Transcript 双绞线系统

双绞线系统
铜缆
同轴电缆中心只有一根铜导体,铜导体
与金属编织网的屏蔽层之间采用绝缘
塑胶材料分隔开.
同轴电缆
双绞线由相互纽绞的带有绝缘层的导
体组成,有屏蔽和非屏蔽两种
双绞线
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双绞线应用
网络应用
线缆级别
最低要求
T-568-A 线序
(线对使用)
T-568-B 线序
(线对使用)
插脚使用
语音
Cat 3
1
1
ISDN
Cat 3
1&3
1&2
3,6 & 4,5
10 Base-T
Cat 3
3&2
2&3
1,2 & 3,6
Token Ring
Cat 5
1&2
1&2
4,5 & 3,6
TP-PMD (CDDI)
Cat 5
3&4
3&4
1,2 & 7,8
ATM
Cat 5
3&4
3&4
1,2 & 7,8
100Base-TX
Cat 5
3&2
2&3
1,2 & 3,6
100Base-T4
Cat 5
1 to 4
1 to 4
1,2 & 3,6 & 4,5 & 7,8
100VG-AnyLAN
Cat 3
1 to 4
1 to 4
1,2 & 3,6 & 4,5 & 7,8
1000Base-T
Cat 5e
1 to 4
1 to 4
1,2 & 3,6 & 4,5 & 7,8
4,5
线对 1 = 蓝色 , 线对 2 = 橙色 , 线对 3 = 绿色 , 线对 4 = 棕色
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100 ohm 双绞线
Cat 5e, 4 对
Cat 5, 4 对
Cat 3, 4 对
Cat 3, 大对数
线缆防火等级
 CM –多用途
 CMR –垂直型
 CMP –填充型
 LSZH –低烟无卤
纸盒包装
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Cat 6, 4 对
(圆状填充物)
Cat 6, 4 对
(十字骨架)
木轴包装
纸盒+木轴包装
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信号传输

平衡电路使用2条金属线(Tip & Ring)传输信号.

每段双绞线和所有的电路连接都必须拥有同样的对地阻抗

与地面保持同一参考电压,避免信号回流.
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信号传输

平衡传输也被称为差模传输

+V1 和-V2 大小相等但相位相反

差额值 VDIFF = V1 - V2 是正在传输信
信号电压
Vdiff = V1 – V2
息的信号电压值.
5V
V1
V2
2.5 V

0V
-2.5 V
-5 V
电压 ( V1 + V2 )在瞬间的总和,理论
上是零
时间
V1
V2
所有的局域网和电信应用的物理层
(PHY) 收发器都是采用差模设备.
Vdiff = V1 – V2
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信号传输
绞合线对的主要原因是为了最小化串扰和噪音的影响,通过电磁场消
除来减少线对之间非平衡电容和互感耦合.
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信号传输
信号同时加载在一对线上的两根导体上 (Tip and Ring) ,使用差模传输
配置
发送端
+5VDiff
+2.5V1
+2.5V1
-2.5V2
-2.5V2
接收端
+5VDiff
两根导体上的信号采用相反的相位传输:
信号的差额意承载着所有的数据
+ 2.5V1 - ( - 2.5V2) = + 5.0VDiff
在理想状态下信号的加值为零,导致没有净发射
+ 2.5V1 + ( - 2.5V2) = 0VEmission
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信号传输
信号同时加载在一对线上的两根导体上 (Tip and Ring) ,使用差模传输配置
发送端
+5VDiff
接收端
+5VDiff
+2.5V1
+2.5V1+N
N
-2.5V2
-2.5V2+N
只有差额(在两根导体上相反)数据信号进入到接收端
+2.5V1 + N - ( -2.5V2 + N) = +5.0VDiff
理想情况下, 两根导体将接收到大小相等的外部噪音(零差额), 并在
接收端被忽略掉,从而实现完全的噪音抑制
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信号传输
信号同时加载在一对线上的两根导体上 (Tip and Ring) ,使用差模传输配置
发送端
+5VDiff
N
+2.5V1
+2.5V1
-2.5V2
-2.5V2
接收端
+5VDiff + N
差额(在两根导体上相反)数据信号和噪音都进入到接收端
+ 2.5V1 + N - ( - 2.5V2) = + 5.0VDiff + N
如果只有一根导体接收到外界噪音,噪音就无法被压制 ,并会影响有效
信号的接收
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双绞线
非屏蔽 -vs- 屏蔽 (Screened)
达到更好的 EMC性能
Balance
EMI
+V
Tx
2V
Hub
2V Rx
-V
Shielding
+V
Tx
+v+n
-v+n
EMI
+v
2V
Hub
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NIC
2V Rx
-V
-v
NIC
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屏蔽双绞线
屏蔽的好处
减少线缆自身信号向外辐射.
 最小化外界电磁干扰在线对上的影响.
 正确接地的情况下将提供过电保护.
 提供物理保护.

具体屏蔽材料的使用、屏蔽层的厚度、覆盖程度等因素将影响
实现这些目标的有效度. 应用的方法包括:铜编织网、金属箔和
实心管道.
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100 ohm 屏蔽双绞线
Foiled Twisted Pair (FTP)

Category 5, 4 pr
 Category 5e, 4 pr
 Category 6, 4pr
Screened, Foiled Twisted Pair (S-FTP)


Category 5, 4 pr
Category 5e, 4 pr
 Category 6, 4 pr
Pair in Metal Foil (PiMF)



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Category 6, 4 pr
Category 7, 4 pr
Category 8, 4 pr
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双绞线
拉丝
以铜为基础的金属材料
 柔软的 & 有韧性的
 通过拉线操作将金属丝拉为精
确的尺寸
 储存在小的线轴上

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双绞线
铜芯尺寸
与Cat-5/5e相比，Cat-6的铜芯尺寸增大，为了增强以下的参数性能:
 插入损耗 (衰减), 规定了线缆长度范围内的信号强度.
 铜芯越粗（AWG越小），信号越强
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双绞线
绝缘
为避免铜导体之间或与外部环境的短路
，双绞线的每根铜芯需要做绝缘处理.
单芯绝缘
 “嵌入制图” 技术
 通过挤压机完成绝缘操作
 绝缘材料
 PVC -聚氯乙烯
 PE -聚乙烯
 PP -聚丙烯
 FEP -氟化乙烯丙稀共聚
物

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需要精确的控制
 导体尺寸
 将导体置于中心
 恒定的成品直径
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双绞线
绝缘厚度
重点是保证线缆的特性阻抗尽可能的接近100 Ohm，并最小化输入阻抗
的差异以保证最低的回波损耗.
 随着铜芯尺寸的增加，绝缘层必需相应的变化以便将阻抗维持在100 .

优秀的线缆阻抗
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不好的线缆阻抗
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双绞线结构
纽绞
2根铜芯 – 相互围绕旋转成为双绞线
 两者的电磁感应和非平衡传输能力受到绞合长度和一致性的影响.
 为避免线对间耦合高频率信号干扰，双绞线内的各个线对必需采用标准范
围内不同的绞合长度.

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双绞线
对绞
线对绞合的越紧密，抗干扰能力越强，NEXT 和 PSNEXT 性能越好.
 Category 5e 与 Category 6线缆每英寸的绞合密度相差很大.

Sample of Bad Cable Impedance
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双绞线
合股
Sample of Bad Cable Impedance
当卷线的时候，双绞线对将通过电缆合股机组合到一起.
 4对线将顺时针方向螺旋型的纽绞在一起.


每种颜色的线对都被指定在唯一的位置，通过这样一种方式，当不同
的线对与其他线对组合时，它们才会时协调一致的.
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双绞线
线对隔离
为满足Category 6严格的串扰需求,线缆中必需加入新的工艺.
比如 -
使用隔离器,
带子, 或其它插入物.
护套
隔离物
铜芯
绝缘层
拉绳
Avg. OD = 0.230 in (5.84 mm)
Category 6
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Avg. OD = 0.180 in (4.57 mm)
Category 5e
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双绞线
制作外皮护套

在制作外皮护套的过程中，外部保护作用的线缆护套将会通过挤压附
着在双绞线上.

完成最后的线缆生产步骤还包括多个环节,比如：加入金属丝、屏蔽编
织网、印刷标示等.
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防火性能标准
试验
酸性和腐蚀性气体测试
国际标准
IEC60754
其它标准
EN50267
Part 1 - halogen acid gas
Part 2 - total acid gases
烟浓度测试
IEC 61034
IEC60695-6
毒性测试
None known
火焰传播测试
IEC 60332
Part 1 - single vertical
cable
Part 3 - bunched cable
阻燃测试
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BS7622 (possibly the
same content)
NES 711 Smoke
Index
EN50266
US Standards:
- UL1581 - General
- UL1666 - Riser
- UL910 - Plenum
IEC60331
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线缆防火等级
级别
CMP
防火性能
典型测试
阻燃级
UL 910
电缆必须具备防止火焰蔓延和减少烟雾产生
的能力，没有毒性方面要求。这种电缆可以
不使用耐火管道，直接安装在通风位置和强
制通风环境中。此级别的目的是为了减少火
焰传输和烟浓度对大楼未起火部分的影响。
垂直级
UL 1666
电缆固定在建筑物的垂直竖井中时，火焰在
电缆上蔓延的距离不超过3.6米，火焰不会沿
电缆在楼层间蔓延，可以用于不同楼层。
通用级
UL 1581
(Vertical
Tray)
火焰在电缆上蔓延的距离不超过4英尺11英
寸（1.5米），电缆不可以穿越楼板或天花板
，即只可以用于同一楼层。
Communica
tions
Plenum
CMR
Communica
tions Riser
CM
注释
Communica
tions
General
Purpose
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线缆防火等级
通用阻燃
IEC 60332-1
线缆提供普通应用目的防火级别
B
减少火焰蔓延
IEC 60332-1
IEC 60332-3
作为上升型线缆，线缆提供阻止束状电缆火
焰蔓延的能力
C
低烟和腐蚀气
体
IEC 60332-1
IEC 60754-1
IEC 60754-2
IEC 61034
线缆燃烧只释放少量烟雾和腐蚀气体
D
减少火灾危险
IEC 60332-1
IEC 60332-3
IEC 60754-1
IEC 61034
线缆提供阻止束状电缆火焰蔓延的能力，并
在燃烧时只释放少量烟雾和腐蚀气体
E
最小化火灾危
险
线缆提供全面降低火灾危险的能力，可减少
火焰蔓延，在燃烧时只释放少量烟雾和有害
气体
F
火灾抵抗
IEC 60332-1
IEC 60332-3
IEC 60754-1
IEC 60754-2
IEC 61034
&Toxicity (?)
IEC 60331
A
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线缆被设计用于在长时间处于火灾环境仍能
维持正常工作的配线互联位置
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特性阻抗
阻抗可以用一个与频率有关的基本常数的复杂数学公式来表
示:
( Zo = sqrt{ (R + jwL)/(G + jwC)}).
这个数学模型使用的一系列参数包括-在整个长度范围传输线
路内并联组合的电阻器、电容器和感应器
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水平配线系统
区域配线系统电信间
多用户信息插座
楼层配线设备
集合点
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