雙絞線概述

雙絞線(twisted pair，TP)是一種綜合布線工程中最常用的傳輸介質(zhì)，是由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成的。把兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起，每一根導線在傳輸中輻射出來的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消，有效降低信號干擾的程度。雙絞線一般由兩根22～26號絕緣銅導線相互纏繞而成，“雙絞線”的名字也是由此而來。實際使用時，雙絞線是由多對雙絞線一起包在一個絕緣電纜套管里的。如果把一對或多對雙絞線放在一個絕緣套管中便成了雙絞線電纜 [1] ，但日常生活中一般把“雙絞線電纜”直接稱為“雙絞線”。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，但價格較為低廉。

雙絞線是由一對相互絕緣的金屬導線絞合而成。采用這種方式，不僅可以抵御一部分來自外界的電磁波干擾，也可以降低多對絞線之間的相互干擾。把兩根絕緣的導線互相絞在一起，干擾信號作用在這兩根相互絞纏在一起的導線上是一致的(這個干擾信號叫做共模信號)，在接收信號的差分電路中可以將共模信號消除，從而提取出有用信號(差模信號) [2] 。雙絞線的作用是使外部干擾在兩根導線上產(chǎn)生的噪聲(在專業(yè)領(lǐng)域里，把無用的信號叫做噪聲)相同，以便后續(xù)的差分電路提取出有用信號，差分電路是一個減法電路，兩個輸入端同相的信號(共模信號)相互抵消(m-n)，反相的信號相當于x-(-y)，得到增強。理論上，在雙絞線及差分電路中m=n，x=y，相當于干擾信號被完全消除，有用信號加倍，但在實際運行中是有一定差異的。在一個電纜套管里的，不同線對具有不同的扭絞長度，一般地說，扭絞長度在38.1mm～140mm內(nèi)，按逆時針方向扭絞，相臨線對的扭絞長度在12.7mm以內(nèi)。雙絞線一個扭絞周期的長度，叫做節(jié)距，節(jié)距越小(扭線越密)，抗干擾能力越強.

根據(jù)有無屏蔽層，雙絞線分為屏蔽雙絞線(Shielded Twisted Pair，STP)與非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pair，UTP)。屏蔽雙絞線在雙絞線與外層絕緣封套之間有一個金屬屏蔽層。屏蔽雙絞線分為STP和FTP(Foil Twisted-Pair)，STP指每條線都有各自的屏蔽層，而FTP只在整個電纜有屏蔽裝置，并且兩端都正確接地時才起作用。所以要求整個系統(tǒng)是屏蔽器件，包括電纜、信息點、水晶頭和配線架等，同時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 [4] 。但是在實際施工時，很難全部完美接地，從而使屏蔽層本身成為最大的干擾源，導致性能甚至遠不如非屏蔽雙絞線。所以，除非有特殊需要，通常在綜合布線系統(tǒng)中只采用非屏蔽雙絞線 [5] 。非屏蔽雙絞線(UnshieldedTwisted Pair，縮寫UTP)是一種數(shù)據(jù)傳輸線，由四對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 [4] 。非屏蔽雙絞線電纜具有以下優(yōu)點：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.將串擾減至最小或加以消除;4.具有阻燃性;5.具有獨立性和靈活性，適用于結(jié)構(gòu)化綜合布線。因此，在綜合布線系統(tǒng)中，非屏蔽雙絞線得到廣泛應用 [6] 。

按照頻率和信噪比進行分類雙絞線常見的有三類線，五類線和超五類線，以及六類線，前者線徑細而后者線徑粗，具體型號如下：1)一類線(CAT1)：線纜最高頻率帶寬是750kHZ，用于報警系統(tǒng)，或只適用于語音傳輸(一類標準主要用于八十年代初之前的電話線纜)，不用于數(shù)據(jù)傳輸。2)二類線(CAT2)：線纜最高頻率帶寬是1MHZ，用于語音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，常見于使用4MBPS規(guī)范令牌傳遞協(xié)議的舊的令牌網(wǎng)。3)三類線(CAT3)：指在ANSI和EIA/TIA568標準中指定的電纜，該電纜的傳輸頻率16MHz，最高傳輸速率為10Mbps(10Mbit/s)，主要應用于語音、10Mbit/s以太網(wǎng)(10BASE-T)和4Mbit/s令牌環(huán)，最大網(wǎng)段長度為100m，采用RJ形式的連接器，已淡出市場。4)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。5)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)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)，不同線對具有不同的絞距長度。通常，4對雙絞線絞距周期在38.1mm長度內(nèi)，按逆時針方向扭絞，一對線對的扭絞長度在12.7mm以內(nèi)。6)超五類線(CAT5e)：超5類具有衰減小，串擾少，并且具有更高的衰減與串擾的比值(ACR)和信噪比(SNR)、更小的時延誤差，性能得到很大提高。超5類線主要用于千兆位以太網(wǎng)(1000Mbps)。

7)六類線(CAT6)：該類電纜的傳輸頻率為1MHz～250MHz，六類布線系統(tǒng)在200MHz時綜合衰減串擾比(PS-ACR)應該有較大的余量，它提供2倍于超五類的帶寬。六類布線的傳輸性能遠遠高于超五類標準，最適用于傳輸速率高于1Gbps的應用。六類與超五類的一個重要的不同點在于：改善了在串擾以及回波損耗方面的性能，對于新一代全雙工的高速網(wǎng)絡(luò)應用而言，優(yōu)良的回波損耗性能是極重要的。六類標準中取消了基本鏈路模型，布線標準采用星形的拓撲結(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。8)超六類或6A(CAT6A)：此類產(chǎn)品傳輸帶寬介于六類和七類之間，傳輸頻率為500MHz，傳輸速度為10Gbps，標準外徑6mm。和七類產(chǎn)品一樣，國家還沒有出臺正式的檢測標準，只是行業(yè)中有此類產(chǎn)品，各廠家宣布一個測試值。9)七類線(CAT7)：傳輸頻率為600MHz，傳輸速度為10Gbps，單線標準外徑8mm，多芯線標準外徑6mm [4] 。類型數(shù)字越大、版本越新，技術(shù)越先進、帶寬也越寬，當然價格也越貴。這些不同類型的雙絞線標注方法是這樣規(guī)定的，如果是標準類型則按CATx方式標注，如常用的五類線和六類線，則在線的外皮上標注為CAT 5、CAT 6。而如果是改進版，就按xe方式標注，如超五類線就標注為5e(字母是小寫，而不是大寫)。無論是哪一種線，衰減都隨頻率的升高而增大。在設(shè)計布線時，要考慮到受到衰減的信號還應當有足夠大的振幅，以便在有噪聲干擾的條件下能夠在接收端正確地被檢測出來。雙絞線能夠傳送多高速率(Mb/s)的數(shù)據(jù)還與數(shù)字信號的編碼方法有很大的關(guān)系.。