网络工程中的传输介质有哪些,你知道吗?


网络工程中的传输介质有哪些,你知道吗?



一、双绞线

双绞线( Twisted Pair , TP )是目前计算机网络综合布线中最常用的一种传输介质 。双绞线由一对一对的带绝缘塑料保护层的铜线组成 。每对绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起 , 可有效地降低信号干扰的程度 , 每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消 。双绞线一般由两根22号、24号、26号绝缘铜导线相互缠绕而成 。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆 。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内,不同线对具有不同的扭绞长度,通常情况下,扭绞长度在38.1~14cm内,按逆时针方向扭绞 , 相邻线对的扭绞长度在12.7cm以上 。与其他传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较为低廉 。
目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线( Unshielded Twisted Pair , UTP )和屏蔽双绞线( Shieldd Twisted Pair , STP ) 。
虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的,但同样适用于数字信号的传输 , 特别适用于较短距离的信息传输 。在传输期间,信号的衰减比较大 , 并且产生波形畸变 。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用的铜质导线的质量、长度及传输技术 。只要精心选择双绞线、进行标准化安装,就可以获得较高的传输率,通常100m可以达到155Mb/ s。
因为双绞线传输信息时会向周围辐射,所以信息比较容易窃听 。当然这只需要耗费较小的代价即额外增加一层屏蔽层,就可以避免这类情况发生,这就是通常使用的屏蔽双绞线 。屏蔽双绞线的外层都是由一层铝箔包裹的,可以有效地减小辐射 , 当然也不能完全消除辐射 。屏蔽双绞线的价格相对非屏蔽双绞线来说高一些,安装也比非屏蔽双绞线难一些 。类似于同轴电缆,它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技术 。但它有较高的传输速率,100米内可达到155Mb/ s。
计算机网络综合布线经常使用的4对非屏蔽双绞线的结构如图2-21所示 。非屏蔽双绞线电缆具有以下优点:
(1)无屏蔽外套,直径小 , 节省所占用的空间 。
(2)重量轻、易弯曲、易安装 。
(3)将串扰减至最小或加以消除 。
(4)具有阻燃性 。
(5)具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线 。
1、规格型号
EIA / TIA ( Electronic Industries Association / Telecommunications Industry Association ,美国电子工业协会/美国电信工业协会)为双绞线电缆定义了多种不同质量的型号 。计算机网络综合布线使用第三、四、五、超五、六类 。主要的种类型号如下:
(1)第一类:主要用于传输语音(一类标准主要用于20世纪80年代初之前的电话线缆) , 不用于数据传输 。
(2)第二类:传输频率为1MHz,用于语音传输和最高传输速率4Mb/ s 的数据传输,常见于使用4Mb/ s 规范令牌传递协议的旧的令牌网 。
(3)第三类:指目前在 ANSI 和 EIA /TIA568标准中指定的电缆 。该电缆的传输频率为16MHz , 用于语音传输及最高传输速率为10Mb/ s 的数据传输,主要用于10base- T。
(4)第四类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mb/ s 的数据传输,主要用于基于令牌的局域网和10base- T /100base- T。
(5)第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料 , 传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mb/ s 的数据传输,主要用于100base- T 和10base- T 网络,这是最常用的以太网电缆 。
(6)超五类:在五类双绞线的基础上 , 增加了额外的参数(近端串扰、衰减串扰比)和部分性能的提升 , 传输速率为100Mb/ s。
(7)第六类:物理上与超五类不同,线与线对之间是分隔的,传输速率为250Mb/ s。同时又由于双绞线有屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线之分,这样双绞线的种类就更多了.
(8)现在已经有了超六类、七类、超七类,我们家中常用的一般会在五类以上 , 1-4类基本不用了 。具体规格和传输速率如表所示 。
屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线
五类(带宽100 Mb / s )
五类(带宽100 Mb / s )
超五类(带宽100 Mb / s )
超五类(带宽100 Mb / s )
六类(带宽250 Mb / s )
六类(带宽250 Mb / s )
2、性能指标
对于各种类的双绞线,用户所关心的能够代表其特征的性能指标有衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等 。
(1)衰减( Attenuation ) 。衰减是沿链路的信号损失度量 。衰减与线缆的长度有关系,随着长度的增加,信号衰减也随之增加 。衰减用 dB 作单位 , 表示源传送端信号到接收端信号强度的比率 。又因为衰减随频率而变化 , 所以应该测量在应用范围内的全部频率上的衰减 。
(2)近端串扰( Near - End Crosstalk Loss , NEXT ) 。串扰可分为近端串扰和远端串扰( Far - End Crosstalk Loss , FEXT ),测试仪主要是测量 NEXT,由于存在线路损耗,因此 FEXT 的量值的影响较?。?在三类、五类线缆中可以忽略不计 。近端串扰损耗是测量一条 UTP 链路中从一对线到另一对线的信号耦合 。对于 UTP 链路,NEXT 是一个关键的性能指标,也是最难精确测量的一个指标 。
随着信号频率的增加,其测量难度将加大 。NEXT 并不表示在近端点所产生的串扰值,只是表示在近端点所测量到的串扰值 。这个量值会随电缆长度不同而变 , 电缆越长 , 其值变得越小 。同时发送端的信号也会衰减 , 对其他线对的串扰也相对变小 。实验证明 , 只有在40m内测量得到的 NEXT 是较真实的 。如果另一端是远于40m的信息插座 , 那么它会产生一定程度的串扰 , 但测试仪可能无法测量到这个串扰值 。因此,最好在两个端点都进行 NEXT 测量 。现在的测试仪都配有相应设备,使得在链路一端就能测量出两端的 NEXT 值 。
(3)直流电阻 。直流环路电阻会消耗一部分信号,并将其转变成热量 。它是指一对导线电阻的和,11801规格的双绞线的直流电阻不得大于19.2Ω 。每对间的差异不能太大(小于0.1Ω),否则表示接触不良 , 必须检查连接点 。
(4)特性阻抗 。与环路直流电阻不同 , 特性阻抗包括电阻及频率为1~100MHz的电感阻抗及电容阻抗 , 它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气性能有关 。各种电缆有不同的特性阻抗 , 而双绞线电缆则有100Ω、120Ω及150Ω2几种(其中,120Ω的线缆在中国不生产) 。
(5)衰减串扰比( Attenuation - to - Crosstalk Ratio , ACR ) 。在某些频率范围 , 串扰与衰减量的比例关系是反映电缆性能的另一个重要参数 。ACR 有时也以信噪比( Signal - Noise Ratio , SNR )表示,它由最差的衰减量与 NEXT 量值的相减得到的 。ACR 值越大,表示抗干扰的能力越强 。一般系统要求至少大于10dB 。
3、双绞线在外观上的文字
双绞线一般每隔两英尺( foot ,1foot=30.48cm)就有一段文字,解释了有关此线缆的相关信息 。下面以 CSAI 公司生产的线缆为例,其文字为:CSAI SYSTEMS CABLEE138034010024 AWG ( UL ) CMR / MPR OR C ( UL ) PCC FT4 VERIFIED ETL CAT5O44766 FT 0907其中的具体含义如下所述:
(1) CSAI :代表生产该线缆公司的名称为 CSAI。
(2)0100:表示特性阻抗为100Ω 。
(3)24:表示线芯是24号的(线芯有22、24、26三种规格) 。
(4) AWG :表示美国线缆规格标准 。
(5) UL :表示通过认证的标准 。
(6)FT4:表示4对线 。
(7)CAT5:表示五类线 。
(8)044766:表示线缆当前处在的英尺数 。
(9)0807:表示生产日期是2008年7月 。
4、布线标准
EIA / TIA 的布线标准中规定了两种双绞线的线序 , 分别是T568A与T568B,这两个标准是最常使用的布线标准 。
(1)T568A规定的连接方法是:
1---白绿(就是白色的外层上有些绿色,表示和绿色的是一对线) 。
2=---色 。
3---白橙(就是白色的外层上有些橙色,表示和橙色的是一对线) 。
4---蓝色 。
5---白蓝(就是白色的外层上有些蓝色 , 表示和蓝色的是一对线) 。
6---橙色 。
7---白棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线) 。
【网络工程中的传输介质有哪些,你知道吗?】8---棕色 。
(2)T568B规定的连接方法是:
1---白橙 。
2---橙色 。
3---白绿 。
4---蓝色 。
5---白蓝 。
6---绿色 。
7---白棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线) 。
8---棕色 。
在通常的工程实践中,T568B使用得较多 。不管使用哪一种标准,一根五类线或超五类的两端都必须使用同一种标准 。
5、直通线与交叉线
直通线( Straight Cable )是指线缆两端的线序排列完全相同的网线(要么两端全部使用T568A,要么两端全部使用T568B) 。交叉线( Crossover Cable )是指线缆两端的线序一边是按照T568A标准连接,另一边按照T568B标准连接 。用户可根据实际需要选用直通线或交叉线,各种使用情况如表所示 。
线缆连接设备情况
所采用的线缆种类
计算机---计算机
交叉线
计算机--集线器普通接口
直通线
集线器普通接口--集线器普通接口
交叉线
集线器级联口--集线器级联口
交叉线
集线器普通接口--集线器级联口
直通线
集线器普通接口--交换机
交叉线
集线器级联口--交换机
直通线
交换机--交换机
交叉线
交换机--路由器
直通线
路由器--路由器
交叉线

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