UTP 电缆：类型、类别、PoE 和完整指南
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UTP 使用双绞线和差分模式来减少噪音和串扰。
类别（Cat 3 至 Cat 8）决定频段、速度和应用。
PoE（802.3af/at/bt）通过以太网为 PD 提供高达 71 W 的电力。
在 UTP/FTP/STP 和 TIA/EIA 认证之间进行选择可确保性能。
结构化布线的代表性图像
UTP 电缆仍然是本地网络中默默无闻的王者：隐蔽、经济实惠、效率极高。尽管无线技术兴起， 非屏蔽双绞线铜连接 由于其性能、兼容性和易于安装，它们继续支持家庭、办公室和数据中心的数百万个网络。
如果您想知道是什么让它如此多功能，答案就在于它的设计和支持它的标准。 四对绞合铜线RJ-45 连接器和成熟的标准可实现可靠的数据、语音、视频甚至电源 (PoE) 传输。本指南将全面介绍 PoE 的工作原理、类型、类别、实际规格以及如何选择合适的 PoE 设备，不遗漏任何细节。
什么是 UTP 电缆以及它如何工作？
UTP 代表非屏蔽双绞线，即 非屏蔽双绞线它由多对螺旋绞合的铜导体组成，外覆绝缘层；整个组件外覆一层外护套（通常为PVC或无卤化合物）。这种编织结构可以减少干扰拾取和发射，从而实现更稳定的传输。
关键在于每对上使用差模信号： 如果一个司机携带 A(t)，另一个司机携带 −A(t)，外部噪声n(t)以类似的方式耦合到两者。通过在接收器处进行减法，可以消除共模噪声并增强有用信号（共模抑制）。这一特性使其在严苛的电气环境中具有出色的鲁棒性。
此外，由于相反的电流流过每一对， 两个导体的磁场趋于相互抵消这种对称性减少了电缆的电磁辐射，减轻了附近电缆中涡流的感应，从而减少了线对之间的串扰。
UTP 电缆通常包含四对（8 根线）， 通过颜色代码识别尽管编织可以衰减大部分噪声，但由于没有整体屏蔽，在具有强 EMI/RFI 的环境中，可能值得切换到屏蔽变体（STP、FTP 或 S/FTP）以获得更高的免疫力。
一点历史：从电报到局域网
双绞线在 19 世纪末开始流行，作为解决干扰问题的一种方法。 电话和电报线路随着城市电气化和有轨电车的出现，感应噪声使得继续使用明线变得不可行。解决方案是采用平衡电路，以及后来的导体周期性换位等技术。
1880 世纪 XNUMX 年代，电话公司迁移到平衡电路， 减少衰减和干扰换位（每隔几根电线杆交换位置）可确保两根电线在交替的线路上受到类似的干扰，从而平均化噪声。到20世纪初，美国大部分网络已经使用了具有换位功能的双绞线或开环线路。
双绞线的发明者是亚历山大·格雷厄姆·贝尔 (1881)。 平衡与编织的理念 如今，这种病毒仍然存在于电话运营商部署的数百万公里电缆中，特别是在农村架空线路和语音和数据接入网络中。
双绞线类型：UTP、STP、FTP 和 S/FTP
根据屏蔽情况，我们区分出几个系列。 UTP（非屏蔽） 由于成本低廉且易于安装，这种连接方式最为常见；其典型特性阻抗为 100 Ω。在嘈杂环境中，可以使用其他连接方式：
STP （屏蔽双绞线）：每对线都有屏蔽层包围，抗干扰能力更强，成本更低；典型阻抗150Ω。
则fTP （铝箔双绞线）：整体铝屏蔽覆盖双绞线；广泛用于户外和中等 EMI 的环境；典型阻抗为 120 Ω。
S / FTP：整体屏蔽加上每对单独屏蔽（针对 EMI/RFI 的双重保护）。
UTP 和屏蔽变体之间的选择取决于电磁环境。 无高频噪音UTP 通常就足够了，而且更经济；在有电机、电源线或强射频的情况下，屏蔽可以提供必要的稳健性。
电缆类别及用途
EIA/TIA 和 ISO/IEC 标准根据性能将双绞线电缆分为几类。 类别定义带宽、使用情况和限制 串扰、衰减或回波损耗等参数。以下是典型应用和关键说明的总结：
类别
理论最大速度
频带 (MHz)
应用
意见
猫1
–
<1
电话和调制解调器 旧宽带
EIA/TIA 未描述。不适用于现代系统。
猫2
–
4
较旧的终端（例如 IBM 3270）
EIA/TIA 未描述。 过时的.
猫3
10 Mbps
16（C类）
10BASE-T、100BASE-T4；电话
EIA/TIA-568 标准；数据不超过 16 Mbit/s。
猫4
20 Mbps
20
16 Mbit/s 的令牌环
今天很少使用。
猫5
100 Mbps
100（D类）
10 / 100 / 1000BASE-T
常见于 以太网(EtherNet) 网络设备之间的遗留问题。
猫5e
1000 Mbps
100（D类）
100BASE-TX和1000BASE-T
Cat 5 的改进，现在由 Cat 6/6A 取代。
猫6
1000 Mbps
250（E级）
1000BASE-T
广泛 在现有设施中。
猫6A
10.000 Mbps
哈斯塔500
10GBASE-T
在 500 MHz 下测试；典型范围可达 100 米。
猫7
10.000 Mbps
600（F级）
同一电缆上的电话、有线电视和 1000BASE-T
根据 ISO/IEC 11801 进行装甲防护； 未被 EIA/TIA 认可.
猫7A
10.000 Mbps
1000（F级）
电话、有线电视、1000BASE-T
4 对 S/FTP；未被 EIA/TIA 认可。
猫8
40.000 Mbps
2000
40GBASE-T 或 1000BASE-T 多业务
4 对等 S/FTP；由 ANSI/TIA-568-C.2-1 和 ISO/IEC 11801-1:2017 定义。
猫9
–
25.000
欧盟标准正在制定中
带有 Mylar 和聚酰胺的 8 对 S/FTP。
猫10
–
75.000
标准正在制定中（GERA、IEEE）
8 对 S/FTP，带有 Mylar 和聚酰胺； 需要引用.
Meta Aria Gen 2：用于人工智能和增强现实的新型智能眼镜的所有细节除了类别之外，实际性能还取决于距离、带宽和安装质量。 适用于长达 100 米的链路 在 LAN 中，处理的速度从 10 Mbps 到 10 Gbps，衰减和串扰会随着频率的增加而增加。
六类风险现状：为何它仍然是安全的选择
6类线缆兼具可用性、价格和性能。它支持高达 250 MHz 和 1 Gbps（千兆以太网）的速度，并向后兼容 5/5e 类和 3 类。 许多品牌提供 AWG 23 （也在 22–24 AWG 之间）根据 ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1，通常以 305 米卷轴提供，在某些情况下为 500 和 1000 米。
对于户外使用，有带黑色聚乙烯 (PE) 外壳的版本，可抵抗紫外线、高温和潮湿，根据环境可选择带或不带铠甲（带子）。 这些选项在 CCTV 中很有用 以及需要具有抗风化能力的周边部署。
在安装生态系统中，有各种各样的配件： 通信机架、配线架、RJ45插座、预端接跳线、整理器等等。集成优质组件可简化系统布线和认证。
认真的制造商还强调了 Cat 6 中的实用细节： 十字形填充（十字架） 为了改善线对分离，撕开电线以便于打开盖子和 100 Ω 阻抗控制，这是防止串扰的关键。
UTP 在实践中的基本特征
标准 UTP 电缆集成了四对双绞铜线和一个外套，没有屏蔽。 典型阻抗为 100 Ω适用于以太网和众多其他设备。每根导线均经过绝缘处理，组件通常采用 PVC 或 LSZH（低烟低卤）复合材料进行保护。
它的主要优点包括：灵活，易于拉入管道，与 RJ45连接器和设备与其他方案相比，它具有成本效益，并且能够在工厂距离内（最远 100 米）实现高传输速率和低延迟。
当前的制造过程考虑了衰减和串扰等参数。 改进的材料和几何形状 它们允许更严格的值，具有可控的回波损耗和更好的 ACR 裕度，这意味着更高频率下的稳定链路。
关于范围，对于水平布线，建议 不超过100米 （包括跳线）。在主干线或有干扰的环境中，建议酌情考虑使用 FTP/STP 甚至光纤。
在实际应用中，UTP 用于 语音、数据和视频适用于从家庭网络到办公室和数据中心（更高类别）。对于噪声环境或更严格的监管要求，升级到屏蔽版本可能更为合适。
PoE：通过同一根电缆传输数据和电力
以太网供电 (PoE) 允许通过同一条 UTP 线传输电力和数据，从而消除了许多设备的本地电源。目前的标准是 IEEE 802.3af (PoE)、802.3at (PoE+) 和 802.3bt (PoE++/4PPoE)，具有四个功率级别（类型 1 至 4）。
区分 PoE 类型的元素包括： PSE 可提供的最大功率 （开关或注入器）、PD（受电设备）可用的功率以及用于供电的线对数量（2 对或 4 对）。
标准
TIPO
面值
最大PSE功率
PD电源
二手对
IEEE 802.3af
输入1
供电
15.4W 瓦
12.95W 瓦
2
IEEE 802.3at
输入2
的PoE +
30W 瓦
25.5W 瓦
2
IEEE 802.3bt
输入3
PoE++/4PPoE
60W 瓦
51W 瓦
4
输入4
90–100 瓦
71W 瓦
4
Usos 推荐： 输入1 （IP 电话、基本摄像头、低需求 Wi-Fi AP 和传感器）； 输入2 （双频AP、PTZ摄像机、视频电话、报警器）； 输入3 （Wi-Fi 6/6E AP、加热PTZ摄像机、视频会议）； 输入4 （触摸屏、台式机、高性能网络设备）。
PoE 在安装中的优势： 更少的电线、快速部署、更大的位置灵活性、集中能源管理和降低成本，所有这些都具有安全电压以最大限度地降低风险。
实例：Cat 6 U/UTP LSZH Dca 电缆及其图形
带有无卤护套（LSZH/LSFH）的 6 类住宅/专业电缆在安全性和性能之间实现了良好的平衡。 典型特性：4 对实心铜 AWG 23，分离横档，撕线，阻抗 100 Ω，每根导体的电阻 < 9,38 Ω/100 m，频段高达 250 MHz（在某些参考资料中高达 400 MHz），速度高达 1 Gbps。
西班牙移动和光纤市场概况参考模型（DK6000）摘要表： U/UTP，欧洲标准Dca s2 d2 a1，传输频带400MHz，导体直径0,55mm，聚乙烯绝缘，护套直径6,2mm（厚度0,5mm），工作电压300V，工作温度-25…70℃，标称传播速度72%和火花测试3000Vac。
模型
DK6000
TIPO
U / UTP
欧洲级
Dca s2 d2 a1
类别
猫6
带宽
高达 400MHz
Velocidad
1 Gbps
导体
实心铜，0,55 毫米，AWG 23
导体绝缘
聚乙烯（Ø ≈ 0,99 毫米）
填充
十字头（十字架）+撕裂线
Cubierta
LSFH，直径 ≈ 6,2 毫米，厚度 0,5 毫米
阻抗
Ω
100
导体电阻
Ω/100米
<9,38
额定转速
%
72
贸易紧张局势
V
300
温度
°C
−25 … 70
不同频率下的性能曲线（典型值和极限值）可以精确地确定链路的尺寸。 衰减随频率增加，而 NEXT/PSNEXT 和 ACR 则下降，这与铜的预期一致。
频率
1 MHz
4 MHz
8 MHz
10 MHz
16 MHz
20 MHz
25 MHz
31,25 MHz
62,5 MHz
100 MHz
200 MHz
250 MHz
300 MHz
400 MHz
衰减（最大）dB/100米
2
3,8
5,3
6
7,6
8,5
9,5
10,7
15,4
19,8
29
32,8
-
-
衰减（典型值）dB/100米
1,7
3,5
5
5,6
7,1
8
8,9
10
14,4
18,3
26,2
29,4
32,8
37,7
NEXT（最小值）dB/100米
74,3
65,3
60,8
59,3
56,2
54,8
53,3
51,9
47,4
44,3
39,8
38,3
-
-
NEXT（典型值）dB/100米
87,3
78,1
74,1
70,1
67,3
65,9
64,1
62,2
57,3
57
50,5
49,5
44
36,5
PSNEXT（最小值）dB/100米
72,3
63,3
58,8
57,3
54,2
52,8
51,3
49,9
45,4
42,3
37,8
36,3
-
-
峰值串扰 (典型值) dB/100 米
84,9
76,2
71,2
67,7
64,8
64,1
62,9
60,5
56,1
52,1
46,5
45,3
41,2
35,6
ACR‑N（最小值）dB/100米
72,3
61,5
55,5
53,3
48,6
46,3
43,8
41,2
32
24,5
10,8
5,5
-
-
ACR‑N（典型值）dB/100米
85,5
74,4
69,1
64
59,9
57,9
55,3
52,2
43
36,1
22,7
19,2
11,2
- 1,2
PS ACR‑N（最小值）dB/100米
70,3
59,5
53,5
51,3
46,6
44,3
41,8
39,2
30
22,5
8,8
3,5
-
-
PS ACR‑N（典型值）dB/100米
83,2
71,8
66,2
62
57,6
56,2
54,1
50,5
41,5
34,4
20,3
16
9
- 1,7
ACR‑F（最小值）dB/100米
67,8
55,8
49,7
47,8
43,7
41,8
39,8
37,9
31,9
27,8
21,8
19,8
-
-
ACR‑F（典型值）dB/100米
78,1
66
60,9
58,7
54,3
52,5
50,4
49
41,6
38,6
30,5
28,6
23,9
22,3
PS ACR‑F（最小值）dB/100米
64,8
52,8
46,7
44,8
40,7
38,8
36,8
34,9
28,9
24,8
18,8
16,8
-
-
PS ACR‑F（典型值）dB/100米
74,7
63,2
58,1
56,2
52,9
50,4
48,4
46,5
40,3
35,8
28,6
26,8
20,5
16,5
回波损耗（最小值）dB
20
23
24,5
25
25
25
24,3
23,6
21,5
20,1
18
17,3
-
-
回波损耗（典型值）dB
25,6
26,6
29,3
29,8
31,9
32,3
32,1
32,5
31,6
27,7
24,8
23,1
21,8
19,3
在法规合规性方面，优质 Cat 6 电缆 符合TIA/EIA-568B.2-1许多包括扩展频段支持（某些型号高达 400 MHz）和机械功能以方便安装。
RJ45 连接器与 Cat 6 的兼容性（例如 Televés）
可靠的连接需求 结合兼容的连接器和电缆下表总结了各种 RJ45 连接器型号（母头和公头）与各种相关工具/元件之间的机械/功能兼容性，仅供参考。图例：OK（兼容）、OK*（兼容但存在更好的选择）、X（不兼容）。
参考
219602
219701
219910
212201
2123
212302
212305
212310
212101
219302
219312
219322
连接器
女性
209901/209907
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
X
X
209905
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
X
X
209921/209925
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
OK
X
209926
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
OK
X
209903
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
OK
X
X
X
209923
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
OK
OK
好的*
OK
209929/209501
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
OK
OK
好的*
OK
连接器
马霍
209902
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
X
X
209961/209962
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
X
X
209904
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
OK
X
X
X
209906
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
X
X
209965/209966
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
X
X
X
X
209922
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
X
X
OK
X
209924
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
好的*
OK
好的*
OK
Ryzen 处理器比较：哪个最好？记得选择合适的 连接器+电缆+工具 避免认证被拒和现场返工，特别是从 Cat 6/6A 开始，公差更为严格。
接线配置：直通和交叉
RJ45 连接器端接可根据用途采用两种方案。连接 不同的设备 （例如，PC 到交换机）使用直通线。对于相同的设备（例如，PC 到没有交换机的 PC），经典配置是交叉线，即反转发送和接收线对。
今天许多球队支持 自动 MDI/MDI‑X，自动检测类型；但是，最好遵循标准 T568A/T568B 图表并记录接线以避免发生事故。
TIA/EIA‑568‑B.2 认证：测量什么以及为什么测量
要认为某个安装已“认证”，必须使用特定仪器验证标准定义的参数。 常见物品 它们包括：
缆车地图：连续性、电线顺序和引脚排列符合标准。
长度：根据传播延迟和 NVP 对所有线对进行测量。
插入损耗 （衰减）：链路上的信号衰减。
下一页 （近端串扰）：近端、成对和带内一对线与另一对线之间的串扰。
峰值近端串扰：所有紧密对对给定对的综合影响。
远端串扰/极端远端串扰：远端串扰，参考衰减信号（24 种可能的组合）。
自身串扰：几对线对相对于一对线对的远端串扰 (FEXT) 的总和。
回波损耗 （回波损耗）：因不适应而反射的能量。
延迟偏差：对之间的延迟差异（线程间同步）。
必须通过所有测试 网口对于大型安装来说，这个过程可能比较费力，但它可以确保布线满足目标类别的裕度。
双绞线的优点和局限性
双绞线在局域网中最显著的优势： 每个细分市场的位置密度很高、易于性能分析和故障排除、预安装功能以及易于现场终止。
其危害包括：高速行驶时 如果安装不受控制，则会出现错误与光纤相比，带宽有限，抗噪声和串扰能力比屏蔽电缆或同轴电缆低，有源设备价格昂贵，并且每段距离通常限制为 100 米。
如何选择合适的UTP电缆
第一个过滤器是对速度和带宽的需求。如果环境需要 10GBASE-T， 6 MHz 的 Cat 500A 这是一个合理的最低标准；对于办公室和家庭的千兆网络来说，Cat 6 已经足够了。此外，还要考虑中期增长。
使用和设备设定了标准：具有高功率 PoE、Wi-Fi 6/6E 接入点或 视频会议 可能需要更高的线缆类别和屏蔽。然而，简单的家庭网络使用 6 类 UTP 即可良好运行。
环境规则：如果有 电磁噪声 （电机、电梯、电源线）或长距离平行电源线，请考虑 FTP/STP/S/FTP。户外使用时，请寻找抗紫外线的黑色 PE 护套，并（如适用）加装铠装。
还要考虑法规和安全： 欧洲火灾反应等级 （例如，Dca s2 d2 a1）和LSZH护套，适用于公共场所或疏散场所。确保电缆符合TIA/EIA和ISO/IEC的相关类别。
最后，检查连接器兼容性、可用性 卷轴（305/500/1000米） 和配件（机架、面板、跳线、插座），以及 PoE 支持（如果您要通过电缆本身为设备供电）。
变体和相关概念
有一些不太常见但有趣的变体： 带电双绞线 增加电感（Pupin 线圈）以减少某些频率下的失真，粘合双绞线在保持电气规格的同时提高了机械强度，编织带状电缆将带状格式与编织部分相结合。
在日常生活中，会出现相关术语，例如 RJ‑45、25 对颜色代码以及电磁兼容性 (EMC/CEM) 概念应用于设计和安装，以防止与环境和系统之间的耦合。
以上所有内容都清晰地描绘了一幅图景：通过选择正确的类别、屏蔽和组件，UTP 电缆可以继续为语音、数据和视频提供强大、经济且可扩展的解决方案，并提供 PoE 等选项， 简化供电设备 以及确保每个项目所需性能的认证工具。
目录
什么是 UTP 电缆以及它如何工作？一点历史：从电报到局域网双绞线类型：UTP、STP、FTP 和 S/FTP电缆类别及用途六类风险现状：为何它仍然是安全的选择UTP 在实践中的基本特征PoE：通过同一根电缆传输数据和电力实例：Cat 6 U/UTP LSZH Dca 电缆及其图形RJ45 连接器与 Cat 6 的兼容性（例如 Televés）接线配置：直通和交叉TIA/EIA‑568‑B.2 认证：测量什么以及为什么测量双绞线的优点和局限性如何选择合适的UTP电缆变体和相关概念