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双绞线系统. 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. 铜缆. 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. 双绞线应用. Cat 3, 4 对. Cat 5e, 4 对. Cat 6, 4 对 ( 圆状填充物 ). Cat 5, 4 对. Cat 3, 大对数. Cat 6, 4 对 ( 十字骨架 ). 100 ohm 双绞线. 线缆防火等级 CM – 多用途 CMR – 垂直型 CMP – 填充型 LSZH – 低烟无卤. 木轴包装. 纸盒包装.
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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 铜缆 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
Cat 3, 4 对 Cat 5e, 4 对 Cat 6, 4 对 (圆状填充物) Cat 5, 4 对 Cat 3, 大对数 Cat 6, 4 对 (十字骨架) 100 ohm 双绞线 • 线缆防火等级 • CM –多用途 • CMR –垂直型 • CMP –填充型 • LSZH –低烟无卤 木轴包装 纸盒包装 纸盒+木轴包装
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.
Vdiff=V1– V2 V2 V1 V1 V2 Vdiff =V1– V2 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 信号电压 • 差额值VDIFF= V1- V2 是正在传输信息的信号电压值. 5 V 2.5 V • 电压 ( V1+ V2 )在瞬间的总和,理论上是零 0 V 时间 -2.5 V 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. -5 V
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.
+2.5V1 +2.5V1 -2.5V2 -2.5V2 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 接收端 +5VDiff +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
N +2.5V1 +2.5V1+N -2.5V2 -2.5V2+N 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 接收端 +5VDiff +5VDiff 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
N +2.5V1 +2.5V1 -2.5V2 -2.5V2 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 接收端 +5VDiff +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
Balance EMI +V +v+n Tx 2V 2V Rx -V -v+n NIC Hub Shielding EMI +V +v Tx 2V 2V Rx -V -v NIC Hub 双绞线 非屏蔽 -vs- 屏蔽 (Screened) 达到更好的 EMC性能
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.
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) • Category 6, 4 pr • Category 7, 4 pr • Category 8, 4 pr 100 ohm 屏蔽双绞线
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
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
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 • 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
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 不好的线缆阻抗
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.
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
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.
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 = 0.180 in (4.57 mm) Avg. OD = 0.230 in (5.84 mm) Category 6 Category 5e
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.
试验 国际标准 其它标准 酸性和腐蚀性气体测试 IEC60754 Part 1 - halogen acid gas Part 2 - total acid gases EN50267 烟浓度测试 IEC 61034 IEC60695-6 BS7622 (possibly the same content) NES 711 Smoke Index 毒性测试 None known 火焰传播测试 IEC 60332 Part 1 - single vertical cable Part 3 - bunched cable EN50266 US Standards: - UL1581 - General - UL1666 - Riser - UL910 - Plenum 阻燃测试 IEC60331 防火性能标准
级别 防火性能 典型测试 注释 CMP Communications Plenum 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。 CMR Communications Riser 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。 CM Communications General Purpose 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。 线缆防火等级
A 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 IEC 60332-1 IEC 60332-3 IEC 60754-1 IEC 60754-2 IEC 61034 &Toxicity (?) 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 60331 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 线缆防火等级
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
水平配线系统 电信间 区域配线系统 多用户信息插座 楼层配线设备 集合点