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双绞线主要特点

2018/06/19126 作者:佚名
导读: 性能指标 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(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。(2)近端串扰分近

性能指标

双绞线图片对于双绞线,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(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。

(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。NEXT测试的结果参照表1和表2。表1 各种连接为最大长度时各种频率下的衰减极限

频率(MHz)最大率减20ºC
信道(100米)链路(90米)
3类4类5类3类4类5类
14.22.62.53.22.22.1
47.34.84.56.14.34.0
810.26.76.38.865.7
1011.57.57.0106.86.3
1614.99.99.213.28.88.2
201110.39.99.2
2511.410.3
31.2512.811.5
62.518.516.7
1002421.6

表2 特定频率下的NEXT衰减极限

频率(MHz)最小NEXT
信道(100米)链路(90米)
3类4类5类3类4类5类
139.153.360.040.154.760.0
429.343.350.630.745.151.8
824.338.245.625.940.247.1
1022.736.644.024.338.645.5
1619.333.140.62135.342.3
2031.439.033.740.7
2537.439.1
31.2535.737.6
62.530.632.7
10027.129.3

以上两个指标是TSB67测试的主要内容,但某些型号的测试仪还可以给出直流电阻、特性阻抗、衰减串扰比等指标。(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。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。四、测试数据 100欧姆4对非屏蔽双绞线有3类线、4类线、5类线和超5类线之分。主要的性能指标为衰减、分布电容、直流电阻、直流电阻偏差值、阻抗特性、返回损耗、近端串扰。标准测试数据如表1所示。表3 双绞线的标准测试数据 (a)

类型率减(单位db)分布电容 (以1khz计量)直流电阻 20ºC测量校正值直流电阻偏差值 20º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)<330pf/100米同上5%

(b)

类型阻抗特性 1Mhz至最高的参考频率值返回损耗 测量长度>100米近端串扰 测量长度>100米
3类100欧姆 + 15%12db43db
4类同上12db58db
5类同上23db64db

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。导线组成如表4所示,物理结构如图2所示。表4 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

图2 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)MaxNEXT(db) (最差对)直流阻抗
256K-1.1-9.38欧姆 MAX.Per100m @ 20&ordm;C
512K-1.5-
772K-1.866
1M85~115 欧姆2.164
4M4.355
10M6.649
16M8.246
20M9.244
31.25M11.842
62.50M17.137
100M22.034

2、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"0.002[0.051]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0.002[0.051] 铝/聚脂带最小 交叠@20&ordm;及一根 24AWG TPC 漏电线。
2白/橙//橙
3白/绿//绿
4白/棕//棕

图3 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)MaxNEXT(db) (最差对)直流阻抗
256K-1.1-9.38欧姆 MAX.Per100m @ 20&ordm;C
512K-1.5-
772K-1.866
1M85~115 欧姆2.164
4M4.355
10M6.649
16M8.246
20M9.244
31.25M11.842
62.50M17.137
100M22.034

3、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0.002[0.051] 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

图3 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

图5 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)MaxNEXT(db) (最差对)直流阻抗
256K---8.8 欧姆 MAX.Per100m @ 20&ordm;C
512K---
772K-2.066
1M85~115 欧姆2.364
4M5.355
10M8.249
16M10.546
20M11.844
31.25M15.442
62.50M22.337
100M28.934

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。近端串扰(NEXT)是评估性能的最重要的标准。一个高速的LAN在传送和接收数据时是同步的。NEXT是当传送与接收同时进行时所产生的干扰信号。NEXT的单位是db,它表示传送信号与串扰信号之间的比值。在普通应用中,衡量NEXT的标准方法是用一对线进行传送,另一对线用于接收,如10BASET和TokenRing,甚至100BASET 和155Mbps ATM。但是,有时候也可以使用另外两对线,并接到另一工作站,这样可以加快LAN的速度,如622Mbps ATM和1000BASE-T,不只用一对(可能用全部的4对线)来传送和接收。在一根线缆中使用多对线进行传送会增加这根线缆的串扰。现在的四对5类双绞线没有考虑这种情况。串扰总和( Power Sum NEXT)是从多个传输端产生NEXT的和。如果一个布线系统能够满足5类线在Power Sum下的NEXT要求,那么就能处理从应用共享到高速LAN应用的任何问题。超5类布线系统的NEXT只有5类线要求的1/8。信噪比(Structural Return Loss)是衡量线缆阻抗一致性的标准,阻抗的变化引起反射。一部分信号的能量被反射到发送端,形成噪声。SRL是测量能量变化的标准,由于线缆结构变化而导致阻抗变化,使得信号的能量发生变化。反射的能量越少,意味着传输信号越完整,在线缆上的噪声越小。比起普通5类双绞线,超5类系统在100MHz的频率下运行时,为用户提供8db近端串扰的余量,用户的设备受到的干扰只有普通5类线系统的1/4,使系统具有更强的独立性和可靠性。

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