说明并比较-UTP-Cat-5--Cat-5e--Cat-6-的不同

前言前言 UTP Unshielded Twisted Pair 是指无遮蔽式双绞线由于少了金属遮蔽物 因此防干扰能 力较差 但是由于价格与安装上之优势 因此受到广泛采用 现在一般人提到双绞线大多 泛指无遮蔽式双绞线 对绞的目的就是要减少杂音 Noise 串扰 Crosstalk 等干扰 因为 当在线电流流动时会产生电磁场 因而干扰其它导线 若把正信号和负信号对绞 则两者 产生之磁场互相抵消 减少干扰 UTP Cat 5 Cat 5e Cat 6 在一般人的观念中就是可以拿 来连接计算机和网卡 网卡连接网卡的线 依照频宽的大小来挑选线材 但是 UTP 等级的定 义不只有的频宽这一样而已 UTP 的等级是依照美国国家标准委员会 ANSI 通讯工业委 员会 TIA 电气工业委员会 EIA ISO 及 IEEE 等组织所订定的 UTP 标准目前共有六个 等级 每个等级皆有订定不同的测试项目 测试项目由所选的网络或标准来决定的 及数据 在 UTP Cat 5 Cat 5e Cat 6 所测的项目有衰减 近端串扰 总和近端串扰 等电位远端串扰 总和电位远端串扰 回流损失 传导延迟 延迟时差等 现在我就针对这些项目来说明 UTP Cat 5 Cat 5e Cat 6 不同之处 表一 图二 Wire Map 接线图接线图 正确接图 图三 T568A 的标准 图四 T568B 的标准 图五 用仪器测出正确的接图 图六 图七 衰减衰减 Attenuation 单位单位 dB 衰减的原因有电缆材料的电气特性和结构 不恰当的端接 阻抗不匹配的反射 简单来说 链路中传输所造成的信号损失 假使过量衰减会则会使电缆链路传输数据不可靠 衰减 图十一 近端串扰近端串扰 NEXT 远端串扰 远端串扰 FEXT 单位单位 dB 远端串扰 Far End Crosstalk FEXT 是测量在线对 4 上接收到由其它某一线对远程所造成的 串扰影响 近端串扰 Near End Crosstalk 是测量在线对 1 上由 Signal A to B 造成的往接收端传送的串 扰 此串扰会与原本在线对 2 上传送的 Signal B to A 的正常讯号造成干扰 串扰的问题会 导致半双工的网络系统产生很高的网络碰 Collision 或造成全双工的网络系统产生很高的错 误封包 举个最简单的例子 各位或许曾经在电话中听到非通话对象的声音这便是串扰造 成的结果 在语音的通讯中或许您还可以忍受 但对于数据的传输它的影响就很大了 数 据的传输中零就是零 壹就是壹 任何噪声的干扰都会造成数据的错误 近端串扰 图十二 远端串扰 图十三 总和近端串扰总和近端串扰 PSNEXT 总和等电位远端串扰 总和等电位远端串扰 PSELFEXT 等电 等电 位远端串扰位远端串扰 ELFEXT 单位单位 dB CAT5e 及 CAT6 为 1000BaseT 的传输媒介 所以我们就用 1000BaseT 传输模式图来看 它 是使用四对线全双工的传输 且其全双工为同时两边都有信号在做传输 与 100BaseTx 的全 双工不同 必须加上回音消除的电路 而电容的效应是两两线对中都会有的现象 在说明 上面名词之前先说明 SNR 信号噪声比 Signal Noise 这是有关于通讯质量好坏的参数在电 介质的通讯质量里信号的大小取决于衰减 噪音的大小取决于串扰当使用一条 4 对线的双绞 线 只有用到两对线在传输时只需透过 NEXT 或 FEXT 参数来量测一对线与另一对线的串扰 关系 故 SNR 是用 NEXT 来计算时 称为 ACR 衰减串扰比 值要越大越好 故 SNR 是用 FEXT 来计算时 称为 ELFEXT 当使用一条 4 对的双绞线 有四对线在传输时就需要透过 PSNEXT 或 PSFEXT 参数来量测 三对线与另一对线的总合串扰关系 故 SNR 是用 PSNEXT 来计算时 称为 PSACR 故 SNR 是用 PSFEXT 来计算时 称为 PSELFEXT 1000BaseT 的传输模型 图十四 总合近端串扰 Power Sum 图十五 等电位远端串扰 ELFEXT 图十六 总和等电位远端串扰 这是否支持 1000Base T 4 对线并行传输 的重要参数 图十七 回流损失回流损失 Return Loss 单位 单位 dB 回流损失 Return Loss 是因为在传输线中只要有阻抗不匹配的现象时会造成信号的反射 在 1000BaseT 中每一端都同时有发送及接收 发射端反射回来的信号会干扰本身接收的信号 回流损失模型 图十八 传导延迟传导延迟 Propagation Delay 单位 单位 nSec 在介绍传导延迟之前 需先了解一个名词为 额定传导速度 Nominal Velocity of Propagation NVP 确定了信号在电缆中传导的速度 它是相对于光的速度并用百分比表 示 一个电气信号以相对恒定的速度在链路中传导 在局域网络电缆上信号的实际速度为 光速的 60 至 80 之间 或约为每奈秒 20 厘米 信号的传输速度主要受电缆绝缘材料的 影响 它的相对介电常数 不同的材料使信号在电缆绕对中以不同的速度传输从而导致不 同级别的 NVP 值 链路的长度最长的限制是 100 米 电子信号虽然在链路中传导的速度很 快 但是仍然会有时间的延迟 您可想象一个电子在跑百米赛 从起点鸣枪起跑后 到达 终点所需要的时间便是传导延迟 这个时间如以 NVP 值 60 计算 跑完百米的时间约为 555nS 奈秒 100 米 3 108 米 秒 光速 0 6 NVP 传导延迟 图十九 传导延迟 图二十 延迟时差延迟时差 Delay Skew 单位 单位 nSec 电子信号在铜线中是以相对于光速的恒定速度传导 但在 UTP 的四对线中为何有些信号会 较晚抵达终点呢 因为在 UTP 的四对在线 每对线绞结的比率并不相同 也就每对线的长 度会有些微的差异 因为大家的速度是一样的 传导路径较短的会较早抵达 传导路径较 长的会较晚抵达 而最早与最晚抵达的时间差便称为延迟时差 延迟时差 图二十一 总结总结 PL 为永久链接规格 BL 为基本链接规格 CH 为信道规格 表二 性能比较 图二十二 性能比较 图二十三 UTP Cat 5 Cat 5e Cat 6 在美国国家标准委员会 ANSI 通讯工业委员会 TIA 电气工业 委员会 EIA