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选择同轴电缆和双绞线(图)
作者:Belden CDT公司 Steve Lampen  日期:2006-1-1  来源:本网
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因其性能的限制,铜缆的应用几次走到了尽头。之后,新工艺和元件的推出又使它得到了重生。对于两种最常用的高性能铜缆,同轴电缆和双绞线理论上是有局限性的,然而,我们离这些极限有多近呢?

双绞线

与同轴电缆相比,双绞线的诞生更早一些,它是19世纪70年代伴随着电话的出现而发明的。之后,作为计算机网络的传输线,双绞线经历了重生,通常被称作非屏蔽双绞线(UTP)。过去,人们在每对双绞线外加屏蔽,防止其发出信号干扰临近的线缆,同时这也能避免了来自其他信号的干扰。UTP就是将双绞线对固定了。

双绞线对中的两根导线电性能完全相同,保持了平衡,可以抵消掉相互之间的辐射,降低噪声的干扰。谈到平衡性,最好的要算是现代的UTP了,也就是类电缆。它包括能满足FCC对电话网络的最低要求三类UTP,常用于百兆以太网的超五类(5e)UTP,以及用于千兆以太网的六类UTP。

类电缆

市场上一些类电缆是不用胶水的黏合的导线对,这显著增大了阻抗的变化,特别是安装之后,弯曲和缠绕都能使导线对打开。这会延长安装的时间,因为安装人员在把导线对插入连接器前要先将其分开。
每对导线都有自己的通道能使空间和串扰得到严格控制。因此,大部分类电缆在安装时需要“四倍于导线直径”的最小弯曲半径。

所有类电缆的级别标准都是由TIA/EIA 568委员会规定的。TIA/EIA 568委员会目前的工作是关于10Gb/s扩展六类(6a)电缆的,它通过四对导线传输,如图1所示。


图1 类电缆

同轴电缆

同轴电缆非常特殊,可称得上“高频之王”。600MHz算是双绞线的极限了,而对于同轴电缆,这只是小意思。

同轴电缆中信号的速率与导线周围材料(电介质)的选择有直接的关系。采用固体聚乙烯的传输速率是光速的66%,采用泡沫聚乙烯是78%,采用新的氮气注入(nitrogen-gas-injected)电介质则是86%,如图2所示。采用这种材料意味着线缆内大部分都是气体。不过由于气泡很小,塑料的密度仍然很高,在弯曲电缆时能使导线保持在中心。


图2 采用氮气注入电介质的同轴电缆

在双绞线中黏合导线的方法有时也用于同轴电缆,这种方法能使其更小、更轻、更便宜。同时,由于不用插头,安装也更加简单。由于黏合过程不使用胶水,剥离时没有胶水的残留物,也没有多余的塑料。用钳子剪开后,用手就能将同轴电缆分开。这种同轴电缆都能达到3GHz,可应用于模拟或数字视频、RGB和可达到QXGA甚至更高分辨率的VGA。

铜缆的极限

双绞线正在接近同轴电缆的性能,是否真能达到呢?人们虽然并不确定,但是铜缆的确有其极限,这和以下两个相互矛盾的因素有关。

首先是截止频率,通常与同轴电缆有关。超过这个频率,电缆的尺寸将影响信号的波长。因此,这是一个与尺寸有关的因素,越高的频率时,就要用越小尺寸的同轴电缆。

另一个限制因素是导线的尺寸。高频时,信号在导线表面传输(趋肤效应),尺寸越小的导线产生的损耗越大。



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