双绞线的分析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,双绞线,定义：两根金属线依距离周期性扭绞组成,的电信传输线。,（,twisted pair,）,双绞线,概述,应用学科,:,通信科技（一级学科）；线缆传输与接入,(,二级科学,),双绞线,是综合,布线工程,中最常用的一种,传输,介质。,双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰，更主要的是降低自身信号的对外干扰。把两根,绝缘,的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以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,”,的名字也是由此而来。,双绞线,基本原理,双绞线一般由两根,22-26,号绝缘铜导线相互缠绕而成，实际使用时，双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘,电缆套管,里的。典型的双绞线有,四对,的，也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的。这些我们称之为,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,38.1mm,至,14cm,内，按,逆时针,方向扭绞。相临线对的扭绞长度在,12.7mm,以上，一般扭线的越密其,抗干扰,能力就越强，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。,双绞线,种类,按照屏蔽层的有无分类,1.,屏蔽双绞线,(Shielded Twisted Pair,，,STP),2.,非屏蔽双绞线,(Unshielded Twisted Pair,，,UTP),屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个,金属屏蔽层,。屏蔽层可减少辐射，防止信息被窃听，也可,阻止外部电磁干扰的进入,，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有,更高的传输速率,。,非屏蔽双绞线（,UnshieldedTwisted Pair,，缩写,UTP,）是一种数据,传输线,，由四对不同颜色的传输线所组成，广泛用于以太网路和,电话线,中。,（非屏蔽双绞线电缆最早在,1881,年被用于,贝尔,发明的电话系统中。,1900,年美国的电话线网络亦主要由,UTP,所组成，由电话公司所拥有。）,双绞线,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，成 本低；,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,具有独立性和灵活性，适用于,结构化综合布线,。,在这两大类中又分,100,欧姆电缆，双体电缆，大对 数电缆，,150,欧姆屏蔽电缆等。,6,既可以传输,模拟数据,也可以传输,数字数据,。,双绞线,屏蔽双绞线分为,STP,和,FTP,，,STP,指每条线都有各自的屏蔽层，而,FTP,只在整个电缆均有屏蔽装置，并且两端都正确接地时才起作用。所以要求整个系统是屏蔽器件，包括电缆、信息点、水晶头和配线架等，同时建筑物需要有良好的接地系统。屏蔽层可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，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。,屏蔽双绞线特点：,种类,双绞线,不同类型的双绞线标注方法是这样规定的，如果是标准类型则按,CATx,方式标注，如常用的五类线 双绞线和六类线，则在线的外包皮上标注为,CAT 5,、,CAT 6,。而如果是改进版，就按,xe,方式标注，如超五类线就标注为,5e,（字母是小写，而不是大写）。在北美，也是在国际上最有影响力的,3,家综合布线组织如下：,ANSI,（,American National Standards Institute,，,美国国家标准协会,）,TIA,（,Telecommunication Industry Association,，,美国通信工业协会,）,EIA,（,Electronic Industries Alliance,，美国,电子工业协会,）,由于,TIA,和,ISO,两组织经常进行标准制定方面的协调，所以,TIA,和,ISO,颁布的标准的差别不是很大。目前，在北美，乃至全球，在双绞线标准中应用最广的是,ANSI/EIA/TIA-568A,和,ANSI/EIA/TIA-568B,（实际上应为,ANSI/EIA/TIA-568B.1,，简称为,T568B,）。这两个标准最主要的不同就是芯线序列的不同。,双绞线,种类,按照线径粗细分类：,双绞线常见的有,3,类线，,5,类线,和超,5,类线，以及最新的,6,类线，前者线径细而后者线径粗,一类线（,CAT1,）：线缆最高频率带宽是,750kHZ,，用于报警系统，或只适用于语音传输（一类标准主要用于八十年代初之前的,电话线缆,），不同于数据传输。,二类线（,CAT2,）：线缆最高频率带宽是,1MHZ,，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,。,三类线（,CAT3,）：指目前在,ANSI,和,EIA/TIA568,标准中指定的电缆，该电缆的传输频率,16MHz,，最高传输速率为,10Mbps,（,10Mbit/s,），主要应用于语音、,10Mbit/s,以太网（,10BASE-T,）和,4Mbit/s,令牌环，最大网段长度为,100m,，采用,RJ,形式的连接器，目前已淡出市场。,双绞线,四类线（,CAT4,）：该类电缆的传输频率为,20MHz,，用于语音传输和最高传输速率,16Mbps,（指的是,16Mbit/s,令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和,10BASE-T/100BASE-T,。最大网段长为,100m,，采用,RJ,形式的连接器，未被广泛采用。,五类线,（,CAT5,）：该类电缆增加了,绕线密度,，外套一种高质量的绝缘材料，线缆最高频率带宽为,100MHz,，最高传输率为,100Mbps,，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,1000BASE-T,网络，最大网段长为,100m,，采用,RJ,形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。通常，,4,对双绞线绞距周期在,38.1mm,长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在,12.7mm,以内。,超五类线,（,CAT5e,）：超,5,类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（,ACR,）和,信噪比,（,Structural Return Loss,）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超,5,类线主要用于,千兆位以太网,（,1000Mbps,）。,按照线径粗细分类：,双绞线,六类线,（,CAT6,）：该类电缆的传输频率为,1MHz,250MHz,，六类布线系统在,200MHz,时综合衰减串扰比（,PS-ACR,）应该有较大的余量，它提供,2,倍于超五类的,带宽,。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于,1Gbps,的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及,回波损耗,方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的,拓扑结构,，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过,90m,，,信道,长度不能超过,100m,。,超六类或,6A,（,CAT6A,）：此类产品传输带宽介于六类和七类之间，,500MHz,，目前和七类产品一样，国家还没有出台正式的检测标准，只是行业中有此类产品，各厂家宣布一个测试值。,七类线（,CAT7,）：带宽为,600MHz,，可能用于今后的,10,吉比特以太网,。,按照线径粗细分类：,通常，,计算机网络,所使用的是,3,类线和,5,类线，其中,10 BASE-T,使用的是,3,类线，,100BASE-T,使用的,5,类线。,双绞线,应用与制作,除两台,PC,机之间用,交叉线,连接之外，一般情况我们使用的,直连线,连接。,双绞线,制作方法,直通线,直通线：又叫正线或标准线，两端采用,568B,做线标准，注意两端都是同样的线序且一一对应。直通线应用最广泛，不同设备之间,比如,路由器,和交换机、,PC,和交换机等。,标准,568B,：白橙,-1,，橙,-2,，白绿,-3,，蓝,-4,，白蓝,-5,，绿,-6,，白棕,-7,，棕,-8,标准,568A,：白绿,-1,，绿,-2,，白橙,-3,，蓝,-4,，白蓝,-5,，橙,-6,，白棕,-7,，棕,-8,交叉线,交叉线：又叫反线，线序按照一端,568A,，一端,568B,的标准排列好线序，并用,RJ45,水晶头,夹好。,交叉线一般用于相同设备的连接,比如路由器和路由器、电脑和电脑之间；现在的很多也支持,直通线,了，但建议还是使用交叉线,。,双绞线,模型,RJ-45,插头的打线标准与制作,1,先抽出一小段线，然後先把外皮剥除一段,2,将双绞线反向缠绕开,3,根据标准排线：注意这里是非常重要,4,铰齐线头,5,插入插头,6,用打线钳夹紧,7,使用测试仪测试,双绞线,双绞线,具体的线序制作方法是：一端采用：,1-,白绿、,2-,绿、,3-,白橙、,4-,蓝、,5-,白蓝、,6-,橙、,7-,白棕、,8-,棕，即,568A,标准。另一端在这个基础上将这八根线中的,1,号和,3,号线，,2,号和,6,号线互换一下位置，这时,网线,的线序就变成了,568B,（即白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕的顺序）做线标准不变，这样交叉线就做好了。,1,3,、,2,6,交叉接法。虽然,双绞线,有,4,对,8,条芯线，但实际上在网络中只用到了其中的,4,条，即水晶头的第,1,、第,2,和第,3,、第,6,脚，它们分别起着收、发信号的作用。,双绞线,双绞线特性,性能指标,这些指标包括衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。,(1),衰减衰减,(Attenuation),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。,(6),电缆特性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,。,(2),近端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,（非屏蔽双绞线）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。,双绞线特性,(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。,双绞线特性,(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,1,100MHz,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。,(5),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 ratio),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。,双绞线,双绞线特性,性能指标,(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,1,100MHz,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。,(5),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 ratio),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。,双绞线,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),100,米,近端串扰 测量长度,100,米,3,类,100,欧姆,+15%,12db,43db,4,类,同上,12db,58db,5,类,同上,23db,64db,双绞线的标准测试数据,双绞线,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,24,的实芯裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料，传输频率达,100MHz,。物理结构如图,2,所示。,线对,色彩码,1,白,/,蓝,/,蓝,2,白,/,橙,/,橙,3,白,/,绿,/,绿,4,白,/,棕,/,棕,图,2,双绞线,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.Per100m 20,是指在,20,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 20C,512K,-,1.5,-,772K,-,1.8,66,1M,85115,欧姆,2.1,64,4M,4.3,55,10M,6.6,49,16M,8.2,46,20M,9.2,44,31.25M,11.8,42,62.50M,17.1,37,100M,22.0,34,5,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,20,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。,20,代表在,20,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,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 20C,512K,-,1.5,-,772K,-,1.8,66,1M,85115,欧姆,2.1,64,4M,4.3,55,10M,6.6,49,16M,8.2,46,20M,9.2,44,31.25M,11.8,42,62.50M,17.1,37,100M,22.0,34,5,类,4,对,26AWG,屏蔽软线 它由,4,对线和一根,26AWG TPC,漏电线组成，传输频率达,100MHz,。导线组成如表,8,所示，物理结构如图,4,所示，电气特性如表,9,所示。表,8,导线色彩编码,线对,色彩码,屏蔽,1,白,/,蓝,/,蓝,0.0020.051,铝,/,聚脂带箔内 有一段,26AWG TPC,漏电线。,2,白,/,橙,/,橙,3,白,/,绿,/,绿,4,白,/,棕,/,棕,5,类,4,对,24AWG,非屏蔽电线电气特性,4.5,类,4,对,24AWG,非屏蔽软线 它由,4,对线组成，用于高速数据传输，适合于扩展传输距离,应用于互连或跳接线。传输速率达,100MHz,。导线组成如表,9,所示，它的物理结构如图,5,所示，电气特性如表,10,所示。表,9,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,5,类,4,对,24WAG100,非屏蔽软线 表,10 5,类,424WAG100,对非屏蔽软线电气特性,频率需求,(Hz),阻抗,衰减值,(dh/100)Max,NEXT(db)（,最差对）,直流阻抗,256K,-,-,-,8.8,欧姆,MAX.Per100m 20C,512K,-,-,-,772K,-,2.0,66,1M,85115,欧姆,2.3,64,4M,5.3,55,10M,8.2,49,16M,10.5,46,20M,11.8,44,31.25M,15.4,42,62.50M,22.3,37,100M,28.9,34,双绞线,常超,5,类布线系统,超,5,类布线系统是一个非屏蔽双绞线,(UTP),布线系统，通过对它的,“,链接,”,和,“,信道,”,性能的测试表明，它超过,TIA/EIA568,的,5,类线要求。与普通的,5,类,UTP,比较，其衰减更小，串扰更少，同时具有更高的衰减与串扰的比值,(ACR),和信噪比,(SRL),、更小的时延误差,性能得到了提高。它具有四大优点,：,(1),提供了坚实的网络基础，可以方便转移、更新网络技术,。,(2),能够满足大多数应用的要求，并且满足低偏差和低串扰总和的要求,。,(3),被认为是为将来网络应用提供的解决方案,。,(4),充足的性能余量，给安装和测试带来方便。与,5,类线缆相比，超,5,类在近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比四个主要指标上都有较大的改进,。,双绞线,国外主流品牌,1,安普,安普（,AMP,）这一品牌是我们见的最多，也是最常用的一个，几乎每一个,网线,经营店铺都可见到它的身影，它的最大特点就是质量好、价格便宜，整箱购买的话，通常正品安普超大业双绞线每米也只需,1.5,元左右。正因如此受欢迎，所以它的假货也是最多的，有的到了几乎可以以假乱真了，很难区分真假,。,2,西蒙,西蒙（,Siemon,）产品在,综合布线系统,中是经常可以见到的，它相比安普品牌来说，档次要高许多，质量、技术特性都高出一个档次，当然其价格也高许多，所以在,DIY,市场中很难见到它的应用。不仅如此，它在综合布线系统中还提供了一整套的完整方案，包括后面要介绍的网线制作和布线工具,。,朗讯（,Lucent,）这一品牌虽然听得较多，但是双绞线行业我们还是较少见到，特别是中、小型企业中。但这并不是说它就缺乏技术实力，相反它在高端网络组建中是经常可见其身影的。朗讯以贝尔实验室为后盾，朗讯科技设计开发的端到端,“,六类,”,布线系统,SYSTIMAX GigaSPEED Solution,，对网络中连接主机及计算机的布线统的每一元件都进行了革新，更加优化了布线系统的端到端性能。,3,朗讯,4,丽特,丽特（,NORDX/CDT,）的千兆位六类,2400,系统采用,IBDN PS5,增强型连接和,IBDN 2400,系列非,屏蔽电缆,，能够提供,2.4Gbps,的数据传输率，其电缆提供了较高的频带宽度和余量，以保证更广泛的应用。而丽特新的六类产品,IBDN System 4800LX,将达到,4.8Gbps,的数据传输率，它由新型的,IBDN 4800LX,电缆、,PS6,连接硬件和,PS6,标准线缆组成，能提供,300MHz,的带宽性能。与当前的六类建议标准草案相比，,IBDN System 4800LX,在各项性能参数上都有显著提高。,5,IBM,IBM,的,ACS,银系列产品符合,ISO/IEC 11801,六类,/E,级标准草案、,EN 50173,六类,E,级标准草案和,TIA/EIA 568,六类标准草案。,ACS,银系列带宽达,200MHz,，可以更好地支持千兆以太网及其它使用,4,对线缆传的网络。,双绞线,Question&Answer,