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技術(shù)專(zhuān)欄

布線大咖揭秘——雙絞線為什么要測(cè)電阻和電阻差?

文章來(lái)源:山東朗坤  發(fā)布日期:2020-03-17
小福:
提到數(shù)據(jù)傳輸線纜,為什么要強(qiáng)調(diào)銅纜的雙絞線要測(cè)電阻呢?
 
大咖:
雙絞線是用銅線做的,銅線粗細(xì)不同導(dǎo)致電阻不一樣。銅線越粗則電阻越小,線路損耗小,越細(xì),則電阻值越大,線路損耗越大。在100年前還不能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電阻,為了驗(yàn)證銅纜是否合格,是用游標(biāo)卡尺來(lái)量銅絲的直徑,看看沒(méi)有人為地參雜做假。如果直徑不符合要求,就說(shuō)明它有偷工減料的問(wèn)題。但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)這個(gè)做法有很大的問(wèn)題,因?yàn)榫€徑雖然做不了假,但材質(zhì)可以作假:例如可以用銅合金、銅包鋁、銅包鐵等材質(zhì)來(lái)代替。這樣的話,直徑是符合要求的,但是電阻值卻不符合要求,這是時(shí)至今日任然存在的一種作弊方法。所以測(cè)量直徑的辦法,后來(lái)就被迫做了一些改進(jìn) — 就是稱(chēng)重。大家知道銅的比重比鐵、鋁、銅合金等都大。所以,只要將銅制雙絞線、控制電纜、電力線等截下一段將塑料燒掉,去掉塑料殘骸后稱(chēng)重,如果它的重量符合要求,那么就證明它的材質(zhì)是符合要求的。
雙絞線
小福:
測(cè)量直徑和稱(chēng)重的辦法我知道一點(diǎn),不過(guò)這也太原始了吧?
 
大咖:
是啊!從五六十年代開(kāi)始,普遍采用測(cè)電阻方法。因?yàn)殡娮枋且欢ǖ模绻馁|(zhì)不是全銅的,電阻會(huì)比較大,線徑比較細(xì),電阻也會(huì)比較大,所以用測(cè)電阻這個(gè)辦法可以很簡(jiǎn)單的證明它的材質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。你可以看到,在雙絞線的測(cè)試指標(biāo)當(dāng)中,最基礎(chǔ)的一個(gè)指標(biāo)就是電阻。但是你會(huì)發(fā)現(xiàn),跟之前相比,近十年來(lái),電阻測(cè)試有一些不同的地方 — 除了要測(cè)雙絞線的環(huán)路電阻以外,還要求測(cè)兩根導(dǎo)線電阻的差(選項(xiàng))。因?yàn)槿绻麅筛鶎?dǎo)線的粗細(xì)不一樣或者兩根導(dǎo)線的材質(zhì)有差異的話,那么兩根導(dǎo)線的電阻是不一樣的。這樣除了可以進(jìn)一步檢測(cè)作弊的情況以外,更主要的是為了檢測(cè)這兩根導(dǎo)線的電阻是否保持“平衡”— 電阻平衡是雙絞線傳輸平衡信號(hào)的時(shí)候一個(gè)必要的條件。否則,在信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候,兩根線的傳導(dǎo)能力就會(huì)不一樣,這會(huì)造成信號(hào)的傳輸能力在兩根線上出現(xiàn)差異,從而使“平衡電纜”在抵抗外來(lái)干擾的時(shí)候能力下降。
 
小福:
那為什么平衡電阻也就是電阻差近些年才要求測(cè)試呢? 
 
大咖: 
這里主要的原因,是因?yàn)樵缙冢p絞線工作的環(huán)境一般以智能建筑物為主,要知道,30年前,建筑物中的環(huán)境干擾還不嚴(yán)重。而在工業(yè)總線當(dāng)中,雖然也使用了平衡電纜,但是由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省㈩l率很低,所以那個(gè)時(shí)候?qū)ν鈦?lái)的干擾都不是很重視。隨著傳輸速率越來(lái)越高,機(jī)房當(dāng)中的干擾,比如諧波干擾、接地回路干擾等,還有來(lái)自無(wú)線基站、手機(jī)Wi-Fi、藍(lán)牙等設(shè)備的干擾,越來(lái)越大。再就是諸如工業(yè)環(huán)境當(dāng)中以太網(wǎng)的大量使用,當(dāng)中的電力干擾、輻射干擾、接地回路干擾,還有像來(lái)自高功率變頻電機(jī)、電焊、機(jī)器人等的干擾量增加了很多,這個(gè)時(shí)候我們就不得不考慮要對(duì)不平衡電阻進(jìn)行檢測(cè)。
 
小福:
那標(biāo)準(zhǔn)里對(duì)電阻不平衡的要求是什么呢?
 
大咖:
電阻不平衡,一般要求小于3%或者絕對(duì)值小于0.2歐姆,這樣才能夠達(dá)到確定的指標(biāo)。另外在最新的PoE++(以太網(wǎng)供電)當(dāng)中,由于PoE的功率提高到了90瓦(以后可能還會(huì)進(jìn)一步加大),如果電阻不平衡,就會(huì)使得兩根銅線上的電流不一樣,這將帶來(lái)PoE上的信號(hào)傳輸問(wèn)題 — 也就是信號(hào)變壓器的高頻磁芯飽和的問(wèn)題 — 高頻磁芯一旦飽和或者接近飽和,則信號(hào)傳輸會(huì)失真或完全失效。為了不讓高頻磁芯飽和,要求就是兩根銅線上的電流要一樣,也就是要求兩根銅線的電阻也一樣。如果兩個(gè)電阻差異比較大,就會(huì)出現(xiàn)比較大的電流差,導(dǎo)致磁芯的直流磁偏置偏差過(guò)大或者飽和,這是必須要避免的。
 
小福:
為什么磁芯會(huì)飽和呢?
 
大咖:
高頻磁芯是高頻信號(hào)變壓器的一個(gè)部件。但這個(gè)部件有一個(gè)特點(diǎn),那就是線圈中的直流電流最好為零,如果不為零,就會(huì)有初始直流磁化現(xiàn)象存在。少量的直流磁化(直流磁偏置)沒(méi)有問(wèn)題,但磁偏置太大,就會(huì)讓磁芯進(jìn)入磁飽和區(qū)域,而一旦進(jìn)入磁飽和區(qū)域,磁芯也就完全失去變壓器功能,信號(hào)傳輸就會(huì)中斷。更經(jīng)常的情形是:磁偏置偏大,但磁芯還未進(jìn)入飽和區(qū)域,只是進(jìn)入了非線性區(qū)域,這就會(huì)讓平衡信號(hào)的傳輸失真,導(dǎo)致誤碼率、丟包率上升。
 
小福:
讓我來(lái)小結(jié)一下哈。測(cè)量銅線的電阻是為了衡量它的材質(zhì)是否符合要求;測(cè)量電阻差是為了改善它的平衡性,也就是抗干擾能力;另外在POE供電當(dāng)中,則是為了避免高頻磁芯變壓器出現(xiàn)電流差過(guò)大,帶來(lái)的失真或飽和失效。
 
大咖:
是的。

Fluke Networks福祿克網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品全家福

福祿克網(wǎng)絡(luò)(Fluke Networks)是美國(guó)FORTIVE(前身是美國(guó)丹納赫集團(tuán)公司)下屬子公司,是全球?qū)iT(mén)致力于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、維護(hù)、檢測(cè)的專(zhuān)業(yè)型公司。Fluke Networks為安裝和維護(hù)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)布線基礎(chǔ)設(shè)施的人員提供認(rèn)證、診斷和安裝工具。
 
福祿克網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用行業(yè):
 數(shù)據(jù)中心、智能建筑、工業(yè)以太網(wǎng)、智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、平安城市、安保網(wǎng)、綠色建、5G接入、視頻、高清視頻正如期而至 ……
 
福祿克網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品技術(shù):
–  雙絞線銅纜
–  單模/多模光纖
–  同軸銅纜
–  POTS(普通電話接口)(電話應(yīng)用)
–  數(shù)據(jù)庫(kù)管理
–  云服務(wù)(LinkWare Live)
 
福祿克網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用:
–  安裝認(rèn)證/驗(yàn)證
–  故障診斷和排除
 
數(shù)據(jù)通信布線
 
布線認(rèn)證
LinkWare™ Live - 銅纜/光纖測(cè)試和認(rèn)證管理服務(wù)
LinkWare™ PC Cable Test Management Software
 
LinkWare™ Live - 銅纜/光纖測(cè)試和認(rèn)證管理服務(wù)
LinkWare™ PC 電纜測(cè)試管理軟件
 
 
 
FiberViewer™ 光纖檢查顯微鏡
FI-500 FiberInspector™ Micro
 
VisiFault™ Visual Fault Locator - 電纜連通性測(cè)試儀
Fiber QuickMap™
 
IntelliTone™ Pro 200 LAN 音頻發(fā)生器、示蹤器和探針
MicroScanner™ Cable Verifier 系列
Pro3000™ 音頻發(fā)生器和探頭系列
電氣承包商電信工具包
Pocket Toner®
Mag Kit 磁性束帶
MicroMapper™ 接線圖測(cè)試儀
 
D814™ Series Impact Tools
模塊化壓線鉗
Cable Splicing Knife
D914™ 系列壓線工具
Need-L-Lock 壓線鉗
線纜剝線器
Electrician's Snips
Pro-Tool™ Kits
Can Wrenches
JackRapid™ 穿孔板工具
Probe Pic
D-Snips™ 重型剝線器
模塊化適配器
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