双绞线的前世今生
双绞线的前世今生
双绞线(Twisted pair)是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕(一般以顺时针缠绕)在一起而制成的一种通用配线,属于信息通信网络传输介质。
双绞线过去主要是用来传输模拟信号的,但现在同样适用于数字信号的传输。
原理
把两根绝缘的铜导线按一定规格互相绞在一起,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。其中外皮所包的导线两两相绞,形成双绞线对。
电缆类型
1.屏蔽双绞线(英语:Shielded Twisted Pair,STP),是一种广泛用于数据传输的铜质线材。此种线由四组两条一对地互相缠绕并包装在绝缘管套中的铜线所组成,四对不同颜色的传输线互相缠绕,每对相同颜色的线传递著来回两方向的电脉冲,这样的设计是利用了电磁感应相互抵销的原理来屏蔽电磁干扰。
双绞线外的金属网(通常是铜质)可以进一步屏蔽传输线,使之较不受外部电磁场干扰,为避免天线效应,一般建议需确实接地。但这种额外的保护结构降低了线材的弹性。这种线常用在以太网(局域网)中,屏蔽双绞线额外的保护结构提高了此种线材的单位价格。
屏蔽双绞线规格
F/UTP双绞线:总屏蔽层为铝箔屏蔽,没有线对屏蔽层的屏蔽双绞线;
U/FTP双绞线:没有总屏蔽层,线对屏蔽为铝箔屏蔽的屏蔽双绞线;
SF/UTP双绞线:总屏蔽层为丝网+铝箔的双重屏蔽,线对没有屏蔽的双重屏蔽双绞线;
S/FTP双绞线:总屏蔽层为丝网,线对屏蔽为铝箔屏蔽的多重屏蔽双绞线;
U/UTP双绞线:即通常所说的UTP双绞线,非屏蔽双绞线。
常见双绞线规格的业内名称一览表 |
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业内缩写 |
ISO/IEC 11801 名称 |
线缆总屏蔽 |
线对屏蔽 |
UTP |
U/UTP |
无 |
无 |
STP, ScTP, PiMF |
U/FTP |
无 |
铝箔 |
FTP, STP, ScTP |
F/UTP |
铝箔 |
无 |
STP, ScTP |
S/UTP |
丝网 |
无 |
SFTP, S-FTP, STP |
SF/UTP |
丝网+铝箔 |
无 |
FFTP |
F/FTP |
铝箔 |
铝箔 |
SSTP, SFTP, STP PiMF |
S/FTP |
丝网 |
铝箔 |
SSTP, SFTP |
SF/FTP |
丝网+铝箔 |
铝箔 |
斜杠前的字母标明双绞线缆自身的屏蔽,而斜杠后的字母则代表双绞线对的屏蔽:
U = 无屏蔽
F = 铝箔屏蔽
S = 丝网屏蔽 (仅为总屏蔽)
TP = 双绞线对
2.非屏蔽双绞线(英语:Unshielded Twisted Pair,UTP)是一种数据传输线,由四对不同颜色的传输线互相缠绕所组成,每对相同颜色的线传递著来回两方向的电脉冲,这样的设计是利用了电磁感应相互抵销的原理来屏蔽电磁干扰。UTP广泛用于以太网(局域网)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,它们由电话公司所拥有。
目前UTP被广泛用于计算机网络,但由于使用过长的UTP电缆传输数据会引致信号衰减问题,惟其价格较光纤和同轴电缆低,因此UTP主要用作短途传输,一般不多于100米。
UTP电缆末端通常连接RJ-45,以便插入到与其兼容的连接端口中。
接头类型
· RJ-45接头:双绞线与网卡,双绞线与集线器的接口,俗称水晶头。
8P8C
8P8C,也称RJ45,是以太网使用双绞线连接时常用的一种连接器插头。
8P8C(8 position 8 contact)的意思是8个位置(Position,指8个凹槽)、8个触点(Contact,指8个金属接点)。
连线颜色
在T568A中,与之相连的8根线分别定义为:白绿、绿;白橙、蓝;白蓝、橙;白棕、棕。在T568B中,与之相连的8根线分别定义为:白橙、橙;白绿、蓝;白蓝、绿;白棕、棕。其中橙白色和橙色组成一对差分传输线,绿白色和绿色组成一对差分传输线,蓝白色和蓝色组成一对差分传输线,棕白色和棕色组成一对差分传输线。T568A可以跟早期的USOC向下兼容,The United States National Communication Systems Federal Telecommunications Recommendations 不使用 T568B。
连线信号
在百兆以太网(Fast Ethernet、10/100M Ethernet)中,仅使用1、2、3、6这四根线,以差分信号传输方式减少电磁干扰,其中1、2为TX(发送)(拧在一起),3、6为RX(接收)拧在一起。因此平行线就是两端同为EIA-568-A或者EIA-568-B,而跳线就是一端使用EIA-568-A,另一端使用EIA-568-B的连接方法。
在千兆以太网(Gigabit Ethernet、1000M Ethernet)或者以太网供电(PoE, Power over Ethernet)中,全部的四对差分对都被使用。
规格型号
EIA/TIA为双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类(CAT-1):主要用于传输语音,用于数据传输。
· 2类(CAT-2):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环。
· 3类(CAT-3):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类(CAT-4):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的数据传输,主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。
· 5类(CAT-5):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。
· 超5类(CAT-5e):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。
· 6类(CAT-6):10BASE-T/100BASE-T/1000BASE-T。传输频率为250MHz传输速度为10Gbps标准外径6mm。
· 扩展6类(CAT-6A):10GBASE-T。传输频率为500MHz传输速度为10Gbps标准外径9mm。
· 扩展6类(CAT-6e)传输频率为500MHz传输速度为10Gbps标准外径6mm。
· 7类(CAT-7):传输频率为600MHz传输速度为10Gbps单线标准外径8mm多芯线标准外径6mm。
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