng)常進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定方面的協(xié)調(diào),所以TIA和ISO頒布的標(biāo)準(zhǔn)的差別不是很大。在北美,乃至全球,在雙絞線標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用最廣的是ANSI/EIA/TIA-568A和ANSI/EIA/TIA-568B(實(shí)際上應(yīng)為ANSI/EIA/TIA-568B.1,簡稱為T568B)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)最主要的不同就是芯線序列的不同:

EIA/TIA 568A的線序定義依次為綠白、綠、橙白、藍(lán)、藍(lán)白、橙、棕白、棕,其標(biāo)號如下表所示:

根據(jù)568A和568B標(biāo)準(zhǔn),RJ-45連接頭(俗稱水晶頭)各觸點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)連接中,對傳輸信號來說它們所起的作用分別是:1、2用于發(fā)送,3、6用于接收,4、5,7、8是雙向線;對與其相連接的雙絞線來說,為降低相互干擾,標(biāo)準(zhǔn)要求1、2必須是絞纏的一對線,3、6也必須是絞纏的一對線,4、5相互絞纏,7、8相互絞纏。由此可見實(shí)際上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)568A和568B沒有本質(zhì)的區(qū)別,只是連接RJ-45時(shí)8根雙絞線的線序排列不同,在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)工程施工中較多采用568B標(biāo)準(zhǔn)。

下面介紹最基本的直通5類線的制作方法,其他類型網(wǎng)線的制作方法類似,不同的只是跳線方法不一樣而已。

步驟1:用雙絞線網(wǎng)線鉗(當(dāng)然也可以用其他剪線工具)把5類雙絞線的一端剪齊(最好先剪一段符合布線長度要求的網(wǎng)線),然后把剪齊的一端插入到網(wǎng)線鉗用于剝線的缺口中,注意網(wǎng)線不能彎。

步驟2:稍微握緊壓線鉗慢慢旋轉(zhuǎn)一圈(無須擔(dān)心會損壞網(wǎng)線里面芯線的皮,因?yàn)閯兙�的兩刀片之間留有一定距離,這距離通常就是里面4對芯線的直徑),讓刀口劃開雙絞線的保護(hù)膠皮,拔下膠皮。當(dāng)然也可使用專門的剝線工具來剝下保護(hù)膠皮。注意:剝線長度通常應(yīng)恰好為水晶頭長度,這樣可以有效避免剝線過長或過短造成的麻煩。剝線過長則不美觀,另一方面因網(wǎng)線不能被水晶頭卡住,容易松動;剝線過短,因有外皮存在,太厚,不能完全插到水晶頭底部,造成水晶頭插針不能與網(wǎng)線芯線完好接觸。

步驟3:剝除外皮后即可見到雙絞線網(wǎng)線的4對8條芯線,并且可以看到每對的顏色都不同。每對纏繞的兩根芯線是由一種染有相應(yīng)顏色的芯線加上一條只染有少許相應(yīng)顏色的白色相間芯線組成。四條全色芯線的顏色為:棕色、橙色、綠色、藍(lán)色。

步驟4:把每對都是相互纏繞在一起的線纜逐一解開。解開后則根據(jù)規(guī)則把幾組線纜依次地排列好并理順,排列的時(shí)候應(yīng)該注意盡量避免線路過多的纏繞和重疊。把線纜依次排列并理順之后,由于線纜之前是相互纏繞著的,因此線纜會有一定的彎曲,應(yīng)該把線纜盡量扯直并保持線纜平扁。把線纜扯直的方法也十分簡單,利用雙手抓著線纜然后向兩個(gè)相反方向用力,并上下扯一下即可。

步驟5:把線纜依次排列好并理順壓直之后,應(yīng)該細(xì)心檢查一遍,之后利用壓線鉗的剪線刀口把線纜項(xiàng)部裁剪整齊。

步驟6:把整理好的線纜插入水晶頭內(nèi)。需要注意的是,要將水晶頭有塑造料彈簧片的一面向下,有針腳的一面向上,使有針腳的一端指向遠(yuǎn)離自己的方向,有方型孔的一端對著自己。此時(shí),最左邊的是第1腳,最右邊的是第8腳,其余依次順序排列。插入的時(shí)候需要注意緩緩地用力把8條線纜同時(shí)沿IU一45頭內(nèi)的8個(gè)線槽插入,一直插到線槽的頂端。注意:裁剪的時(shí)候應(yīng)該是水平方向插入,否則線纜長度不一會影響到線纜與水晶頭的正常接觸。若之前把保護(hù)層剝下過多的話,可以在這里將過長的細(xì)線剪短,保留去掉外層保護(hù)層的部分約為15mm,這個(gè)長度正好能將各細(xì)導(dǎo)線插入到各自的線槽。如果該段留得過長,一來會由于線纜不再互絞而增加串?dāng)_,二來會由于水晶頭不能壓住護(hù)套而可能導(dǎo)致電纜從水晶頭中脫出,造成線路的接觸不良甚至中斷。在最后一步的壓線之前,可以從水晶頭的頂部檢查,看看是否每一組線纜都緊緊地頂在水晶頭的末端。

步驟7:壓線。在最后一步壓線之前,此時(shí)可以從水晶頭的頂部檢查,看看是否每一組線纜都緊緊地頂在水晶頭的末端。確認(rèn)無誤之后就可以把水晶頭插入壓線鉗的8P槽內(nèi)壓線了,把水晶頭插入后,用力握緊線鉗,若力氣不夠的話,可以使用雙手一起壓,這樣壓的過程使得水晶頭凸出在外面的針腳全部壓入水晶并頭內(nèi),施力之后聽到一聲輕微的"啪"即可。

步驟8:壓線之后水晶頭凸出在外面的針腳全部壓入水晶并頭內(nèi),而且水晶頭下部的塑料扣位也壓緊在網(wǎng)線的灰色保護(hù)層之上。到此,水晶頭就制作完畢了 。

對于雙絞線,使用者最關(guān)心的是表征其性能的幾個(gè)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(Attenuation)

衰減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)損耗是測量一條非屏蔽雙絞線鏈路中從一對線到另一對線的信號耦合。對于非屏蔽雙絞線鏈路,NEXT是一個(gè)關(guān)鍵的性能指標(biāo),也是最難精確測量的一個(gè)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(diǎn)所產(chǎn)生的串?dāng)_值,它只是表示在近端點(diǎn)所測量到的串?dāng)_值。這個(gè)量值會隨電纜長度不同而變,電纜越長,其值變得越小。同時(shí)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(shí)驗(yàn)證明,只有在40米內(nèi)測量得到的NEXT是較真實(shí)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(gè)串?dāng)_值。因此,最好在兩個(gè)端點(diǎn)都進(jìn)行NEXT測量。大部分測試儀都配有相應(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)果參照下表:

各種雙絞線連接為最大長度時(shí)各種頻率下的衰減極限

特定頻率下的NEXT衰減極限

以上兩個(gè)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

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(diǎn)。

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(gè)重要參數(shù)。ACR有時(shí)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(jì)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(gè)度量。如果SNR過低,將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號在被接收時(shí),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(cuò)誤。因此,為了將數(shù)據(jù)錯(cuò)誤限制在一定范圍內(nèi),必須定義一個(gè)最小的可接收的SNR。

1、安普

安普(AMP)這一品牌是中國最常見的,也是最常用的一個(gè),幾乎每一個(gè)網(wǎng)線經(jīng)營店鋪都有賣,它的最大特點(diǎn)就是質(zhì)量好、價(jià)格便宜。因?yàn)槭軞g迎,所以它的假貨也是最多的,有的到了幾乎可以以假亂真了,很難區(qū)分真假。

安普的六類雙絞線系統(tǒng)是由Quantum UTP線纜、Quantum模塊化信息插座系統(tǒng)、Quantum模塊化配線架系統(tǒng)和Quantum跳線等連接件組成。Quantum六類系統(tǒng)提供了200MHz的帶寬,其UTP線纜模塊化的連接由傳統(tǒng)110系統(tǒng)或無需工具的模塊化連接硬件組成,整個(gè)系統(tǒng)將輕易超越由ISO/IEC規(guī)定的六類布線應(yīng)達(dá)到的性能標(biāo)準(zhǔn)。

2、西蒙

西蒙(Siemon)產(chǎn)品在綜合布線系統(tǒng)中是經(jīng)常可以見到的,它相比安普品牌來說,檔次要高許多,質(zhì)量、技術(shù)特性都高出一個(gè)檔次,當(dāng)然其價(jià)格也高許多,所以在DIY市場中很難見到它的應(yīng)用。不僅如此,它在綜合布線系統(tǒng)中還提供了一整套的完整方案,包括后面要介紹的網(wǎng)線制作和布線工具。

西蒙SYSTEM 6系統(tǒng)的頻率帶寬超過250MHz,同時(shí)可以保證在250MHz以內(nèi)所有的性能參數(shù)都滿足和超過六類標(biāo)準(zhǔn)草案的要求,西蒙公司可提供所有六類產(chǎn)品(連接硬件、線纜)及系統(tǒng)(基本鏈路和信道)的測試報(bào)告及第三方認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室(如DELTA、ETL)的測試認(rèn)證。

3、朗訊

朗訊(Lucent)這一品牌雖然聽得較多,但是雙絞線行業(yè)還是較少見到,特別是中、小型企業(yè)中。但這并不是說它就缺乏技術(shù)實(shí)力,相反它在高端網(wǎng)絡(luò)組建中經(jīng)常見到。朗訊以貝爾實(shí)驗(yàn)室為后盾,朗訊科技設(shè)計(jì)開發(fā)的端到端"六類"布線系統(tǒng)SYSTIMAX GigaSPEED Solution,對網(wǎng)絡(luò)中連接主機(jī)及計(jì)算機(jī)的布線統(tǒng)的每一元件都進(jìn)行了革新,更加優(yōu)化了布線系統(tǒng)的端到端性能。

GigaSPEED解決方案是一個(gè)性能超前的產(chǎn)品,其性能完全能達(dá)到及超過六類標(biāo)準(zhǔn)草案的指標(biāo)。GigaSPEED系統(tǒng)擁有14項(xiàng)世界專利,典型的GigaSPEED配置是水平系統(tǒng)UTP銅纜與垂直主干及建筑群子系統(tǒng)SYSTIMAX光纖的組。這種解決方案可為用戶提供所需的網(wǎng)絡(luò)性能,同時(shí)也為將來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展提供了充足的帶寬。

4、麗特

麗特(NORDX/CDT)的千兆位六類2400系統(tǒng)采用IBDN PS5增強(qiáng)型連接和IBDN 2400系列非屏蔽電纜,能夠提供2.4Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率,其電纜提供了較高的頻帶寬度和余量,以保證更廣泛的應(yīng)用。而麗特新的六類產(chǎn)品IBDN System 4800LX將達(dá)到4.8Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率,它由新型的IBDN 4800LX電纜、PS6連接硬件和PS6標(biāo)準(zhǔn)線纜組成,能提供300MHz的帶寬性能。與當(dāng)前的六類建議標(biāo)準(zhǔn)草案相比,IBDN System 4800LX 在各項(xiàng)性能參數(shù)上都有顯著提高。

5、IBM

IBM 的ACS銀系列產(chǎn)品符合ISO/IEC 11801 六類/E級標(biāo)準(zhǔn)草案、EN 50173 六類E級標(biāo)準(zhǔn)草案和TIA/EIA 568六類標(biāo)準(zhǔn)草案。ACS銀系列帶寬達(dá)200MHz,可以更好地支持千兆以太網(wǎng)及其它使用4對線纜傳的網(wǎng)絡(luò)。

IBM ACS銀系列系統(tǒng)向下兼容五類或超五類,銀系列和銅系列適用同類型配線架,易升級且保護(hù)投資。同時(shí),IBM ACS銀系列產(chǎn)品是一個(gè)100歐姆銅纜系統(tǒng),它可與IBM ACS水晶系列產(chǎn)品進(jìn)行整合,以實(shí)現(xiàn)不同樓層之間、集線器和樓宇之間光纜的連接,這時(shí)水晶系列產(chǎn)品可以為水平系統(tǒng)上低速的銀系列產(chǎn)品性能提供高速的連接。