双绞线和光纤

最新推荐文章于 2024-10-03 17:00:36 发布

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本文详细介绍了双绞线的定义、标准及其性能指标，包括近端串扰、额定传输速度、衰减串扰比等，同时对比了单模与多模光纤的特点，深入解析了光纤的传输原理。

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对于双绞线的定义有两个主要来源。

　　一个是EIA（电子工业协会）的TIA（远程通信工业分会），即通常所说的EIA/TIA；另一个是IBM。EIA负责Cat（即Category，类）系列双绞线标准。IBM负责Type系列双绞线标准，如IBM Type 1、Type 2等。严格地说，电缆标准本身并未规定连接双绞线电缆的连接器类型，然而EIA和IBM都定义了双绞线的专用连接器。对于Cat 3、Cat 4和Cat 5来说，使用RJ-45（4对8芯），遵循EIA-568标准；而对于Type 1电缆来说，则使用DB9连接器。大多数以太网在安装时使用基于EIA标准的电缆，而大多数IBM及令牌环网则倾向于使用符合IBM标准的电缆与电缆的类别相对应，为了定义由某一类别部件所组成的整个系统的性能等级，ISO建立了“级”（Classes）。如Class A，Class B，直至Class F。具体如下：

布线系统等级	部件分类	最小带宽
Class A		100KHz
Class B		1MHz
Class C	Cat3	16MHz
	Cat4	20MHz
Class D	Cat5（5e）	100MHz
Class E	Cat6	250MHz
Class F	Cat7	600MHz

　　　　值得注意的是TIA并没有使用“级”（Classes）来命名布线系统，而是使用相同的分类方法Cat3、Cat4、Cat5…来区分各种部件以及由这些部件组合成的布线系统。

二、其他双绞线性能指标：

1、近端串扰

　　通常把电缆中某导线上传输的信号对其他导线信号产生的噪声称为串扰。串扰分近端串扰（Near-End Cross Talk，NEXT）和远端串扰（Far-End Cross Talk，FEXT）。近端串扰是出现在发送端的串扰，远端串扰是出现在接收端的串扰。由于存在线路损耗，因此FEXT的量值的影响较小，主要是测量NEXT。双绞线的近端串扰损耗是测量线对之间的信号串扰，它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化，电缆越长，其值越小，因为发送端的信号也会衰减，对其他线对的串扰也相对变小。实验证明，只有在40m内测量得到的NEXT是较真实的。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

2、额定传输速度（Nominal Velocity of Propagation，NVP）

　　额定传输速度表述的是信号在线缆中传输的速度，以光速的百分比形式表示。该值随不同线缆类型而异，此外，每对线之间的NVP 都可能有差别，还会随频率的变化而变化。通常，NVP范围为60%～90%。

3、衰减串扰比（Attenuation-to-Crosstalk Ratio，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，能够正确评价衰减和串扰对传输通路误码率的影响，有时也以信噪比（Signal-Noice ratio，SNR）表示。ACR的计算很简单，只要拿被测线路的NEXT（单位为dB）减去被测线路的衰减（单位也为dB）即可。ACR值越大，表示抗干扰的能力越强。一般系统要求至少大于10dB。当ACR的测试结果越接近0dB，链路就越不可能正常工作。

4、电缆特性

　　通信信道的品质是由它的电缆特性描述的。信噪比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。

5、直流电阻

　　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，ISO11801规格的双绞线的直流电阻不得大于。每对间的差异不能太大（小于），否则表示接触不良，必须检查连接点。

6、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1MHz～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100Ω 、120Ω 及150Ω 几种。

　　6类UTP增加了绝缘的十字骨架，将双绞线的4对线分别置于十字骨架的4个凹槽内，而且电缆的直径也更粗。电缆中央的十字骨架随长度的变化而旋转角度，将4对线卡在骨架的凹槽内，提高电缆的平衡特性和抗串扰能力，同时还保证在安装过程中电缆的平衡结构不遭到破坏

　　不过增加了十字骨架之后，线缆会变粗很多，由此带来的问题就是必须要增加布线管道的截面积，也就是需要更大的管槽；其次，十字骨架是一个刚性设计，线缆中加入十字骨架后，会变得很硬，其安装弯曲半径就要增大，增加了施工难度。因此有些6类线缆中也采用一字柔性骨架，通过线对精确绞绕技术，以一字带状隔离分开长短绞距线对的方法来解决近端串扰的问题，线缆也较细，几乎没有增加线缆的弯曲半径

光纤概述

光纤的特点：

传输带宽高；传输距离远；抗干扰能力强。

光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理

光纤分为单模光纤和多模光纤

单模光纤	多模光纤
用于高速度、长距离	用于低速度、短距离
成本高	成本低
端接较难	端接较易
窄芯线，需要激光源	宽芯线，聚光好，光源可采用激光或发光二极管
耗散极小，高效	耗散大，低效

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