双绞线技术资料

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1、双绞线 一、概述二、规格型号三、性能指标四、测试数据五、常用的双绞线电缆六、超 5 类布线系统一、概述双绞线(TP:Twis ted 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2226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，

2、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 Twis ted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shie lded Twisted Pair)。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

3、，并且采用特殊的电子传输技术时，传输率可达 1 OOMbps155Mbps。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。另外,非屏蔽双绞线电缆具有以下优点:(1) 无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间;(2) 重量轻、易弯曲、易安装;(3) 将串扰减至最小或加以消除;(4) 具有阻燃性;(5) 具有独立性

4、和灵活性,适用于结构化综合布线。二、规格型号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：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。2、第二类：传输频率为1 MHz，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。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。4、第四类:该类电缆的传输频率为2

5、0MHz,用于语音传输和最高传输速率16 Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。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。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。三、性能指标对于双绞线,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

6、、 近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。(1) 衰减衰减(A tt enua tion)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。(2) 近端串扰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

7、频率的增加,其测量 难度将加大。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。表 1 各种连接为最大长度时各种频率下的衰减极限频率(MHz)最大率减20C信

8、道(100米) 链路(90米)3类 4类 5类 3类 4类 5 类14.22.62.53.22.22.147.34.84.56.14.34.0810.26.76.38.865.71011.57.57.0 10 6.8 6.316 14.9 9.9 9.2 13.2 8.8 8.22011 10.39.9 9.22511.410.331.2512.811.562.518.516.71002421.6表 2 特定频率下的 NEXT 衰减极限频率(MHz)最小NEXT信道(100米) 链路(90米)3类4类5类3类4类5类139.153.360.040.154.760.0429.343.350.63

9、0.745.151.8824.338.245.625.940.247.11022.736.644.024.3 38.6 45.51619.333.140.62135.342.32031.439.033.7 40.72537.439.131.2535.737.662.5 30.6 32.7100 27.1 29.3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。(3) 直流电阻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

10、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。(4) 特性阻抗与环路直流电阻不同，特性阻抗包括电阻及频率为1100MHz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。衰减串扰比(ACR)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 rat io)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。(6) 电缆特性

11、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。四、测试数据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。表 3 双绞线的标准测试数据(a)类型率减(单位 db)分布电容(以 1khz 计量) 直流电阻20C测量校正值 直流

12、电阻偏差值20时测量校正值3 类 2.320sqrt(f) + 0.238(f)330pf/100 米9.38 欧姆/100 米5%4类2.050sqrt(f) + 0.1(f)330pf/100 米 同上5%5类1.9267sqrt(f) + 0.075(f)330pf/100 米同上5%(b)类型阻抗特性1Mhz 至最高的参考频率值返回损耗测量长度100 米近端串扰测量长度100 米3 类 100 欧姆 + 15% 12db43db4 类 同上12db58db5 类 同上23db64db五、常用的双绞线电缆综合布线中最常用的双绞线电缆有以下几种:1、5类 4对非屏蔽双绞线它是美国线缆规格为

13、24 的实芯裸铜导体,以氟化乙烯做绝缘材料,传输频率达100MHz。导线组成如表4所示,物理结构如图2所示。表 4 导线色彩编码线对色彩码1 白/蓝/蓝2 白/橙/橙3 白/绿/绿4 白/棕/棕图 2 5类4对非屏蔽双绞线电气特性如表5所示。其中,9.38欧姆MAX. PerlOOm 20C是指在 20C的恒定温度下，每100米的双绞线的电阻为9.38欧姆(下表中类同)。表5 5类4对非屏蔽双绞线电气特性频率需求(Hz)阻抗衰减值(dh/100)Max NEXT(db)(最差对) 直流阻抗256K - 1.1 - 9.38欧姆MAX.Per100m 20C512K-1.5-772K-1.866

14、1M85115欧姆2.1 644M 4.35510M6.64916M8.24620M9.24431.25M11.84262.50M17.137100M22.0 342、5类4对24AWG100欧姆屏蔽电缆 它是美国线规为24的裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料,内有一 24AWG TPG 漏电线。传输频率达100MHz,导线组成如表6所示,物理结构如图3所示，电 气特性如表7所示。表6中屏蔽项0.0020.051 铝/聚酯带最小交叠20C 及一根24AWG TPC漏电线的含义是：屏蔽层厚度为0.002厘米或0.051英寸。20C代表在20C恒定温度下。表 6 导线色彩编码 线对 色彩码 屏蔽1白/蓝/蓝 0.0020.051铝/聚脂带最小交叠20及一根24AWG TPC漏电线。2 白/橙/橙3 白/绿/绿4 白/棕/棕图3 5类4对24AWG100欧姆屏蔽电缆表7 5类4对24AWG100欧姆屏蔽电缆电气特性 频率需求(Hz)阻抗衰减值(dh/100)Max NEXT(db)(最差对) 直流阻抗256K - 1.1 - 9.38欧姆MAX.Per100m