1、雙絞線概念
雙絞線是由一對相互絕緣的金屬導線絞合而成。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。把兩根絕緣的導線互相絞在一起,干擾信號作用在這兩根相互絞纏在一起的導線上是一致的(這個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) 。
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。
2、雙絞線分類
按照有無屏蔽層分類:
- 屏蔽雙絞線(Shielded Twisted Pair,STP)
- 非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pair,UTP)
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。所以,除非有特殊需要,通常在綜合布線系統中只采用非屏蔽雙絞線
按照頻率和信噪比進行分類:
- 一類線(CAT1):線纜最高頻率帶寬是750kHZ,用於報警系統,或只適用於語音傳輸(一類標准主要用於八十年代初之前的電話線纜),不用於數據傳輸。
- 二類線(CAT2):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):指在ANSI和EIA/TIA568標准中指定的電纜,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):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):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):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):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):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):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。
3、性能指標
對於雙絞線,使用者最關心的是表征其性能的幾個指標。這些指標包括衰減、串擾、特性阻抗、衰減串擾比、直流環路電阻、線纜特性等。
(1)衰減(Attenuation)。衰減是對沿鏈路信號損失的度量,衰減與線纜的長度有關系,隨着長度的增加,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度的比率。由於衰減隨頻率而變化,因此,應測量在應用范圍內的全部頻率上的衰減。
(2)串擾。串擾分為近端串擾(NEXT)和遠端串擾(FEXT), 測試儀主要測量的是NEXT,由於存在線路損耗,FEXT對信號傳輸的影響較小。對於UTP鏈路,NEXT是一個關鍵的性能指標,也是最難精確測量的一個指標。隨着信號頻率的增加,其測量難度將加大。NEXT並不表示在近端點所產生的串擾值,它只是表示在近端點所測量到的串擾值。這個量值會隨電纜長度不同而變,電纜越長,其值變得越小。同時發送端的信號也會衰減,對其他線對的串擾也相對變小。實驗證明,只有在40m內測量到的NEXT是較真實的。如果另一端是遠於40m的信息插座,那么它會產生一定程度的串擾,但測試儀可能無法測量到這個串擾值。因此,最好在兩個端點都進行NEXT測量。現在的測試儀都配有相應設備,使得在鏈路一端就能測量出兩端的NEXT值。
(3)直流環路電阻(TSB67無此參數)。直流環路電阻會消耗一部分信號,並將其轉變成熱量。它是指一對導線電阻的和,1180規格雙絞線的直流電阻不得大於19.2Ω。每對間的差異不能太大(小於0.12Ω),否則表示接觸不良,必須檢查連接點。
(4)特性阻抗。特性阻抗與環路直流電阻不同,特性阻抗包括電阻及頻率為1~100MHz的電感阻抗及電容阻抗,它與對電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關。各種電纜有不同的特性阻抗,雙絞線的特性阻抗有100、120、150Ω三種。
(5)衰減串擾比(ACR)。在某些頻率范圍,串擾與衰減量的比例關系是反映電纜性能的另一個重要參數,ACR有時也以信噪比(SNR:Signal-Noiceratio)表示,它由最差的衰減量與NEXT量值的差值計算。ACR值較大,表示抗干擾的能力更強,一般系統要求至少大於10dB。
(6)線纜特性。通信信道的品質是由線纜特性描述的,SNR是在考慮到干擾信號的情況下,對數據信號強度的一個度量。如果SNR過低,將導致數據信號在被接收時,接收器不能分辨數據信號和噪聲信號,最終引起數據錯誤。因此,為了將數據錯誤限制在一定范圍內,必須定義一個最小的可接收的SNR。