屏蔽雙絞線
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-23
屏蔽雙絞線的實例教程
【導讀】
通訊一般都是使用屏蔽雙絞線，例如PROFIBUS使用屏蔽雙絞線，西門子的工業以太網也使用工業雙絞線。為什么使用雙絞線？屏蔽線應該怎樣接地？雙端接地是否為了等電位？這些問題可能一直困擾著許多工程師，今天我們就談一下屏蔽雙絞線的作用。
（一）屏蔽線為什么使用雙絞線？
干擾主要分電場干擾和磁場干擾，所以通信電纜首先需要屏蔽電場和磁場的干擾，其次還需要考慮，大部分使用屏蔽雙絞線的通信信號都是高頻的，需要過濾高頻的干擾信號（有用信號是高頻的，對高頻的干擾是敏感的）。
為什么使用雙絞線？
（1）雙絞線減少了信號回路的面積，也就是縮減了感應回路的面積，減少了天線效應，抑制磁場干擾；
（2）通過雙絞線，磁通產生的感應電壓在局部因極性相反而相互抵消，如下圖所示：
所以使用雙絞線起到了自屏蔽作用，主要針對的是磁場干擾。
（二）屏蔽線是單端接地還是雙端接？
下面進行簡單分析，首先可以參考下圖：
上圖中的干擾源是Uq，通過分布電容Ck耦合到平行布線電纜的屏蔽層上的A點，然后又通過屏蔽層與通信電纜的分布電容C耦合到電纜上的a點，Ce是屏蔽電纜與地間的分布電容，最后耦合到a點的干擾電壓為：
Ua=Uq*Ck/（Ck+Ce）（注：前提是有一定的頻率）
圖中
示例是沒有接地，所以屏蔽層不接地是沒有效果的，將A點接地，耦合到A點的電壓為0，就不能再耦合到通信電纜的a點，所以在理想情況下單端接地就可以了。
展開 最早雙絞線只有2芯，用于電話數據傳輸，現在已經淘汰，目前主流的雙絞線都是4對8芯。
屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線
雙絞線可以分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線，前者由錫箔保護層，能有效防止數據泄密，同時降低外部環境對數據傳輸的干擾，我們日常項目中使用最多的是非屏蔽雙絞線，價格較低。
為什么要用屏蔽雙絞線呢？這里面我們分享一個小故事：
某航天科工企業，發送火箭，如果內部傳送數據由于干擾，有0.01度的偏差，導彈從A地打到B地，可能就偏離了目標幾百公里。故此類高可靠場景，肯定要用屏蔽雙絞線，防止外部環境對內部數據產生干擾。
非屏蔽雙絞線的應用
這個是我們弱電人接觸的最多的，為什么6類線比超5類線的傳輸速率快？這是個好問題，做很多項目時，我們都有個錯覺，覺得超超5類線與6類線區別不大，6類線與超5類線的區別在那里。
超五類線（CAT5e）：傳輸頻率為100MHz，主要用于百兆或千兆位以太網（千兆比較勉強，標準的線才能達到）。具有衰減小，串擾少，并且具有更高的衰減與串擾的比值（ACR)和信噪比、更小的時延誤差，性能得到很大提高。實際項目中，超五類線雖然也能傳千兆，但只建議短距離傳千兆使用，長距離傳輸千兆可能會出現不穩定的情況，這也是項目中常出現的故障，而又容易忽略的問題。
六類線（CAT6）：傳輸頻率為250MHz，最適用于傳輸速率高于1Gbps的應用，主要用于千兆位以太網（1000Mbps）。六類雙絞線在外形上和結構上與五類或超五類雙絞線都有一定的差別，不僅增加了絕緣的十字骨架，將雙絞線的四對線分別置于十字骨架的四個凹槽內，而且電纜的直徑也更粗。
超六類或6A（CAT6A）：傳輸頻率是500 MHz，最大傳輸速度也可達到10Gbps Mbps，主要應用于千兆位網絡中。
展開 超六類線是六類線的改進版，同樣是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6類/E級標準中規定的一種非屏蔽雙絞線電纜，在串擾、衰減和信噪比等方面有較大改善。
七類線（CAT7）：傳輸頻率至少可達500 MHz，傳輸速率可達10 Gbps，它主要為了適應萬兆位以太網技術的應用和發展。該線是ISO 7類/F級標準中最新的一種屏蔽雙絞線。
二、超5類線與6類線的區別
區別一：損耗的不同，六類線和超五類網線一個重要的不同點是改善了串擾及回波損耗方面的性能。家庭裝修建議直接使用六類網線。
區別二：線芯的粗細不同，超五類網線的線芯在0.45mm～0.51mm之間，六類網線的線芯在0.56mm～0.58mm之間，外觀上六類網線要比超五類網線粗很多；
區別三：線結構不同，超五類網線的外表皮有”CAT.5e“的標識，六類網線最明顯的就是有“十字骨架”，表皮有“CAT.6”的標識。
雖然超五類非屏蔽雙絞線也能提供高達1000Mb/s的傳輸帶寬，但是往往需要借助于價格高昂的特殊設備的支持。
"六類"是指六類非屏蔽雙絞線（CAT6）。
六類非屏蔽雙絞線的各項參數都有大幅提高，帶寬也擴展至250MHz或更高。
展開 20) 棋 牌室
需要五根六類低煙無鹵非屏蔽雙絞線。
寫字臺：設置 1D（無線AP面板） 和 1T，供客人上網和打電話用（兩根六類線）。
床頭柜和衛生間：各設置 1T，是一根連續的六類線（衛生間是最后的連線點位）。
電視機：1D，IPTV 網絡接口。
RCU 聯網線：設置 1D。
1.3水平子系統
配線(水平)子系統應由工作區的信息插座模塊、信息插座模塊至樓層間配線設備(FD)的配線電纜和光纜、樓層間的配線設備及設備纜線和跳線等組成。
所有信息點全部采用六類四對UTP六類低煙無鹵非屏蔽雙絞線。
1.4管理子系統
管理子系統由交連、互連、配線架和信息插座式配線架以及相關跳線組成。管理點為連接其它子系統提供連接手段。交連和互連允許對通信線路定位或重定位到建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信線路。
配線間內水平六類雙絞線端接使用24口六類非屏蔽配線架，光纖使用19"機柜式光纖配線架。
酒店網和智能網配線架分開單獨設置，所有配線架全部安裝在機柜內。
根據每樓層的信息點數不同，每1層或2層、3層設置一個配線間，具體設置詳見綜合布線系統圖。
1.5垂直子系統
垂直子系統是整個建筑物綜合布線系統的一部分。它提供建筑物的干線（饋電線）電纜的路由。通常由垂直大對數銅纜或光纜組成，它的一端端接于設備機房的主配線架上，另一端通常端接在樓層接線間的各個管理分配線架上。
根據酒店網和設備網接入設備的數量及對帶寬的需求不同，數據主干采用8芯OM3型室內10G多模光纜，語音主干采用三類大對數電纜。
1.6設備間子系統
設備間子系統由設備間中的跳線、電纜適配器和相關支持硬件組成，它把中央主配線架與各種不同設備互連起來，如PBX、網絡設備等與主配線架之間的連接。
酒店各網絡的主設備間位于地下一層酒店弱電機房。
展開 由于雙絞線的普及，它也被各式的雙絞線網絡取代；
10BASE-T
10BASE- T解釋：10表示10Mbit/s的傳輸速度，BASE表示使用基帶傳輸，T表示雙絞線（Twisted pair cables），每個信號的一對導線絞合在一起以減少對之間的電磁干擾和串擾；
對于相同傳輸速度有幾種標準的情況下，它們通過T之后的字母或數字來區分，例如TX，指的是編碼方法和通道數量。
使用兩對非屏蔽雙絞線，一對線發送數據，另一對線接收數據，用RJ-45模塊作為端接器，星形拓撲結構，信號頻率為20MHz，最大距離為100m；
雙絞線以太網是以太網技術的主要進步之一，此前的以太網都是使用同軸電纜，自此以后，雙絞線正式取代同軸電纜走上了歷史舞臺。10BASE-T因為價格便宜、配置靈活和易于管理而流行起來，現在占整個以太網銷售量的90%以上。
10BASE-F
10BASE- T解釋：10表示10Mbit/s的傳輸速度，BASE表示使用基帶傳輸，F表示光纖，使用雙工光纜，一條光纜用于發送數據，另一條用于接收；
分為FP、FB 、FL三種鏈接類型，FP使用無源集線器連接，傳輸距離500米。FB使用有源連接器，傳輸距離2000米。FL可以使用多個中繼器，可以進一步延長器傳輸距離；
10BASE-FP
P為Passive的縮寫，用來說明點對點的連接方式，一個網段的長度可達500m；
一個光纜無源星形耦合器最多可連接33臺計算機。
展開 
屏蔽雙絞線的最新內容
控制信號線:(如CAN/485總線、EtherCAT等):采用屏蔽雙絞線,屏蔽層接地(接控制器側)。
iii. PE接地線:接地線截面積≥2.5mm2,接地電限<2Ω(實測值需記錄于維護日志)。多設備組網時,采用星型接地拓撲,禁止串聯接地。
b.線纜長度盡量縮短,若超過3米需增加磁環抑制高頻噪聲。
它采用單對非屏蔽雙絞線實現高速數據傳輸，同時滿足汽車行業對電磁兼容性、溫度范圍和可靠性的嚴苛要求。
10GBase-T1采用了STP（Shielded-Twisted Pair，屏蔽雙絞線）線纜，相較于傳統的UTP（Unshielded-Twisted Pair，非屏蔽雙絞線）線纜，STP線纜的屏蔽層大大增強了抗干擾性能。此外，10GBase-T1在信道算法方面也進行了創新，采用了PAM4的調制格式，提高了單位頻率下的信噪比，使得系統可以采用更高的調制階數。
另外百通的多芯屏蔽雙絞線電纜8760 0601000因具有很強的抗干擾能力而廣泛應用于復雜電磁環境下。
3. 和柔(HELUKABEL)
和柔電纜是世界領先的電纜生產和銷售的公司，產品范圍涵蓋各種電線、普通電纜、特種電纜、媒體電纜、電纜附件、數據、網絡和總線電纜以及用于機器人和操縱系統的電纜保護系統，每年生產約一百萬公里的電線。
這些限制在BroadR-Reach技術出現后被打破，該技術可在單對非屏蔽雙絞線上提供100 Mbit/s的帶寬。這種傳輸方法從未應用在之前的以太網。即便物理層變化，這種技術仍能夠在高層實現與以太網的無縫結合且運行方式不變。目前，該技術已經用于量產車型。同時，支持更快速度的RTPGE技術正在研發中，在保留軟件兼容性的同時，其帶寬有望提升到1 Gbit/s。
特性阻抗：
90（USB）
100Ω（以太網、Flex-Ray等）
120Ω （CAN）
結構：
雙絞線/星絞組（退扭）
非屏蔽雙絞線/星絞組護套電纜
屏蔽雙絞線/星絞組護套電纜
特性阻抗：它表示導體之間的電勢差與流過該導體間的電流比值，是個常數。
?反射是影響信號品質的問題根源， 而阻抗匹配是避免反射的關鍵。
五、通訊線的差別
1.RS232
可以采用三芯雙絞線、三芯屏蔽線等。
2.RS485
可以采用兩芯雙絞線、兩芯屏蔽線等。
電纜與接線
CAN總線采用差分信號傳輸，如果使用帶屏蔽雙絞線，屏蔽層應單點接地。
圖9-11列出帶單屏蔽層的CAN電纜剖析與連接線示范。
圖9-1：電纜信號分配、接地和終端匹配
通常電纜截面積越小，其分布電容、分布電感和直流電阻越大。當通訊距離較遠時，電容、電感和直流電阻會引起信號衰減，波形失真和抖動。
一般情況下，電纜供應商會提供信號衰減圖表。
與普通以太網技術采用4對非屏蔽雙絞線傳輸數據不同，車載以太網是在單對非屏蔽雙絞線上可實現100 Mb/s甚至1 Gb/s的數據傳輸速率。相比普通的以太網，能夠更加適應車輛環境，滿足汽車行業對高可靠性、低電磁輻射、低功耗、帶寬分配、低延遲以及同步實時性等方面的要求。
注：模擬輸入的配線的要求
1、使用屏蔽雙絞線，但不連接屏蔽層。
2、當一個輸入不使用的時候，將V IN 和COM端子短接。
3、模擬信號線與電源線隔離 (AC 電源線，高壓線等)。
4、當電源線上有干擾時，在輸入部分和電源單元之間安裝一個慮波器。
5、確認正確的接線后，首先給CPU單元上電，然后再給負載上電。
