雙絞線


雙絞線簡介

雙絞線(twisted pair,TP)是一種綜合布線工程中最常用的傳輸介質,雙絞線一般由兩根22~26號絕緣銅導線相互纏繞而成,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,按逆時針方向扭絞,相臨線對的扭絞長度在12.7mm以內。雙絞線一個扭絞周期的長度,叫做節距,節距越小(扭線越密),抗干擾能力越強,“雙絞線”的名字也是由此而來。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。與其他傳輸介質相比,雙絞線在傳輸距離,信道寬度和數據傳輸速度等方面均受到一定限制,但價格較為低廉,因此使用非常廣泛。

1、雙絞線的分類

雙絞線可分為屏蔽雙絞線(Shielded Twisted Pair,STP)與非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pair,UTP)。

屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁泊包裹,以減小幅射,但並不能完全消除輻射。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,並且兩端都正確接地時才起作用。所以要求整個系統是屏蔽器件,包括電纜、信息點、水晶頭和配線架等,同時建築物需要有良好的接地系統。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 ,100 米內可達到155Mbps。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,導致性能甚至遠不如非屏蔽雙絞線,而且屏蔽雙絞線價格相對較高,安裝時要比非屏蔽雙絞線電纜困難。所以,除非有特殊需要,通常在綜合布線系統中采用非屏蔽雙絞線。

非屏蔽雙絞線(UnshieldedTwisted Pair,縮寫UTP)非屏蔽雙絞線電纜是由四對雙絞線和一個塑料外皮構成,廣泛用於以太網和電話線中 。

非屏蔽雙絞線電纜具有以下優點:

  • 無屏蔽外套,直徑小,節省所占用的空間,成本低。
  • 重量輕,易彎曲,易安裝。
  • 將串擾減至最小或加以消除。
  • 具有阻燃性。
  • 具有獨立性和靈活性,適用於結構化綜合布線。因此,在綜合布線系統中,非屏蔽雙絞線得到廣泛應用。

國際電氣工業協會按傳輸質量,頻率和信噪比對雙絞線做了如下分類:

一類線(CAT1):是ANSI/EIA/TIA-568A 標准中最原始的非屏蔽雙絞銅線電纜,線纜最高頻率帶寬是750kHZ,用於報警系統,或語音傳輸(它設計之初主要是電話語言,而不是網絡數據傳輸)。

二類線(CAT2):是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 2 類/A 級標准中第一個可用於計算機網絡數據傳輸的非屏蔽雙絞線電纜,線纜最高頻率帶寬是1MHZ,用於語音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數據傳輸,常見於使用4MBPS規范令牌傳遞協議的舊的令牌網。

三類線(CAT3):是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 3 類/B 級標准中專用於l0BASE-T 以太網絡的非屏蔽雙絞線電纜,該電纜的傳輸頻率16MHz,最高傳輸速率為10Mbps(10Mbit/s),主要應用於語音、10Mbit/s以太網(10BASE-T)和4Mbit/s令牌環,最大網段長度為100m,采用RJ形式的連接器,已淡出市場。

四類線(CAT4):是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 4 類/C 級標准中用於令牌環網絡的非屏蔽雙絞線電纜,該類電纜的傳輸頻率為20MHz,用於語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps(指的是16Mbit/s令牌環)的數據傳輸,主要用於基於令牌的局域網和10BASE-T/100BASE-T。最大網段長為100m,采用RJ形式的連接器,未被廣泛采用。

五類線(CAT5):是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 5 類/D 級標准中用於運行CDDI(CDDI 是基於雙絞銅線的FDDI 網絡)和快速以太網的非屏蔽雙絞線電纜,該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質量的絕緣材料,線纜最高頻率帶寬為100MHz,最高傳輸率為100Mbps,用於語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數據傳輸,主要用於100BASE-T和1000BASE-T網絡,最大網段長為100m,采用RJ形式的連接器。這是最常用的以太網電纜。在雙絞線電纜內,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,按逆時針方向扭絞,一對線對的扭絞長度在12.7mm以內。

超五類線(CAT5e):是ANSI/EIA/TIA-568B.1 和ISO 5 類/D 級標准中用於運行快速以太網的非屏蔽雙絞線電纜,超5類具有衰減小,串擾少,並且具有更高的衰減與串擾的比值(ACR)和信噪比(SNR)、更小的時延誤差,性能得到很大提高。超5類線主要用於千兆位以太網(1000Mbps)。

六類線(CAT6):是ANSI/EIA/TIA-568B.2 和ISO 6 類/E 級標准中規定的一種非屏蔽雙絞線電纜,它主要應用於百兆位快速以太網和千兆位以太網中,該類電纜的傳輸頻率為1MHz~250MHz,六類布線系統在200MHz時綜合衰減串擾比(PS-ACR)應該有較大的余量,它提供2倍於超五類的帶寬。六類布線的傳輸性能遠遠高於超五類標准,最適用於傳輸速率高於1Gbps的應用。六類與超五類的一個重要的不同點在於:改善了在串擾以及回波損耗方面的性能,對於新一代全雙工的高速網絡應用而言,優良的回波損耗性能是極重要的。六類標准中取消了基本鏈路模型,布線標准采用星形的拓撲結構,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。

超六類或6A(CAT6A):是6 類線的改進版,同樣是ANSI/EIA/TIA-568B.2 和ISO 6 類/E 級標准中規定的一種非屏蔽雙絞線電纜,此類產品傳輸帶寬介於六類和七類之間,傳輸頻率為500MHz,傳輸速度為10Gbps,標准外徑6mm。和七類產品一樣,國家還沒有出台正式的檢測標准,只是行業中有此類產品,各廠家宣布一個測試值。

七類線(CAT7):是ISO 7 類/F 級標准中最新的一種雙絞線,主要為了適應萬兆位以太網技術的應用和發展。但它不再是一種非屏蔽雙絞線了,而是一種屏蔽雙絞線,又是6 類線和超6 類線的2 倍以上傳輸頻率為600MHz,傳輸速度為10Gbps,單線標准外徑8mm,多芯線標准外徑6mm。

小結:

按電氣性能划分的話,雙絞線可以分為:1 類、2 類、3 類、4 類、5 類、超5 類、6 類、超6 類、7 類共9 種雙絞線類型。類型數字越大,版本越新、技術越先進、帶寬也越寬,當然價格也越貴。這些不同類型的雙絞線標注方法是這樣規定的:如果是標准類型則按"catx"方式標注,如常用的5 類線,則在線的外包皮上標注為"cat5",注意字母通常是小寫,而不是大寫。而如果是改進版,就按"xe"進行標注,如超5 類線就標為"5e",同樣字母是小寫,而不是大寫。

2、雙絞線的線序

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,美國國家標准協會)TIA(Telecommunication Industry Association,美國通信工業協會)EIA(Electronic Industries Alliance,美國電子工業協會)。由於TIA和ISO兩組織經常進行標准制定方面的協調。如今雙絞線標准中應用最廣的是ANSI/EIA/TIA-568A和ANSI/EIA/TIA-568B。這兩個標准主要是線序不同。

ANSI/EIA/TIA-568A線序:

白綠
白橙
白藍
白棕
1
2
3
4
5
6
7
8
發送數據
發送數據
接收數據
備用
備用
接收數據
備用
備用

 

 

 

 

 

ANSI/EIA/TIA-568B線序:

白橙
白綠
白藍
白棕
1
2
3
4
5
6
7
8
發送數據
發送數據
接收數據
備用
備用
接收數據
備用
備用

 

 

 

 

 

如下圖所示:

根據568A和568B標准,RJ-45連接頭(俗稱水晶頭)各觸點在網絡連接中,對傳輸信號來說它們所起的作用分別是:1、2用於發送,3、6用於接收,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,標准要求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。由此可見實際上兩個標准568A和568B沒有本質的區別,只是連接RJ-45時8根雙絞線的線序排列不同,但是TIA/EIA568A只定義到5類線,最大帶寬100M,而TIA/EIA568B定義到了超6類,支持百兆以上的帶寬,因此在實際的網絡工程施工中較多采用568B標准。

需要注意:如今由於網絡設備的智能化,在做RJ45頭的時候,只是保證線兩端的順序一一對應,卻並未按照568A/568B的排線標准去做,這樣雖能連通網絡,但這種線的抗干擾性較差,可能出現諸如傳輸速度慢、網絡時好時壞的情況。在做網線的時候建議按照標准去做,並且根據實際的工程經驗網線長度最好不小於1.5米,這對提高網絡的穩定性是有必要的。

3、直通線,交叉線,全反線

直通(Straight-through)線一般用來連接兩個不同類型的設備。一般用於:PC to Switch/Hub,Router to Switch/Hub。直通線的做法就是使兩端的線序相同,要么兩頭都是568A 標准,要么兩頭都是568B 標准。

如:568A兩端線序

一端
白綠
白橙
白藍
白棕
對端
白綠
白橙
白藍
白棕

 

 

 

568B兩端線序

一端
白橙
白綠
白藍
白棕
對端
白橙
白綠
白藍
白棕

 

 

 

交叉(Cross-over)線一般用來連接兩個相同類型的設備。比如:Switch to Switch,Switch to Hub, Hub to Hub, Host to Host,Host to Router。做法就是兩端不同,一頭做成568A,一頭做成568B 即可。

如下:

一端
白綠
白橙
白藍
白棕
對端
白橙
白綠
白藍
白棕

 

 

 

全反(Rolled)線,不用於以太網的連接,主要用於主機的串口和路由器(或交換機)的console 口連接的console 線,用於操作或者調試設備。做法就是一端的順序是1-8,另一端則是8-1 的順序。

下面就以568B為示例做全反線(console線):

一端
白橙
白綠
白藍
白棕
對端
白棕
白藍
白綠
白橙

 

 

 

注意:將制作好的console線一端連接路由器或者交換機,console另一端需要連接我們計算機的串口,但我們的console兩端都是RJ45,所以還需要買一個轉換頭,將網口轉換成串口。

 


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