双绞线概论全解

1、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, 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。EIA/TIA 为双

2、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 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。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 20MHz, 用于语音传输和最

3、高传输速率 16Mbps 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。6 、第六类 : 用于 1000Mbps 以太网 这个分类标准将成为 TIA/ELA-568B 标准的附录 ,它将被正式命名为 TIA/ELA-568B.2-1。 TIA 指定六类系统组成的成份必须向下兼容(包括三类、五类、超五类布线产品)，同时必须

4、满足混合使用的要求。六类布线标准对 100 欧姆平衡双绞线、连接硬件、跳线、信道和永久链路作了具体要求。7、第七类 : 也称为完全屏蔽型对绞电缆 ,采用双屏蔽双绞线 (S-STP) 或称单独金属箔屏 蔽线对 (PiMF).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、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

5、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。

6、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。(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。(4) 特性阻抗 与环路直流电

7、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。(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-Noiceratio) 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

8、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 。双绞线必须和 RJ-45 接口配合，才能把各计算机连接起来，为了适应将来的发展，网线必须遵循 EIA/TIA 568B 标准，只要双绞线的两端， 都按照以下排列制作即可 (由T568B 标准定义)。1 脚 2脚 3脚 4脚 5脚 6脚 7脚 8脚白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕100Base-T 或 10Base-T 网络只要使用 RT-45 插座的

9、第 1 、2、3、6 共 4 个引脚即可，网卡引脚功能定义如下：引脚 功能定义1 发送数据 2 发送数据3 接收数据 6 接收数据4 ， 5，7 ，8 保留集线器引脚正好相反，即发送数据变成接收数据，反之则反。另外要注意的一点是 对于用于连接两台集线器或两台机器互连的双绞线，需要将1 、3； 2、6 交换连接(由T568A 标准定义)。这根特殊制作的双绞线又被称为 “跳线”。用双绞线作为传输介质， 每网段最长不能超过 100 米。制作双绞线必须用到 RJ-45 的压线钳，要制作好一条双绞线不是一件容易的事，通常操作如下：除去双绞线的外皮最少 2cm 。将双绞线电缆中的每条线调整好，就会呈现平行

10、状态， 其中绿色需要跨越白蓝色和蓝色线，然后修剪顶端，之后应剩余总长度约为14cm 。将调整好的双绞线按规定排列放入 RJ-45 接头，用压线钳压紧，制作好后的双绞线不应该露出外表皮， 而且不易产生松动， 制作好后可以试拉一下。 为了保证双绞线的导通性， 可在制作好后用万用表或专门的测试设备来测试一下。电缆安全等级你有没有观察过 UTP 或光纤电缆，注意到上面印刷的某些陌生的技术信息？你是 否想过这些信息代表什么意思？ 额定、性能、等级理解起来很容易，如超五类或六类 UTP 电缆，或 OM1 光纤电缆，而大多数人并不了解 CMP 或 OFNR 信息。并不能忽 略这些信息，因为这些信息标明了非常

11、重要的电缆防火等级，其具有重要的商业意义， 特别是对布线系统指定者和安装商。UL 防火等级增压级-CMP 铜缆(UTP 和ScTP) - OFNP 或OFCP 光纤电缆这是等级最高的电缆，在一捆电缆上使用风扇强制吹向火焰时，电缆将在火焰蔓延5 米以内自行熄灭。增压级电缆包括化学物质，在燃烧或在极度高温时，电缆不会放出 毒烟或蒸汽， 使其成为美国首选的电缆，其中通信布线通常安装在通风管道或空气处理 设备使用的空气回流增压系统中。干线级-CMR 铜缆(UTP 和ScTP) - OFNR 或OFCR 光纤电缆这是等级位居第二的电缆， 在风扇强制吹风的条件下， 成捆电缆必须在火焰蔓延 5 米以内自行熄

12、灭，通常会在干线火灾中遇到这种情况。但是，干线级电缆没有烟雾或毒 性规范。美国以外的世界各地通常在大楼干线和水平电缆中使用这种防火等级的电缆。商用级-CM 铜缆(UTP 和ScTP) - OFN 或OFC 光纤电缆商用级比干线级低， 成捆电缆必须在火焰蔓延 5 米以内自行熄灭， 但没有任何风扇 强制吹风的限制。与干线级一样，商用级电缆没有烟雾或毒性规范。这种防火等级的电 缆常用于水平走线中，在水平走线中，电缆一般会捆在一起。通用级-CMG 铜缆(UTP 和ScTP) - OFNG 或OFCG 光纤电缆通用级与商用级类似。家居级-CMX铜缆(UTP和ScTP)- 没有光纤分类这是通信布线中最低的

13、 UL 防火等级， 一条电缆必须在火焰蔓延 5 米以内自行熄灭。 这 种等级也没有烟雾或毒性规范。 这种等级的电缆仅应用于单独敷设每条电缆的家庭或小 型办公室系统中。 这类电缆不应成捆敷设，因为成捆电缆的火焰蔓延方式与一条电缆中 的方式有很大的差异。澳大利亚 AS/NZS 3191:1996标准中就一条电缆与一捆电缆的火势蔓延行为作出了注释，可以支持上述观点。标准 中的注释如下： “安装时要特别注意，因为不能保证一捆电缆的行为方式与一条电缆的 行为方式相同。 ”电缆标记中确定防火等级 ULUL清单列明的任何电缆，也就是经过测试、符合某种防火等级的电缆，都将在电缆上 印有这些详细信息。一般来说，

14、电缆上将印有防火等级、批准参考编号和UL标识符（UL 标志或放在圆括号中的 UL）。例如，商用级电缆上将印有 CM E123456 （UL）。电缆怎样自行熄灭通信电缆中的绝缘材料包含化学物质，这些化学物质作为遏制火势的物质使用。基于 PVC的电缆（干线级、商用级、通用级和家居级）都使用卤素化学物质来遏制火势。在PVC燃烧时，它会散发出卤化气体，如氯气，它会迅速吸收氧气，从而使火熄灭，导致 电缆自行熄灭。但是，在浓度高时，氯气具有很高的毒性。此外，在与氧气和水蒸汽结 合时，会生成盐酸，这对人也非常有害。增压级电缆解决了电缆燃烧的有毒产物问题，它使用的化学物质散发出水平非常低的 烟雾，不会发出毒烟

15、或水蒸汽。这通过使用聚四氟乙烯的绝缘材料实现，而不是使用 PVC。其缺点是成本高，因为聚四氟乙烯的材料成本要高于PVC。在新世纪，以信息革命为特征的新经济必将给世界各国的政府、企业以及个人生活带来 新的机遇和挑战。在信息高度发达的今天，计算机网络成为连接全球的电子纽带。当网络速度从早期的10Mbps,发展到1000Mbps,综合布线系统,这一计算机网络的传输平 台也发展为一个巨大的市场。随着高速计算机网络系统的兴起，综合布线正在经历一个新的时期。当1000Mbps 以太网标准公布之后，正在迅速成为局域网的主流技术，这种千兆位 的网络流量对其传输介质提出了新的要求，传统5类铜缆系统无法适应这种应

16、用环境。超5类（5e类）和6类铜缆将是人们新的选择，TIA/EIA 于2000年1月正式发布了 TIA/EIA-568.A-5标准以明确超5类（5e类）的技术要求。与5类相比，超5类（5e类）铜缆系统带宽上并未提高（仍为100MHZ）,而在同等带宽条件下的传输性能是有所提高 的,使其可以在100米链路距离上支持1000Mbps 以太网应用.而6类/E级铜缆系统，作为代表新世纪高速应用的全新一代铜缆系统，其支持带宽提高到250MHZ,不但可以轻松支持100米链路距离上的1000Mbps 以太网应用，还为 未来更高速的应用系统预留了空间，对于线缆安装来说，满足网络未来需要是很重要的。 与超五类铜缆

17、相比，6类/E级铜缆系统不仅提供更高的带宽，并改善衰减，串音干扰及回 程损耗,所产生的使用效果就是 6类产品可以比超五类更可靠地处理更多的数据。6类/E级被公认代表了 UTP非屏蔽对绞铜缆和SFTP屏蔽对绞铜缆所能支持的最高带宽能 力，6类对绞电缆的结构与超 5类（5e类）铜缆类似，通常的6类对绞电缆其不同之处 在于线对间采用了圆型或片型或十字星型填充物（如图1）,以确保线对间的串扰从所使用的网络环境看，如果应用于普通的小型网络结构，目前超5类线缆已能满足未来 几年的需要，但如果使用环境是处于网络技术的前沿，如金融,证券,安全和信息服务等行业,则在近几年内拥有6类/E级布线是很重要的选择.在众

18、多可能性中，6类/E级铜缆系 统可能是实施千兆以太网对绞线布线的一种较简单方法。由此美国UL在2001年5月就正式出版的Subject 444 中依据TIA/EIA-568-B.2-1 颁布了 6类铜缆的标准，并接 受认证试验。根据1997年制定的布线系统目标,TIA和ISO在标准草案中增加了一些规定以保 证6类/E级和7类/F级可以与现有的一般基础设施兼容。为此,要求系统和部件都能向后兼容现有的各类/级布线系统，同时与不同厂商的部件具有良好的互操作性。TIA设计了一种测试方法，据此基准有源设备及系统厂商可以确定其6类插头和插座是否合格。必须依从这些规定以保证部件的互操作性和向后兼容性，关于7

19、类插头和插座的性能要求将取决于ISO/IEC 7 类连接硬件标准接口的选择结果。6类/E级和7类/F级最明显 的区别是布线系统的传输介质。为达到更高的性能,7类线缆采用了与超5类（5e类）和6类对绞电缆都不同的完全屏蔽结构，保证能够消除所有线对之间的串扰到600MHz。典型的7类线由4对23AWG（0.55mm） 的双绞线组成,每一线对都有金属箔包围,4对 金属箔包围的线对又由整体的编织屏蔽层包围。另有1根引流线可用于设备接地（如图2）。相比6类/E级布线系统,7类/F级传输介质的构造提供了显着的性能优势 ,特别是 在串扰方面超出了很多。上表中表明了各级布线系统在型号性能方面的分别，最右栏是7

20、类/F级相比6类/E级的提高：新一代铜芯对绞电缆除了在向高等级发展外，并且也在向同等级的其它衍生品种发展如五类、超五类、六类等产品在屏蔽选择上形成了无屏蔽、铝箔屏蔽、铝箔+编织屏蔽等型式；在多对数的构成上发展有:25对、50对、100对、2x4对、4x 4对、6x4对、 8x4对等结构；在阻水型铜芯对绞电缆上也采用了填充油膏、阻水带、阻水纱等形式；在构成的导体上既有采用通常的单股导体，也有采用7/0.21 、7/0.16多股镀锡或不镀锡来生产为PATCH CORD跳线产品；在阻燃性能上有 CM/CMR级、低烟无卤（LSZH） 级、铁氟龙（TELFON）级等来适合不同使用场所的消防要求这些结构的

21、不同组合形成了各级铜芯对绞电缆丰富的产品系列铜芯对绞电缆的新应用：）信息化智能小区的建设：随着我国信息化社会的日益逼近，综合布线继在传统的智能大厦、办公网络、工厂综合布线后又出现了信息化智能小区综合布线，它是利用现代4C技术（即计算机,通讯与网络,控制和IC卡）技术,通过有效的传输网络，将多元信息服务和物业管理、 通信接入 网和家庭智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高科技的智能手段，以实现快捷高效的超值服务和管理，提供安全舒适的家居环境。信息化智能小区综合布线提供的功能是：.'窄带语音、宽窄带数据业务；.支持高速上网，电子商务等；提供家居住宅智能信息服务；.提供网络电视,支持V

22、OD视频点播；提供远程教育，远程医疗等；.支持闭路电视监控和保安巡更等业务；.支持停车场管理业务；信息化智能小区的信息业务接入平台位于整个通信网中的接入层和引入线层.在现在接入网主馈线段基本实现光纤化情况下，信息化小区的建设主要解决通信网中最后100米"的接入瓶颈问题，现在一般是使用五类或超五类铜缆布线将小区内每个用户通 过高速信息接入方式接入到相应的业务网上。信息化小区在通信网中的位置如图3所示.信息化小区由信息服务与物业管理中心（S&MC）,通信接入网（C&N）和家庭智能化系统三部分组成（SHS）如图4所示。作为和外界资源紧密联系的一种方式 ，综合布线在家庭内是继

23、水、电、煤气、电视、 电话（需要用综合布线统一规划）传输媒介后又一具有划时代意义的传输介质，它不仅可 以将前几者所需的控制线路或传输线路进行统一设计安装，同时也将网络技术新成果带入家庭：lnternet 宽带网、家庭自动化系统、安防等。2 ）宽带多媒体线接入在现代社会中，随着通信技术的快速发展，电信业务正向着综合化、数字化、宽带化、智能化和家庭（个人）化方向发展。现代电信网主要由骨干传输网（交换网）和用户接入网组成，骨干传输网已基本实现光纤化；接入网是电信网的重要组成部分，是整个 电信网的毛细血管和瓶颈。研究表明，接入网投资已约占当前整个电信网投资的50%，接入网建设涉及业务需求、资源配置、营

24、运管理及升级策略等多方面因素，越来越受到电信界的重视，而宽带综合接入则是电信发展的必然趋势。如何建设宽带综合接入网系 统有二种选择，一种是为宽带接入网重迭在原有的窄带接入网之上，另一种是采用宽带、窄带统一建网的混合方式这样建成的宽带综合接入网系统可以支持光纤到小区（FTTC）,光纤到大楼（FTTB）和基于ATM PON 的光纤到户（FTTH）方式.信息网络系统的布线要求布线是信息网络系统的关键环节之一，因此布线系统设计人员必须根据网络的特性、线缆性能、系统总投资综合规划设计。因网络布线系统设计不佳造成的网络性能不良，使 得系统性能价格比下降在布线系统设计中是最常见的，同时代价也是非常昂贵的，因

25、此优化网络布线设计是保证信息网络具有高质量、高性能的基础。线缆的选择应综合考虑各种因素，但在布线系统中应首先确定是使用线缆的类别和布线 的结构（屏蔽线缆、非屏线电缆、光缆，还是将它们接合在一起使用）。线缆通常使用 带有绝缘层的导线并使用一层或多层塑料外皮。而线缆中通常由2到1800个线对组成。大对数线缆通常用于主干布线系统，它们特别适合在话音和低速率数据应用中使用。这 些线缆在干线和水平（集线器到桌面）布线系统应用中的最大长度在国际标准ISO/IECIS11801中有详细的说明。需要注意的是这些最大长度限制适用于所有的媒介。它们 并没有考虑由于网络使用的线缆类型和协议类型的不同而造成性能方面的

26、差异的影响。实际上，最大线缆长度将取决于系统的应用、网络类型和电缆的质量。表1传输频率与传输速率的区别尺寸、重量和屏蔽灵活性等因素主要取决于线缆是否采用金属箔或编制护层，以及电缆 中使用了多少导线。这些因素与线缆所使用的屏蔽、反射材料一起将决定线缆对抗电磁 干扰（EMI）能力。在选择线缆之前，考虑线缆使用的屏蔽、反射材料也是至关重要的。 在最近几年中，对非屏蔽双绞线 （UTP）的研究取得的突破使得它们可以在622Mbit/s或更高的传输速率上传输数据。这样就使得人们可以在原来只能使用屏蔽型线缆的应用中使用这种价格更低、体积更小的线缆。UTP线缆通过将线缆线对进行更紧密的匹配来 减小EMI干扰。

27、这种线缆被称为平衡电路。在理想的平衡电路中，导体中引入的噪声 电压的和是零，这样线对之间的信号传输将没有干扰。然而这种理想情况是无法完全实 现的，线缆的信噪比（SNR）是用来测量线缆中在存在噪声信号的情况下信号质量的指 标。屏蔽线缆中由于存在屏蔽，因此它的平衡特性较差，因此良好的屏蔽完整性和良好 的接地对屏蔽线缆来说是非常重要的。高质量的 UTP 线缆在不需要接地或整个电路不 需要屏蔽的情况下可以实现良好的平衡电路特性。表 2 不同铜缆的价格比较由于光纤通过光波传输信号， 因此它不受任何形式的电磁屏蔽影响。在传输速率要求超 过 155Mbit/s 和需要更长传输距离的应用中， 光纤通常是最佳选

28、择。 光纤具有体积小、 耐用等优点， 但目前它的成本要比其他类型的线缆高。大多数在局域网中使用的光缆是 多膜光纤。它比高性能的单膜光纤更容易安装。在大多数网络中，一般都采用光缆作为 干线，而使用 UTP 线缆用来水平布线。然而，随着通信速率的提高和设备价格的下降， 使用光纤直接到桌面的网络数量也在不断增长。对于那些由于受安装时间、空间或其他限制而不易安装电缆的系统来说，无线局域网可以作为一种可替代的方案。在无线局域网中使用无线电波替代物理连接来实现信号的传输， 它们特别适合于在老建筑物中网络 的安装。 线缆选择1）传输频率与传输速率 传输频率和传输速率是结构化布线系统设计中接触最多的两个基本概

29、念。 线缆的频带带 宽（MHZ）和线缆上传输的数据速率（Mbps）是两个截然不同的概念。MHZ表示的是单位 时间内线路中的信号振荡的次数， 是一个表征频率的物理量， 而 Mbps 表示的是单位时 间内线路中传输的二进制位的数量，是一个表征速率的物理量。传输频率表示传输介质提供的信息传输的基本带宽， 带宽取决于所用导线的质量、每一根导线的精确长度及传 输技术。 而传输速率则在特定的带宽下对信息进行传输的能力，衡量器件传输性能的指标包括衰减和近端串音， 整体链路性能的指标则用衰减 /串音比 ACR 来衡量。 带宽越宽 传输越流畅，容许传输速率越高。网络系统中的编码方式建立了 MHZ 和 Mbps

30、之间的 联系， 某些特殊的网络编码方案能够在有限的频率带宽度上高速的传输数据。一般情况 下设计者关心的是特定传输介质在满足系统传输性能下的最高传输速率， 以下通过表 1 来直观地体现二者的区别。选型应根据系统的技术性能、 投资概算、产品工程业绩以及售后服务质量等加综合考虑。 Cat5+ 和 Cat6 的选择: 对于 Cat5+ 所测试的参数极限与实验的数据已经相近，超五类 系统可以支持千兆以太网的运行， 而且不同厂商的 Cat5+ 系统之间可以互用。 Cat6 价 格较之 Cat5+ 昂贵，但其带宽却扩大 25% ，显示了传输速率的增强， Cat6 系统是专 用的，即意谓着各个厂商的元件都有其

31、独特的设计和性能指标， 不同厂商的元件互通性 的可能性很小，元件的指标仍在研究之中。 Cat6 已经在少数工程中超前采用，值得注 意的两个问题：使用 Cat6 线缆应选择相同等级和商家生产的接插件器件，因为 CAT6 是专用件，各厂家的产品尚不能互通 ;Cat6 对固定链路和通道其测试内容，除按 EIA/TIA 568-67 标准各项内容外，还需增加：等效远端串扰（ ELFEXT ）、综合等效 远端串扰（PS ELFEXT）、回波损耗（RETURN LOSS）、综合近端串扰 （PS NEXT）、 综合衰减串扰比（ PS ACR ）等内容。目前 Cat6 只有商家的企业标准，一般来看，企 标的各项测试指标往往高于规格标准，但是否可以作为验收确认仍然是一个待定的问 题。2）屏蔽与非屏蔽双绞线的选择 在布线系统中，使用最多的传输介质是各种各样的线缆。常用的线缆包括铜缆和