线缆分类与特性分析

1.双绞线

双绞线（Twisted Pair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质，是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消，有效降低信号干扰的程度。

双绞线是目前通信工程布线中最常用的一种传输线缆。与光缆相比，双绞线在传输距离和数据传输速率等方面均受到一定限制，但价格较为低廉、施工方便。双绞线有以下几种分类方式。

（1）按结构分，可分为非屏蔽双绞线（Unshilded Twisted Pair，UTP）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）。屏蔽双绞线根据屏蔽方式的不同，又分为STP（Shielded Twicted-Pair）和FTP（Foil Twisted-Pair）两类。STP 是指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线；而FTP 是指采用整体屏蔽的屏蔽双绞线。屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹，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。类似于同轴电缆，它必须配有支持屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术。但它有较高的传输速率，即100 m 内可达到155Mbps。非屏蔽双绞线电缆是由多对双绞线和一个塑料外皮构成的。国际电气工业协会为双绞线电缆定义了5 种不同的质量级别。

计算机网络中常使用的是3 类和5 类，以及超5 类及目前的6 类非屏蔽双绞线电缆。3 类双绞线适用于大部分计算机局域网络，而5、6 类双绞线利用增加缠绕密度、高质量绝缘材料极大地改善了传输介质的性质。

（2）按电气性能分，可分为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的规定：如果是标准类型则按“catx”方式标注，如常用的5类线，那么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。如果是改进版，就按“xe”进行标注，如超5 类线就标注为“5e”，同样字母是小写，而不是大写。双绞线技术标准都是由美国通信工业协会（TIA）制定的，其标准是EIA/TIA-568B，具体如下。

① 1 类（Category 1）线是ANSI/EIA/TIA-568A 标准中最原始的非屏蔽双绞铜线电缆，但它开发之初的目的不是用于计算机网络数据通信的，而是用于电话语音通信的。

② 2 类（Category 2）线是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，传输频率为1MHz，传输速率达4Mbps，主要用于旧的令牌网。

③ 3 类（Category 3）线是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，传输频率为16MHz，传输速率可达l0Mbps。

④ 4 类（Category 4）线是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，传输频率为20MHz，传输速率达16Mbps。主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。

⑤ 5类（Category 5）线是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，传输频率为100MHz，传输速率达l00Mbps。

⑥ 超5 类（Category Excess 5）线是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，传输频率为100MHz，传输速率可达到100Mbps。其样品及结构如图2-125 所示。与5 类线缆相比，超5 类在近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比4个主要指标上都有较大的改进。

⑦ 6 类（Category 6）线是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。其样品如图2-126所示。因为它的传输频率可达200 ～250MHz，是超5 类线带宽的2 倍，最大速率可达到1000Mbps，满足千兆位以太网的需求。　

　图2-125　超5 类线产品结构　

　图2-126　6 类线样品

⑧ 超6 类（Category Excess 6）线是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，主要应用于千兆网络中。在传输频率方面与6 类线一样，也为200 ～250MHz，最大传输速率也可达到1000Mbps，只是在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。

⑨ 7 类（Category 7）线是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。所以，它的传输频率至少可达500MHz，也是6 类线和超6 类线的2 倍以上，传输速率可达10Gbps。

2.大对数电缆

大对数电缆（Multipairs Cable）即多对数的意思，是指很多一对一对的电缆组成一小捆，再由很多小捆组成一大捆（更大对数的电缆则再由一大捆一大捆的电缆组成一根更大的电缆）。

大对数电缆综合了电话线缆和双绞线的特点，从传输介质分，有3 类、5 类的UTP（非屏蔽）、FTP（屏蔽）等；从应用场所分，有室内、室外两种，常用的有25 对、50 对、100 对，可用于传输语音和数据。由于带宽较低和线对干扰大，一般不用作数据主干。大对数电缆样品及其结构如图2-127 所示。

25 对大对数电缆的线序如表2-20 所示。

图2-127　大对数电缆样品及其结构

表2-20　25 大对数电缆的线序

注：其规律为白、红、黑、黄、紫 与 蓝、橙、绿、棕、灰 相互交叉组合。

3.同轴电缆

同轴电缆有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。同轴电缆可用于模拟信号和数字信号的传输。

同轴电缆可分为两种基本类型，即基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆的屏蔽层通常是用铜做成的网状结构，其特征阻抗为50Ω，通常用于传输数字信号。宽带同轴电缆的屏蔽层通常是用铝冲压而成的，其特征阻抗为75Ω，通常用于传输模拟信号。

基带电缆又分为细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅用于数字传输，数据速率可达10Mbps。同轴电缆样品如图2-128 所示。

4.光纤与光缆

光纤是光导纤维的简称，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。由于光纤通信具有频率带宽大、不受外界电磁干扰、衰减较小、传输距离远等优点，因此目前网络布线工程中垂直干线、建筑群干线的数据通信一般都使用光纤布线。近年来随着技术的发展，光纤到户、光纤到桌面逐渐成为现实。光纤在结构上由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。按光在光纤中传输模式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤和多模光纤的原理如图2-129 所示。

图2-128　同轴电缆样品

光导纤维电缆由一捆纤维组成，简称光缆。一根光缆由一根至多根光纤组成，外面再加上保护层，其结构如图2-130 所示。常用的光缆有4 芯、6 芯、12 芯等多种规格，且分为室内光缆和室外光缆两种。　

　图2-129　单模光纤和多模光纤的原理　

图2-130　光纤截面结构示意图(https://www.xing528.com)

5.连接器件

双绞线连接器件主要有配线架、信息插座和跳接线。

1）RJ 连接头

（1）在网络布线中用到的RJ 连接头（俗称水晶头）有两种：一种是RJ45；另一种是RJ11。

（2）RJ45 水晶头是使用国际性的接插件标准定义的8 个位置（8 针）的模块化插孔或插头。

（3）RJ11 水晶头是一种非标信的接插件，一般使用4 针的版本，用于语音链路的连接。

（4）RJ45 水晶头一般有5 类、 超5 类、6 类和7 类之分，每种水晶头都有非屏蔽和屏蔽两种型号。在网络布线中常用的水晶头如图2-131 所示。

①RJ45 超5 类非屏蔽。

②RJ45 6 类非屏蔽。

③RJ45 6 类屏蔽。

④RJ11 非屏蔽。

2）信息模块

信息模块用于端接水平电缆和插接RJ 连接头。根据应用的不同，信息模块一般分为2 对（4 芯）的RJ11 语音模块和4 对（8 芯）的RJ45 数据模块。

信息模块和RJ45 连接头一样，也分为5 类、超5 类、6 类等规格，并有屏蔽和非屏蔽之分。因此，在工程实际中选取信息模块时，要选取和RJ45 连接头相同的规格。常见的信息模块如图2-132 所示。

3）面板与底盒

信息模块通过底盒和面板安装在墙面上或地面上。常用面板分为单口面板和双口面板，面板外形尺寸一般有国标86 型和120 型。在物联网工程布线中，还用一种118 型面板。

底盒是与面板相配套的连接件，一般分为明装底盒和暗装底盒。具体如下。

图2-131　常用的水晶头

图2-132　常见的信息模块

① 86 型面板。

② 120 型面板。

③ 86 型地插。

④ 86 型明装底盒。

⑤ 86 型暗装底盒。

目前，工程中常用的面板和底盒如图2-133 所示。

4）配线架

配线架是电缆进行端接和连接的装置。根据数据通信和语音通信的区别，配线架一般分为数据配线架和语音配线架。

双绞线配线架的作用是在管理子系统中将双绞线进行交叉连接，用于主配线间和各分配线间。110 语音配线架主要用于配线间和设备间的语音线缆的端接、安装和管理。图2-134 所示为常见的配线架。

5）光纤连接器件

一条完整的光纤链路，除了光纤，还需要各种不同的连接器件，主要有光纤配线架、光纤配线盒、光纤连接器、光纤适配器（耦合器）、光纤跳线、光纤模块和光纤面板等，常见的光纤连接器件如图2-135 所示。

图2-133　工程中常用的面板和底盒

图2-134　常见的配线架

图2-135　常见的光纤连接器件

图2-135　常见的光纤连接器件（续）

任务实施