网络基础——双绞线

 

一、什么是双绞线

双绞线的英文名字叫Twist-Pair。是综合布线工程中最常用的一种传输介质。

    双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以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”的名字也是由此而来。双绞线一般由两根22-26号绝缘铜导线相互缠绕而成，实际使用时，双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。典型的双绞线有四对的，也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的。这些我们称之为双绞线电缆。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，一般扭线的越密其抗干扰能力就越强，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。

    双绞线常见的有3类线，5类线和超5类线，以及最新的6类线，前者线径细而后者线径粗，型号如下：

    1）一类线：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），不同于数据传输。

    2）二类线：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）三类线：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率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）四类线：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）五类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为10Mbps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）超五类线：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。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。

    7）六类线：该类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。

     目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP=UNSHILDED TWISTED PAIR）和屏蔽双绞线（STP=SHIELDED TWISTED PAIR）。屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：

    （1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间；

    （2）重量轻，易弯曲，易安装；

    （3）将串扰减至最小或加以消除；

    （4）具有阻燃性；

    （5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。

 

二、双绞线的制作

1、以太网中RJ-45连接器的针脚：

在双绞线以太网中，其连接导线只需要两对线：一对线用于发送，另一对线用于接收。但现在的标准是使用RJ-45连接器。这种连接器有8根针脚，一共可连接4对线。对于10BASE-T以太网的确只使用两对线。这样在RJ-45连接器中就空出来4根针脚。但对100BASE-T快速以太网，则要用到4对线，即8根针脚都要用到。

◆ 顺便指出，采用RJ-45而不采用电话线的RJ-11也是为了避免将以太网的连接线插头错误地插进电话线的插孔内。另外，RJ-11只有6根针脚，而RJ-45有8根针脚。这两种连接器在形状上的区别见下图所示。

2、RJ-45连接器对8根针脚的编号的规定

   RJ-45连接器包括一个插头和一个插孔（或插座）。插孔安装在机器上，而插头和连接导线（现在最常用的就是采用无屏蔽双绞线的5类线）相连。EIA/TIA制定的布线标准规定了8根针脚的编号。如果看插孔，使针脚接触点在上方，那么最左边是①，最右边是⑧（见下图）。

如果看插头，将插头的末端面对眼睛，而且针脚的接触点插头的在下方，那么最左边是①，最右边是⑧（见下图）。请注意，有的文献将插头编号的①指定为最右边的针脚，这是因为他们将插头的针脚接触点画在上方（和我们给出的图正好旋转了180度）。但实际上指的还是同样的针脚。

在10 /兆比秒和100 Mb/s以太网中只使用两对导线。也就是说，只使用4根针脚。那么我们应当将导线连接到哪4根针脚呢？

现在标准规定使用下表中的4根针脚（1, 2, 3和6），1和2用于发送，3和4用于接收：

分布距离	处理机位于同一
针脚1	发送+
针脚2	发送-
针脚3	接收+
针脚4	不使用
针脚5	不使用
针脚6	接收-
针脚7	不使用
针脚8	不使用

3、不同颜色的4对双绞线与针脚连接

EIA/TIA-568标准规定了两种连接标准（并没有实质上的差别），即EIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B。这两种标准的连接方法如下图所示。

图中上方的折线表示这两根针脚连接的是一对双绞线。

◆ T568A规定的连接方法是：  

1	白–绿（就是白色的外层上有些绿色，表示和绿色的是一对线）
2	绿色
3	白–橙（就是白色的外层上有些橙色，表示和橙色的是一对线）
4	蓝色
5	白–蓝（就是白色的外层上有些蓝色，表示和蓝色的是一对线）
6	橙色
7	白–棕（就是白色的外层上有些棕色，表示和棕色的是一对线）
8	棕色

◆     T568B规定的连接方法是：

1	白–橙（就是白色的外层上有些橙色，表示和橙色的是一对线）
2	橙色
3	白–绿（就是白色的外层上有些绿色，表示和绿色的是一对线）
4	蓝色
5	白–蓝（就是白色的外层上有些蓝色，表示和蓝色的是一对线）
6	绿色
7	白–棕（就是白色的外层上有些棕色，表示和棕色的是一对线）
8	棕色

在通常的工程实践中，T568B使用得较多。不管使用哪一种标准，一根5类线的两端必须都使用同一种标准。

◆ 这里特别要强调一下，线序是不能随意改动的。例如，从上面的连接标准来看，1和2是一对线，而3和6又是一对线。但如果我们将以上规定的线序弄乱，例如，将1和3用作发送的一对线，而将2和4用作接收的一对线，那么这些连接导线的抗干扰能力就要下降，误码率就可能增大，这样就不能保证以太网的正常工作。

二、5类线电缆与RJ-45插头连接起来的具体操作步

上面介绍了RJ-45连接器8根针脚的编号规定和不同颜色的4对双绞线应当连接到哪一个针脚的规定。下面介绍RJ-45连接器的制作。

步骤1：准备好5类线、RJ-45插头和一把专用的压线钳（图：步骤1）。

步骤2：用压线钳的剥线刀口将5类线的外保护套管划开（小心不要将里面的双绞线的绝缘层划破），刀口距5类线的端头至少2厘米（图：步骤2）。

步骤3：将划开的外保护套管剥去（旋转、向外抽）（图：步骤3）。

步骤4：露出5类线电缆中的4对双绞线（图：步骤4）。

步骤5：按照EIA/TIA-568B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好（图：步骤5）。

    （白橙 橙色 白绿 蓝色 白蓝 绿色 白棕 棕色）

步骤6：将8根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙（图：步骤6）。

步骤7：准备用压线钳的剪线刀口将8根导线剪断（图：步骤7）。

步骤8：剪断电缆线。请注意：一定要剪得很整齐。剥开的导线长度不可太短（10mm～12mm）。可以先留长一些。不要剥开每根导线的绝缘外层（图：步骤8）

步骤9：将剪断的电缆线放入RJ-45插头试试长短（要插到底），电缆线的外保护层最后应能够在RJ-45插头内的凹陷处被压实。反复进行调整（图：步骤9）。

步骤10：在确认一切都正确后（特别要注意不要将导线的顺序排列反了），将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，准备最后的压实（图：步骤10）。

步骤11：双手紧握压线钳的手柄，用力压紧（图：步骤11a）（图：步骤11b）。请注意，在这一步骤完成后，插头的8个针脚接触点就穿过导线的绝缘外层，分别和8根导线紧紧地压接在一起。

步骤12：完成（图：步骤12）。