計算機局域網中的傳輸介質(一)
2019-11-05 03:05:22
供稿：網友
不管是智能大廈，還是小型辦公網，在其布線的設計和實施中，首先碰到的是如何選擇所需要的傳輸介質和連接設備。一般情況下，可根據網絡的用途來確定，但隨著網絡技術的發展，新技術、新產品不斷出現，給我們在實際選用中帶來了一些困難。本文以計算機局域網技術為基礎，介紹網絡組建中常用傳輸介質的工作方式、技術性能和安裝方法，供大家參考。其中傳輸介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。近年來為了適應移動通信的需要，無線局域網技術也被大量應用，為此，文章也對無線傳輸介質作必要的介紹。
一、 雙絞線電纜 雙絞線電纜（簡稱為雙絞線）是綜合布線系統中最常用的一種傳輸介質，尤其在星型網絡拓樸中，雙絞線是必不可少的布線材料。雙絞線電纜中封裝著一對或一對以上的雙絞線，為了降低信號的干擾程度，每一對雙絞線一般由兩根絕緣銅導線相互纏繞而成。雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）兩大類。其中，STP又分為3類和5類兩種，而UTP分為3類、4類、5類、超5類四種，同時，6類和7類雙絞線也會在不遠的將來運用于計算機網絡的布線系統。
1. 非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線的區別 雙絞線的最大傳輸距離一般為100米。屏蔽雙絞線電纜的外面由一層金屬材料包裹，以減小幅射，防止信息被竊聽，同時具有較高的數據傳輸率（5類STP在100米內可達到155Mbps，而UTP只能達到100Mbps）。但屏蔽雙絞線電纜的價格相對較高，安裝時要比非屏蔽雙絞線電纜困難，必須使用非凡的連接器，技術要求也比非屏蔽雙絞線電纜高。與屏蔽雙絞線相比，非屏蔽雙絞線電纜外面只需一層絕緣膠皮，因而重量輕、易彎曲、易安裝，組網靈活，非常適用于結構化布線，所以在無非凡要求的計算機網絡布線中，常使用非屏蔽雙絞線電纜。
2. 雙絞線的主要技術性能 由于目前市面上雙絞線電纜的生產廠家較多，同一標準、規格的產品，可能在使用性能上存在著很大的差異，為了方便大家選用，將雙絞線的主要性能指標介紹如下：
1衰減。衰減是沿線路信號的損失程度。衰減的大小對網絡傳輸距離和可靠性影響很大，一般情況下衰減隨頻率的增大而增大。
2串擾。串擾主要針對于非屏蔽雙絞線電纜而言，分為近端串擾和遠端串擾。其中，對網絡傳輸性能起主要作用的是近端串擾。近端串擾是指電纜中的一對雙絞線對另一對雙絞線的干擾程度，這個量值會隨電纜長度的不同而變化，一般電纜越長，其值越小。
3阻抗。雙絞線電纜中的阻抗主要是指特性阻抗，它包括材料的電阻、電感及電容阻抗。一般分為100歐姆、120歐姆及150歐姆幾種。
4衰減串擾比（ACR）。是指衰減與串擾在某些頻率范圍內的比例。ACR的值越大，表示電纜抗干擾能力越強。
上述性能參數，可參看雙絞線電纜的說明書，必要時可通過專用儀器測得。
3. 雙絞線的傳輸特性和用途 13類線。3類電纜的最高傳輸頻率為16MHz，最高傳輸速率為10Mbps，用于語音和最高傳輸速率為10Mbps的數據傳輸。 24類線。該類雙絞線的最高傳輸頻率為20MHz，最高傳輸速率為16Mbps，可用于語音傳輸和最高傳輸速率為16Mbps的數據傳輸。 35類線。5類雙絞線電纜使用了非凡的絕緣材料，使其最高傳輸頻率達到100MHz，最高傳輸速率達到100Mbps，可用于語音和最高傳輸率為100Mbps的數據傳輸。4超5類線。與5類雙絞線相比，超5類雙絞線的衰減和串擾更小，可提供更堅實的網絡基礎，滿足大多數應用的需求（尤其支持千兆位以太網1000Base－T的布線），給網絡的安裝和測試帶來了便利，成為目前網絡應用中較好的解決方案。超5類線的傳輸特性與普通5類線的相同，但超5類布線標準規定，超5類電纜的全部4對線都能實現全雙工通信。56類線。電信工業協會（TIA）和國際標準化組織已經著手制定6類布線標準。該標準將規定未來布線應達到200MHz的帶寬，同時改變現有的電纜連接方式，將采用一個8端口模塊化插座和插頭?？梢詡鬏斦Z音、數據和視頻，足以應付將來高速和多媒體網絡的需要。6類布線標準估計要在2000年以后才能發布。67類線。國際標準化組織在1997年9月曾公布要制定7類線標準，建議帶寬為600MHz。與6類線標準相比，7類線在接頭等方面將作更大的變動，可能采用屏蔽雙絞線電纜，而且整個系統的成本將增加很多。
由于6類線標準正在起步階段，目前市面上還沒有真正的6類線纜。同時，6類線標準也不見得符合未來網絡的實際要求，所以建議大家使用5類線組網，要連接千兆位網絡設備時，可采用超5類雙絞線。
4.雙絞線電纜的連接 雙絞線一般用于星型網絡布線，在超5類以下電纜連接中，每條電纜通過兩端安裝的RJ－45連接器（水晶頭）與網卡和集線器（或交換機）相連，最大網線長度為100米。假如要加大網絡范圍，在兩段雙絞線電纜間可安裝中繼器，但最多可安裝4個中繼器，使網絡最大范圍達到500米。在線纜兩頭安裝RJ－45連接器時，應保證兩個RJ－45連接器中每條導線的排線順序固定、統一。
二、 同軸電纜線
同軸電纜是由一根空心的圓柱網狀銅導體和一根位于中心軸線的銅導線組成，銅導線、空心圓柱導體和外界之間用絕緣材料隔開。與雙絞線相比，同軸電纜的抗干擾能力強，屏蔽性能好，所以常用于設備與設備之間的連接，或用于總線型網絡拓樸中。根據直徑的不同，同軸電纜又分為細纜和粗纜兩種。
1. 粗纜和細纜的安裝區別 細纜在連接處需要切斷，在兩端安裝BNC連接頭，BNC連接頭與專用T型連接器相連。而粗纜連接時不需要切斷，而采用一種類似于夾板的裝置進行連接，夾板上的引針插入電纜，直接與導體相連。無論是粗纜還是細纜，在總線的兩端都應安裝相匹配的終端電阻，以削減信號的反彈。在粗纜組網時，每個接入點必須安裝收發器和收發器電纜，安裝難度較大，成本較高。相比之下，細纜安裝簡單，造價低。不過，因為細纜在安裝時需切斷電纜，在接頭處輕易產生接觸不良的隱患，影響了網絡的穩定性，也為故障的排除帶來了困難。
2. 同軸電纜的性能 同軸電纜使用之前，務必對其進行全面的測試。測試中，只需一只普通的萬用表。主要測試項目如下：1空心圓柱銅導體或中心銅導線是否存在斷路；2空心圓柱銅導體與中心銅導線之間是否存在短路；3兩端接頭處是否存在短路。由于大量劣質電纜充斥市場，在使用同軸電纜時，經常因為質量上的問題而影響網絡的正常運行，希望大家在選擇時多加注重。
3.常用的同軸電纜 目前，常用的同軸電纜主要有以下幾種：
RG－8 50歐姆 RG－58 50歐姆
RG－59 75歐姆
其中，以太網中一般使用RG－8粗纜和RG－58細纜兩種，而RG－59用于有線電視網。
4. 同軸電纜在布線中的應用 粗纜具有較高的可靠性，網絡抗干擾能力強，但因網絡安裝、維護和擴展比較困難，所以僅用于大型局域網主干部分的連接。必要時，也可使用粗纜組建總線型的網絡（網絡結構如圖)，其中主要技術參數有：1每網段最大長度為500米，用4個中繼器連接5個網段后，網絡范圍可達到500×5=2500米；2每網段最大節點數為100；3收發器之間的最短長度為2.5米；4收發器電纜的最大長度為50米。
與粗纜相比，細纜具有安裝輕易，造價低，網絡抗干擾能力強，網絡擴展方便等優點。但因為總線的斷點較多，致使網絡系統的可靠性降低，網絡維護也比較困難，所以細纜主要用于局域網的主干連接。另外，在節點較少且分布較緊湊的小型局域網中也常使用純細纜的結構。細纜結構的網絡中，主要技術參數有：1每網段最大長度為185米，最大可使用4個中繼器連接5個網段，使網絡直徑達到185×5=925米；2每網段最大節點數為30；3BNC的T型連接頭之間的最小距離為0.5米。
在此需說明的是，在網絡布線中，由于同軸電纜不需要集線器等連接設備，所以目前經常使用于用戶數較少、傳輸速率不高的小型網絡中。隨著5類、超5類和未來6類、7類布線標準及光纖在網絡中的應用，同軸電纜將逐漸退出網絡布線系統。(待續)
