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屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线技术的区别及应用

时间:2018-03-11 17:32 来源:电工之家 手机版

屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线技术的区别及应用
国际标准化组织ISO/IEC制定了一系列的布线标准,ISO11801标准中定义了5类线缆的带宽是100MHz,正在讨论中的修订标准还定义了6类线缆的带宽是200MHz、7类线缆的带宽是600MHz。

  需要指出的是,线缆的带宽(MHz)和在线缆上传输的数据的速率(Mbps)是两个截然不同的概念。Mbps衡量的是单位时间内线路传输的二进制位的数量;而MHz衡量的是单位时间内线路中电子信号的震荡次数,对于5类双绞线,其带宽为100MHz,因此,任何应用于5类线的网络系统都应以低于100MHz的信号来传输数据,才能比较稳定可靠。

  网络系统中的编码方式建立了带宽与速率之间的联系,优秀的编码方案能够在有 限的带宽下高速地传输数据。几年前,IEEE曾经利用一种被称为Cap64的编码方式在5类双绞线上进行了622Mbps的数据传输实验。正在制定过程中的前兆位以太网1000Base-T,也是在5类线缆的基础上要传输1000Mbps的数据。

  然而,当信号以很高的频率在线路中传输时,如果不采取一定的措施,仍将因为外界电磁干扰和线缆自身内部的串扰产生大量的传输错误,从而降低系统的性能,就像许多网络管理员不愿意在3类线缆上运行10M网络系统一样,他们发现在5类非屏蔽双绞线上运行100M网络系统的性能也并非他们所想象的那样快、那样可靠。那么,使用屏蔽的双绞线的情况会怎么样呢?使用6类非屏蔽双绞线又当如何呢?

  IBM的La Gaude 实验室针对这个问题进行了严格的实验,实验的目的是比较非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线在实际的网络系统中受强电器和强电线路的影响而产生的传输错误率。网络系统采用ATM 155,并让其持续工作在120Mbps的速率下。实验遵循EN 801-4标准,对象是IBM的SFTP和UTP 5类系统及另一厂家的UTP6类系统。

  当干扰源产生的交变信号的强度从200V逐渐提高到3500V时,SFTP 5类系统中传输的数据信号均未发生任何错误。而在5类UTP系统中,情况就没有这么好了:当电压升高到200V时,UTP系统就开始产生数据错误和丢失。在实际应用中线缆经常会与强电线缆敷设得很近,强电线路中的220V交流电便成为影响布线系统性能的重要的干扰源。

  网络设备发现传输过程中的错误后,会耗费大量的时间用于重发和恢复这些错误的数据,从而使实际的可用流量受到极大的影响,这就恰恰证实了那些网络管理员的担心。

  由于RJ45插头(座)的性能的改进和线缆信噪比的提高, 6类非屏蔽系统的传输误码率比5类系统降低了一半,但是,仍然使网络传输速率受到了很大影响。事实证明,当网络系统的传输要求越来越接近布线系统的带宽极限,消除外界对系统的电磁干扰就越发重要。

  综上所述,当网络布线环境处在强电磁场附近时(例如发电厂、变电站等),布线系 统可采用屏蔽系统,以保证网络信息的正常传输。根据环境电磁干扰的强弱,通常可以分三个层次采取不同屏蔽措施。在一般电磁干扰的情况下,可采用金属桥架和管道屏蔽的办法,即把全部线缆都封闭在预先铺设好的金属桥架和管道中,并使金属桥架和管道保持良好的接地,这样同样可以把干扰电流导入大地,取得较好的屏蔽效果,而且还可以节省大量资金。在存在较强电磁干扰源的情况下,可采用屏蔽双绞线和屏蔽连接件的屏蔽系统,再辅助以金属桥架和管道,一般也可取得较好的屏蔽效果。在有极强电磁干扰的情况下,可以采用光缆布线。采用光缆布线成本较高,但屏蔽效果最好,而且可以得到极高的带宽和传输速率,采用光缆布线的网络在20年内可保证其具有先进性,网络不会因布线系统落后而淘汰。