淺析雙絞線和同軸電纜

線纜作為連接器件，相當(dāng)于不同系統(tǒng)之間溝通的“橋梁”，選擇線纜類型的好壞，也決定著傳輸信號的質(zhì)量，影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（1）特性阻抗

先說一下關(guān)于線纜在傳輸過程中的特性阻抗問題。

特性阻抗是指電纜無限長時該電纜所具有的阻抗，阻抗是阻止交流電流通的一種電阻，（所以萬用表測不能直接測出一個電纜的特性阻抗）特性阻抗的影響因素包括電纜的電導(dǎo)率，電容以及阻值組合后的綜合特性。此特性在低頻時可以不用考慮，但是對于高頻率，且長距離傳輸?shù)男盘杹碚f，就必須要考慮。很多時候在長距離傳輸時未考慮特性阻抗問題，會導(dǎo)致信號畸變和電纜間信號串?dāng)_，從而導(dǎo)致信號振鈴，且線纜的分布電容和分布電感會吃掉比如方波的上升沿，從而使得方波信號變?yōu)轭愓也ㄐ盘?，而且長距離的線纜還會吸收天空中的其他雜波，導(dǎo)致信號紊亂。若是特性阻抗不連續(xù)或者特性阻抗異常會導(dǎo)致信號反射，從而引起電纜中的傳輸信號畸變導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出錯。

所以一般在終端會加上終端匹配電阻，對信號吸收其能量，防止信號反射；

（2）強干擾線和信號線

強干擾線比如：電源線，CPU的總線，CPU的IO線，電動機和電鈴的引線等。強干擾線和信號線在走線時盡量不要平行走線，盡量隔開走線。若是要平行走線也要隔開一定的距離。垂直走線可以避免上述問題。

（3）雙絞線

雙絞線用于傳輸平衡信號，其最大的特點是抗干擾，克服信號的衰減和波形的畸變。雙絞線可以傳輸模擬和數(shù)字信號。

雙絞線的特征如下：

1）導(dǎo)線直徑：銅導(dǎo)線的直徑越大，帶寬就越高；

2）含銅量：含銅量越高，線越柔軟，傳輸能力越強；

3）導(dǎo)線單位長度繞數(shù)：導(dǎo)線螺旋纏繞的緊密程度，單位長度內(nèi)的繞線越多，對干擾的抵消作用越強；

4）屏蔽措施：屏蔽措施做得好，抗干擾能力就越強。有非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線，非屏蔽雙絞線常用；

雙絞線的分類如下：

1）一類線：由兩對雙絞線組成的非屏蔽雙絞線，頻譜范圍窄，主要用于傳輸語音，少用于傳輸數(shù)據(jù)，最高能夠支持20kbit/s的數(shù)據(jù)速率；

2）二類線：由四對雙絞線組成的非屏蔽雙絞線，用于傳輸語音傳輸和最高能達(dá)到4Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸；

3）三類線：由四對雙絞線組成的非屏蔽雙絞線，用于傳輸語音傳輸和最高能達(dá)到10Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸，10 base-T的以太網(wǎng)；

4）四類線：由四對雙絞線組成的非屏蔽雙絞線，用于傳輸語音傳輸和最高能達(dá)到16Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸；

5）五類線：由四對雙絞線組成的非屏蔽雙絞線，用于傳輸語音傳輸和最高能達(dá)到100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于百兆以太網(wǎng)，如在100 base-T的以太網(wǎng)；

6）超五類線：由四對雙絞線組成的非屏蔽雙絞線，與五類相比，超五類所使用的銅線質(zhì)量更高、單位長度繞線也更多，因為衰減也更小、信號串?dāng)_更小，更具有小的時延誤差，在使用4對雙絞線同時用于傳輸?shù)那闆r下，可以用于1000 base-T的千兆以太網(wǎng)；

雙絞線的優(yōu)缺點如下：

1）成本低，易于安裝；

2）應(yīng)用廣泛，電話線和網(wǎng)絡(luò)線大多使用雙絞線；

3）帶寬有限；

4）信號傳輸距離短，只能最高達(dá)到1000m左右，若要保持長距離，大帶寬，只能采用光纖；

5）抗干擾惡劣環(huán)境能力不強，對雷擊和強電磁的干擾差；

雙絞線的原理如下：

上圖是從非平衡經(jīng)過雙絞線達(dá)到平衡，在經(jīng)過雙絞線達(dá)到A2達(dá)到非平衡輸出。其中平衡輸出的雙絞線是如何實現(xiàn)抗干擾的呢？

對應(yīng)左圖，L1離著干擾源較近，所以在RI端會有一個干擾I，對應(yīng)右圖采用雙絞線之后，由于I1和I2相等，所以I = 0，不會產(chǎn)生干擾。

所以類比于我們的差分電路也是這個道理。對于RS232傳輸距離短，RS485能傳輸長距離，是因為RS232是因為將數(shù)字信號0和1轉(zhuǎn)換成了+3V ~+15V -15V ~-3V的電壓信號，通過線纜傳輸，由于線纜存在分布電感，分布電容的存在，使得信號的振鈴，反射，串?dāng)_等因素，在終端信號衰減、變形明顯。而差分電路恰恰解決上述問題，使得傳輸距離更加遠(yuǎn)，RS4853~4Km。

（4）同軸電纜

同軸電纜的銅導(dǎo)體要比雙絞線的銅導(dǎo)體更粗，因此可以傳輸較寬的帶寬，可達(dá)到數(shù)百MHz，且較雙絞線有更好的屏蔽層。

同軸線纜有兩種：一種是50Ω阻抗的同軸線纜，用于數(shù)字傳輸，多用于基帶傳輸，也被稱為基帶同軸電纜；另一種是75Ω阻抗的同軸線纜，模擬傳輸，也被稱為寬帶同軸線纜；

同軸電纜抗干擾能力強，頻帶寬，性價比高，用于有線電視系統(tǒng)的信號線，射頻信號線等。