双绞线

Posted 2020-12-15 caesar-id

双绞线简介

双绞线（twisted pair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质，双绞线一般由两根22～26号绝缘铜导线相互缠绕而成，在一个电缆套管里的，不同线对具有不同的扭绞长度，一般地说，扭绞长度在38.1mm～140mm内，按逆时针方向扭绞，相临线对的扭绞长度在12.7mm以内。双绞线一个扭绞周期的长度，叫做节距，节距越小（扭线越密），抗干扰能力越强，“双绞线”的名字也是由此而来。采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，也可以降低多对绞线之间的相互干扰。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，因此使用非常广泛。

1、双绞线的分类

双绞线可分为屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）与非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）。

屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹，以减小幅射，但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线分为STP和FTP（Foil Twisted-Pair）。

STP指每条线都有各自的屏蔽层，而FTP只在整个电缆有屏蔽装置，并且两端都正确接地时才起作用。所以要求整个系统是屏蔽器件，包括电缆、信息点、水晶头和配线架等，同时建筑物需要有良好的接地系统。屏蔽层可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率 ，100 米内可达到155Mbps。但是在实际施工时，很难全部完美接地，从而使屏蔽层本身成为最大的干扰源，导致性能甚至远不如非屏蔽双绞线，而且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。所以，除非有特殊需要，通常在综合布线系统中采用非屏蔽双绞线。

非屏蔽双绞线（UnshieldedTwisted Pair，缩写UTP）非屏蔽双绞线电缆是由四对双绞线和一个塑料外皮构成，广泛用于以太网和电话线中 。

非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：

• 无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，成本低。
• 重量轻，易弯曲，易安装。
• 将串扰减至最小或加以消除。
• 具有阻燃性。
• 具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。因此，在综合布线系统中，非屏蔽双绞线得到广泛应用。

国际电气工业协会按传输质量，频率和信噪比对双绞线做了如下分类：

一类线（CAT1）：是ANSI/EIA/TIA-568A 标准中最原始的非屏蔽双绞铜线电缆，线缆最高频率带宽是750kHZ，用于报警系统，或语音传输（它设计之初主要是电话语言，而不是网络数据传输）。

二类线（CAT2）：是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 2 类/A 级标准中第一个可用于计算机网络数据传输的非屏蔽双绞线电缆，线缆最高频率带宽是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。

三类线（CAT3）：是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 3 类/B 级标准中专用于l0BASE-T 以太网络的非屏蔽双绞线电缆，该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为10Mbps（10Mbit/s），主要应用于语音、10Mbit/s以太网（10BASE-T）和4Mbit/s令牌环，最大网段长度为100m，采用RJ形式的连接器，已淡出市场。

四类线（CAT4）：是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 4 类/C 级标准中用于令牌环网络的非屏蔽双绞线电缆，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（指的是16Mbit/s令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器，未被广泛采用。

五类线（CAT5）：是ANSI/EIA/TIA-568A 和ISO 5 类/D 级标准中用于运行CDDI（CDDI 是基于双绞铜线的FDDI 网络）和快速以太网的非屏蔽双绞线电缆，该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，线缆最高频率带宽为100MHz，最高传输率为100Mbps，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和1000BASE-T网络，最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。通常，4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。

超五类线（CAT5e）：是ANSI/EIA/TIA-568B.1 和ISO 5 类/D 级标准中用于运行快速以太网的非屏蔽双绞线电缆，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（SNR）、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）。

六类线（CAT6）：是ANSI/EIA/TIA-568B.2 和ISO 6 类/E 级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆，它主要应用于百兆位快速以太网和千兆位以太网中，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。

超六类或6A（CAT6A）：是6 类线的改进版，同样是ANSI/EIA/TIA-568B.2 和ISO 6 类/E 级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆，此类产品传输带宽介于六类和七类之间，传输频率为500MHz，传输速度为10Gbps，标准外径6mm。和七类产品一样，国家还没有出台正式的检测标准，只是行业中有此类产品，各厂家宣布一个测试值。

七类线（CAT7）：是ISO 7 类/F 级标准中最新的一种双绞线，主要为了适应万兆位以太网技术的应用和发展。但它不再是一种非屏蔽双绞线了，而是一种屏蔽双绞线，又是6 类线和超6 类线的2 倍以上传输频率为600MHz，传输速度为10Gbps，单线标准外径8mm，多芯线标准外径6mm。

小结：

按电气性能划分的话，双绞线可以分为：1 类、2 类、3 类、4 类、5 类、超5 类、6 类、超6 类、7 类共9 种双绞线类型。类型数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵。这些不同类型的双绞线标注方法是这样规定的：如果是标准类型则按"catx"方式标注，如常用的5 类线，则在线的外包皮上标注为"cat5"，注意字母通常是小写，而不是大写。而如果是改进版，就按"xe"进行标注，如超5 类线就标为"5e"，同样字母是小写，而不是大写。

2、双绞线的线序

在国际上最有影响力的3家综合布线组织如下。ANSI（American National Standards Institute，美国国家标准协会）TIA（Telecommunication Industry Association，美国通信工业协会）EIA（Electronic Industries Alliance，美国电子工业协会）。由于TIA和ISO两组织经常进行标准制定方面的协调。如今双绞线标准中应用最广的是ANSI/EIA/TIA-568A和ANSI/EIA/TIA-568B。这两个标准主要是线序不同。

ANSI/EIA/TIA-568A线序：

白绿	绿	白橙	蓝	白蓝	橙	白棕	棕
1	2	3	4	5	6	7	8
发送数据	发送数据	接收数据	备用	备用	接收数据	备用	备用

 

 

 

 

 

ANSI/EIA/TIA-568B线序：

白橙	橙	白绿	蓝	白蓝	绿	白棕	棕
1	2	3	4	5	6	7	8
发送数据	发送数据	接收数据	备用	备用	接收数据	备用	备用

 

 

 

 

 

如下图所示：

根据568A和568B标准，RJ-45连接头（俗称水晶头）各触点在网络连接中，对传输信号来说它们所起的作用分别是：1、2用于发送，3、6用于接收，4、5，7、8是双向线，对与其相连接的双绞线来说，为降低相互干扰，标准要求1、2必须是绞缠的一对线，3、6也必须是绞缠的一对线，4、5相互绞缠，7、8相互绞缠。由此可见实际上两个标准568A和568B没有本质的区别，只是连接RJ-45时8根双绞线的线序排列不同，但是TIA/EIA568A只定义到5类线，最大带宽100M，而TIA/EIA568B定义到了超6类，支持百兆以上的带宽，因此在实际的网络工程施工中较多采用568B标准。

需要注意：如今由于网络设备的智能化，在做RJ45头的时候，只是保证线两端的顺序一一对应，却并未按照568A/568B的排线标准去做，这样虽能连通网络，但这种线的抗干扰性较差，可能出现诸如传输速度慢、网络时好时坏的情况。在做网线的时候建议按照标准去做，并且根据实际的工程经验网线长度最好不小于1.5米，这对提高网络的稳定性是有必要的。

3、直通线，交叉线，全反线

直通（Straight-through）线一般用来连接两个不同类型的设备。一般用于：PC to Switch/Hub，Router to Switch/Hub。直通线的做法就是使两端的线序相同，要么两头都是568A 标准，要么两头都是568B 标准。

如：568A两端线序

一端	白绿	绿	白橙	蓝	白蓝	橙	白棕	棕
对端	白绿	绿	白橙	蓝	白蓝	橙	白棕	棕

 

 

 

568B两端线序

一端	白橙	橙	白绿	蓝	白蓝	绿	白棕	棕
对端	白橙	橙	白绿	蓝	白蓝	绿	白棕	棕

 

 

 

交叉（Cross-over）线一般用来连接两个相同类型的设备。比如：Switch to Switch，Switch to Hub， Hub to Hub， Host to Host，Host to Router。做法就是两端不同，一头做成568A，一头做成568B 即可。

如下：

一端	白绿	绿	白橙	蓝	白蓝	橙	白棕	棕
对端	白橙	橙	白绿	蓝	白蓝	绿	白棕	棕

 

 

 

全反（Rolled）线，不用于以太网的连接，主要用于主机的串口和路由器（或交换机）的console 口连接的console 线，用于操作或者调试设备。做法就是一端的顺序是1－8，另一端则是8－1 的顺序。

下面就以568B为示例做全反线（console线）：

一端	白橙	橙	白绿	蓝	白蓝	绿	白棕	棕
对端	棕	白棕	绿	白蓝	蓝	白绿	橙	白橙

 

 

 

注意：将制作好的console线一端连接路由器或者交换机，console另一端需要连接我们计算机的串口，但我们的console两端都是RJ45，所以还需要买一个转换头，将网口转换成串口。