1. 概述

　　隨著信息社會的發展，網絡技術變得越來越復雜，而作為網絡的基石，龍骨——網絡線纜顯得更加重要。目前應用的網絡中，主要存在三種電纜介質：光纜、同軸電纜和數字對絞電纜。本文著重分析應用量最大的數字對絞電纜。

　　數據用對絞電纜是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質。它由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成。把兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起，可降低信號干擾的程度，每一根導線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發出的電波抵消。如果把一對或多對雙絞線放在一個絕緣套管中便成了對絞電纜。目前對絞電纜分為兩類：非屏蔽雙絞線(UTP:Unshielded Twisted Pair)和屏蔽雙絞線(STP:Shielded Twisted Pair)。

　　采用對絞電纜的局域網的帶寬取決于所用導線的質量、長度及傳輸技術。只要精心選擇和安裝，就可以在有限距離內達到每秒幾百萬位的可靠傳輸率。當距離短，并采用適當的傳輸設備和傳輸協議時，傳輸率可達100Mbit/s～155Mbit/s，甚至千兆。屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁泊包裹，以減小雙絞線傳輸信息時向周圍產生的幅射。非屏蔽對絞電纜成為目前主流，主要是因為它性價比高、易安裝，并且具有獨立性和靈活性，適用于結構化綜合布線。

　　2. 數字對絞電纜的

　　主要性能

　　在ANSI 和EIA/TIA568標準中按物理特性和應用級別將電纜分為幾類。當前實際局域網應用中主要以五類、超五類和六類作為數據傳輸對絞電纜。三類電纜目前主要是作為語音線路在使用。

　　三類電纜的傳輸頻率為16MHz，用于語音傳輸及最高傳輸速率為10Mbit/s的數據傳輸，主要用于10base-T；五類電纜增加了繞線密度，外套一種高質量的絕緣材料，傳輸頻率為100MHz，用于語音傳輸和數據傳輸，主要用于100base-T的以太網電纜；超五類和六類電纜是為了適應吉比特以太網應用而出現的，其性能指標目前還沒有最終完善。

　　從實際網絡應用的角度出發，作為網絡的底層鏈路，其電性能指標顯得尤為重要。對電纜性能分析有兩種方式：其一是實驗室測試的方法，它按照國際和我國相應的標準要求對線纜進行常態性能測試和環境性能測試；其二是現場型性能測試，對在樓宇內施工完畢的布線系統進行測量，考核線纜鋪設完畢后整體布線性能。

　　實際應用中我們最關心的是表征其性能的幾個指標:

　　(1)衰減

　　衰減(Attenuation)是沿鏈路的信號損失度量。衰減與線纜的長度有關系，隨著長度的增加，信號衰減也隨之增加。衰減用“db”作單位，表示源傳送端信號到接收端信號強度的比率。由于衰減隨頻率而變化，因此，應測量在應用范圍內的全部頻率上的衰減。

　　(2)串擾

　　串擾分近端串擾和遠端串擾(FEXT)。近端串擾損耗是測量一條UTP鏈路中從一對線到另一對線的信號耦合。對于UTP鏈路，NEXT是一個關鍵的性能指標，也是最難精確測量的一個指標。隨著信號頻率的增加，其測量難度將加大。

　　NEXT并不表示在近端點所產生的串擾值，它只是表示在近端點所測量到的串擾值。這個量值會隨電纜長度不同而變，電纜越長，其值變得越小。同時發送端的信號也會衰減，對其它線對的串擾也相對變小。

　　(3)直流電阻

　　直流環路電阻會消耗一部分信號，并將其轉變成熱量，它是指一對導線電阻的和。ISO11801規格的雙絞線的直流電阻不得大于19.2歐姆。每對間的差異不能太大(小于 0.1歐姆)，否則表示接觸不良，必須檢查連接點。
　　
　　(4)特性阻抗

　　特性阻抗包括電阻及頻率為1～100MHz的電感阻抗及電容阻抗，它與一對電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關。各種電纜有不同的特性阻抗，而雙絞線電纜則有100歐姆 、120歐姆及150歐姆幾種。

　　(5)衰減串擾比(ACR)

　　在某些頻率范圍，串擾與衰減量的比例關系是反映電纜性能的另一個重要參數。ACR有時也以信噪比(SNR :Signal-Noice Ratio)表示，它由最差的衰減量與NEXT量值的差值計算。ACR值較大，表示抗干擾的能力更強。一般系統要求至少大于10分貝。

　　(6)電纜特性

　　通信信道的品質是由它的電纜特性描述的。SNR是在考慮到干擾信號的情況下，對數據信號強度的一個度量。如果SNR過低，將導致數據信號在被接收時，接收器不能分辨數據信號和噪音信號，最終引起數據錯誤。因此，為了將數據錯誤限制在一定范圍內，必須定義一個最小的可接收的SNR。

　　在對這些指標進行測試時有幾種不同的方式，其指標要求也略有差異。

　　以上性能指標都是按照電纜的物理特性要求的，在實際網絡應用中人們更想知道其傳輸帶寬究竟應該滿足什么樣的要求。在對線纜分析時，物理帶寬（0~100MHz）與數據傳輸帶寬（0～100Mbit/s）是兩個完全不同的概念。從香農定理可以看出物理帶寬和數據傳輸帶寬的相互關系：

　　C=Blog2(1＋S/N)

　　其中C是可得到的鏈路速度，B是鏈路的帶寬，S是平均信號功率，N是平均噪聲功率，信噪比（S/N）通常用分貝（dB）表示，分貝數=10×log10（S/N）。

　　由此我們可以看到，數字對絞電纜的物理帶寬是網絡應用的基礎。在此基礎上應用不同的網絡設備來達到不同的網絡傳輸效果。提高線纜的物理能力則可大幅降低網絡設備成本，以達到最優的網絡性能價格比。表4為常用網絡的應用標準。

　　3. 綜合布線應用分析

　　針對當前網絡應用，正確設計數字輸出用對絞電纜的拓撲構架是一項十分重要的工作。
從標準的綜合布線網絡應用圖，我們可以清楚地看出傳輸介質與網絡設備、節點設備的關系。例如終端設備全部選用10Mbit/s的網卡作為借口，那么整體布線全部采用Cat3的雙絞電纜就可以達到設計要求。但是綜合布線是一項隱蔽工程，一次施工后短期內不會再進行變動，這樣就要求整體布線要有一定的先進性和擴充性，在選擇傳輸介質時要根據實際需要，選擇具有一定超前性能的線纜。

　　目前為了適應網絡的發展，在設計中等規模以上的線纜拓撲構架時，采用多膜光纖作為建筑物內主干子系統的傳輸介質，采用CAT5、CAT5E或CAT6作為水平子系統的傳輸介質。對于小規模的網絡構架，則無需采用樓層配線區管理模式，直接從主配線區連接至終端節點，這時應采用高檔次的數字用對絞電纜。

　　數字傳輸用對絞電纜的連接配件，也是整個系統必須要考慮的因素。簡單地說，如果CAT6的對絞電纜使用CAT5的連接配件，其鏈路整體性能指標也只能達到CAT5介質的性能。

　　為使網絡達到優良性能，傳輸介質是基礎保障。數字傳輸用對絞電纜是目前性價比最高的一種傳輸介質，對它的性能進行較詳細的分析，將為設計網絡和應用網絡提供依據。