雙絞線的分析教學(xué)課件

1、雙絞線定義： 兩根金屬線依距離周期性扭絞組成 的電信傳輸線。 （twisted pair） 第1頁，共34頁。雙絞線概述應(yīng)用學(xué)科:通信科技（一級(jí)學(xué)科）；線纜傳輸與接入(二級(jí)科學(xué)) 雙絞線是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)。 雙絞線采用了一對(duì)互相絕緣的金屬導(dǎo)線互相絞合的方式來抵御一部分外界電磁波干擾，更主要的是降低自身信號(hào)的對(duì)外干擾。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可以降低信號(hào)干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消?！半p絞線”的名字也是由此而來。 第2頁，共34頁。雙絞線基本原理雙絞線一般由兩根22-26號(hào)絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成，實(shí)際使用時(shí)，雙絞線是由多

2、對(duì)雙絞線一起包在一個(gè)絕緣電纜套管里的。典型的雙絞線有四對(duì)的，也有更多對(duì)雙絞線放在一個(gè)電纜套管里的。這些我們稱之為雙絞線電纜。在雙絞線電纜（也稱雙扭線電纜）內(nèi)，不同線對(duì)具有不同的扭絞長度，一般地說，扭絞長度在38.1mm至14cm內(nèi)，按逆時(shí)針方向扭絞。相臨線對(duì)的扭絞長度在12.7mm以上，一般扭線的越密其抗干擾能力就越強(qiáng)，與其他傳輸介質(zhì)相比，雙絞線在傳輸距離，信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制，但價(jià)格較為低廉。第3頁，共34頁。雙絞線種類按照屏蔽層的有無分類1.屏蔽雙絞線(Shielded Twisted Pair， STP)2.非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pai

3、r，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。非屏蔽雙絞線（UnshieldedTwisted Pair，縮寫UTP）是一種數(shù)據(jù)傳輸線，由四對(duì)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。（非屏蔽雙絞線電纜最早在1881年被用于貝爾發(fā)明的電話系統(tǒng)中。1900年美國的電話線網(wǎng)絡(luò)亦主要由UTP所組成，由電話公司所擁有。）第4頁，共34頁。雙絞線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將串?dāng)_

4、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。 在這兩大類中又分100歐姆電纜，雙體電纜，大對(duì) 數(shù)電纜，150 歐姆屏蔽電纜等。 6既可以傳輸模擬數(shù)據(jù)也可以傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。第5頁，共34頁。雙絞線屏蔽雙絞線分為STP和FTP，STP指每條線都有各自的屏蔽層，而FTP只在整個(gè)電纜均有屏蔽裝置，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。屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁鉑包裹，以

5、減小輻射，但并不能完全消除輻射，屏蔽雙絞線價(jià)格相對(duì)較高，安裝時(shí)要比非屏蔽雙絞線電纜困難。屏蔽雙絞線特點(diǎn)：第6頁，共34頁。第7頁，共34頁。第8頁，共34頁。雙絞線四類線（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。 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)

6、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)，不同線對(duì)具有不同的絞距長度。通常，4對(duì)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(duì)線對(duì)的扭絞長度在12.7mm以內(nèi)。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（Structural Return Loss）、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）。按照線徑粗細(xì)分類：第9頁，共34頁。雙絞線六類線（CAT6）：該類電纜的傳輸頻率為1MHz2

7、50MHz，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(duì)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。 超六類或6A（CAT6A）：此類產(chǎn)品傳輸帶寬介于六類和七類之間，500MHz，目前和七類產(chǎn)品一樣，國家還沒有出臺(tái)正式的檢測標(biāo)準(zhǔn)，只是行業(yè)中

8、有此類產(chǎn)品，各廠家宣布一個(gè)測試值。 七類線（CAT7）：帶寬為600MHz，可能用于今后的10吉比特以太網(wǎng)。 按照線徑粗細(xì)分類：通常，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所使用的是3類線和5類線，其中10 BASE-T使用的是3類線，100BASE-T使用的5類線。第10頁，共34頁。雙絞線應(yīng)用與制作除兩臺(tái)PC機(jī)之間用交叉線連接之外，一般情況我們使用的直連線連接。 第11頁，共34頁。雙絞線制作方法直通線直通線：又叫正線或標(biāo)準(zhǔn)線，兩端采用568B做線標(biāo)準(zhǔn)，注意兩端都是同樣的線序且一一對(duì)應(yīng)。直通線應(yīng)用最廣泛，不同設(shè)備之間,比如路由器和交換機(jī)、PC和交換機(jī)等。標(biāo)準(zhǔn)568B：白橙-1，橙-2，白綠-3，藍(lán)-4，白藍(lán)-5，綠-

9、6，白棕-7，棕-8 標(biāo)準(zhǔn)568A：白綠-1，綠-2，白橙-3，藍(lán)-4，白藍(lán)-5，橙-6，白棕-7，棕-8 交叉線交叉線：又叫反線，線序按照一端568A，一端568B的標(biāo)準(zhǔn)排列好線序，并用RJ45水晶頭夾好。交叉線一般用于相同設(shè)備的連接,比如路由器和路由器、電腦和電腦之間；現(xiàn)在的很多也支持直通線了，但建議還是使用交叉線。第12頁，共34頁。雙絞線模型 RJ-45插頭的打線標(biāo)準(zhǔn)與制作1先抽出一小段線，然後先把外皮剝除一段 2將雙絞線反向纏繞開 3根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)排線：注意這里是非常重要 4鉸齊線頭 5插入插頭 6用打線鉗夾緊 7使用測試儀測試第13頁，共34頁。雙絞線第14頁，共34頁。雙絞線具體的線序

10、制作方法是：一端采用：1-白綠、2-綠、3-白橙、4-藍(lán)、5-白藍(lán)、6-橙、7-白棕、8-棕，即568A標(biāo)準(zhǔn)。另一端在這個(gè)基礎(chǔ)上將這八根線中的1號(hào)和3號(hào)線，2號(hào)和6號(hào)線互換一下位置，這時(shí)網(wǎng)線的線序就變成了568B（即白橙，橙，白綠，藍(lán)，白藍(lán)，綠，白棕，棕的順序）做線標(biāo)準(zhǔn)不變，這樣交叉線就做好了。 13、26交叉接法。雖然雙絞線有4對(duì)8條芯線，但實(shí)際上在網(wǎng)絡(luò)中只用到了其中的4條，即水晶頭的第1、第2和第3、第6腳，它們分別起著收、發(fā)信號(hào)的作用。第15頁，共34頁。雙絞線雙絞線特性性能指標(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)衰減衰減(Attenuation)是沿鏈路的

11、信號(hào)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(hào)衰減也隨之增加。衰減用“db”作單位，表示源傳送端信號(hào)到接收端信號(hào)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。(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(hào)的情況下,對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)度量。如果SNR過低，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)在被接收時(shí)，接收器不能分辨數(shù)據(jù)信號(hào)和噪音信號(hào)，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。第16頁，共34頁。(2)近端串?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FE

12、XT的量值的影響較小。近端串?dāng)_(NEXT)損耗是測量一條UTP鏈路中從一對(duì)線到另一對(duì)線的信號(hào)耦合。對(duì)于UTP（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(hào)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(huì)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(hào)也會(huì)衰減,對(duì)其它線對(duì)的串?dāng)_也相對(duì)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(huì)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。

13、現(xiàn)在的測試儀都配有相應(yīng)設(shè)備，使得在鏈路一端就能測量出兩端的NEXT值。雙絞線特性第17頁，共34頁。(3)直流電阻TSB67無此參數(shù)。直流環(huán)路電阻會(huì)消耗一部分信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)變成熱量。它是指一對(duì)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(duì)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)。雙絞線特性(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1100MHz的電感阻抗及電容阻抗，它與一對(duì)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

14、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。第18頁，共34頁。雙絞線雙絞線特性性能指標(biāo)(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1100MHz的電感阻抗及電容阻抗，它與一對(duì)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)

15、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(hào)的情況下,對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)度量。第19頁，共34頁。雙絞線類型率減(單位db)分布電容 （以1khz計(jì)量）直流電阻 20C測量校正值直流電阻偏差值 20時(shí)測量校正值3類2.320sqrt(f) + 0.238(f)330pf/100米9.38歐姆/100米5%4類2.050sqrt(f) + 0.1(f)330pf/100米

16、同上5%5類1.9267sqrt(f) + 0.075(f)100米近端串?dāng)_ 測量長度100米3類100歐姆 + 15%12db43db4類同上12db58db5類同上23db64db雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)第21頁，共34頁。雙絞線常用的雙絞線電纜綜合布線中最常用的雙絞線電纜有以下幾種： 1、5類4對(duì)非屏蔽雙絞線 它是美國線纜規(guī)格為24的實(shí)芯裸銅導(dǎo)體，以氟化乙烯做絕緣材料，傳輸頻率達(dá)100MHz。物理結(jié)構(gòu)如圖2所示。線對(duì)色彩碼1白/藍(lán)/藍(lán)2白/橙/橙3白/綠/綠4白/棕/棕圖2第22頁，共34頁。雙絞線5類4對(duì)非屏蔽雙絞線 電氣特性如表5所示。其中，9.38 歐姆MAX. Per100m 20是

17、指在20的恒定溫度下，每100米的雙絞線的電阻為9.38 歐姆(下表中類同)。表5 5類4對(duì)非屏蔽雙絞線電氣特性 第23頁，共34頁。頻率需求(Hz)阻抗衰減值 (dh/100)MaxNEXT(db) （最差對(duì)）直流阻抗256K-1.1-9.38歐姆 MAX.Per100m 20C 512K-1.5-772K-1.8661M85115 歐姆2.1644M4.35510M6.64916M8.24620M9.24431.25M11.84262.50M17.137100M22.034第24頁，共34頁。5類4對(duì)24AWG100歐姆屏蔽電纜 它是美國線規(guī)為24的裸銅導(dǎo)體，以氟化乙烯做絕緣材料，內(nèi)有一2

18、4AWG TPG漏電線。傳輸頻率達(dá)100MHz,導(dǎo)線組成如表6所示，物理結(jié)構(gòu)如圖3所示，電氣特性如表7所示。表6中屏蔽項(xiàng)0.0020.051鋁/聚酯帶最小交疊20及一根24AWG TPC漏電線的含義是： 屏蔽層厚度為0.002厘米或0.051英寸。20代表在20恒定溫度下。表6 導(dǎo)線色彩編碼 線對(duì)色彩碼屏蔽1白/藍(lán)/藍(lán)0.0020.051 鋁/聚脂帶最小 交疊20及一根 24AWG TPC 漏電線。2白/橙/橙3白/綠/綠4白/棕/棕第25頁，共34頁。5類4對(duì)24AWG100歐姆屏蔽電纜 表7 5類4對(duì)24AWG100歐姆屏蔽電纜電氣特性 頻率需求(Hz)阻抗衰減值 (dh/100)MaxN

19、EXT(db) （最差對(duì)）直流阻抗256K-1.1-9.38歐姆 MAX.Per100m 20C 512K-1.5-772K-1.8661M85115 歐姆2.1644M4.35510M6.64916M8.24620M9.24431.25M11.84262.50M17.137100M22.034第26頁，共34頁。5類4對(duì)26AWG屏蔽軟線 它由4對(duì)線和一根26AWG TPC漏電線組成，傳輸頻率達(dá)100MHz。導(dǎo)線組成如表8所示，物理結(jié)構(gòu)如圖4所示，電氣特性如表9所示。表8 導(dǎo)線色彩編碼線對(duì)色彩碼屏蔽1白/藍(lán)/藍(lán)0.0020.051 鋁/聚脂帶箔內(nèi) 有一段26AWG TPC 漏電線。2白/橙/

20、橙3白/綠/綠4白/棕/棕第27頁，共34頁。5類4對(duì)24AWG非屏蔽電線電氣特性 4. 5類4對(duì)24AWG非屏蔽軟線 它由4對(duì)線組成，用于高速數(shù)據(jù)傳輸，適合于擴(kuò)展傳輸距離,應(yīng)用于互連或跳接線。傳輸速率達(dá)100MHz。導(dǎo)線組成如表9所示，它的物理結(jié)構(gòu)如圖5所示，電氣特性如表10所示。表9 導(dǎo)線色彩編碼線對(duì)色彩碼1白/藍(lán)/藍(lán)2白/橙/橙3白/綠/綠4白/棕/棕第28頁，共34頁。5類4對(duì)24WAG100非屏蔽軟線 表10 5類424WAG100對(duì)非屏蔽軟線電氣特性 頻率需求(Hz)阻抗衰減值 (dh/100)MaxNEXT(db) （最差對(duì)）直流阻抗256K-8.8 歐姆 MAX.Per100m

21、 20C 512K-772K-2.0661M85115 歐姆2.3644M5.35510M8.24916M10.54620M11.84431.25M15.44262.50M22.337100M28.934第29頁，共34頁。雙絞線常超5類布線系統(tǒng)超5類布線系統(tǒng)是一個(gè)非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統(tǒng)，通過對(duì)它的“鏈接”和“信道”性能的測試表明，它超過TIA/EIA568的5類線要求。與普通的5類UTP比較，其衰減更小，串?dāng)_更少，同時(shí)具有更高的衰減與串?dāng)_的比值(ACR)和信噪比(SRL)、更小的時(shí)延誤差,性能得到了提高。它具有四大優(yōu)點(diǎn)：(1)提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，可以方便轉(zhuǎn)移、更新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。(2)能

22、夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求，并且滿足低偏差和低串?dāng)_總和的要求。(3)被認(rèn)為是為將來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供的解決方案。(4)充足的性能余量，給安裝和測試帶來方便。與5類線纜相比，超5類在近端串?dāng)_、串?dāng)_總和、衰減和信噪比四個(gè)主要指標(biāo)上都有較大的改進(jìn)。第30頁，共34頁。雙絞線國外主流品牌1安普 安普（AMP）這一品牌是我們見的最多，也是最常用的一個(gè)，幾乎每一個(gè)網(wǎng)線經(jīng)營店鋪都可見到它的身影，它的最大特點(diǎn)就是質(zhì)量好、價(jià)格便宜，整箱購買的話，通常正品安普超大業(yè)雙絞線每米也只需1.5元左右。正因如此受歡迎，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。 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