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1、下载 第2章网络传输介质 在计算机之间连网时，首先遇到的是通信线路和通道传输问题。目前，计算机通信分为有 线通信和无线通信2种。有线通信是利用电缆或光缆或电话线来充当传输导体的，无线通信是 利用卫星、微波、红外线来充当传输导体。 2.1 有线通信线路 网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用规则、安装难易性、可扩展性及其 他一些因素。目前，在通信线路上使用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、大对数线、光导 纤维。 2.1.1 双绞线 双绞线（Twisted pair，T P）是一种综合布线工程中最常用的传输介质。双绞线是由两根 具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞
2、在一起，可降低信号干 扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般 由两根为2 2号或2 4号或2 6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。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（Unshiielded Twisted Pair，U T P，也称无屏蔽双绞线） 和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，S T P） ，屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹着，它的价 格相对要高一些。 虽然双绞线主要是用来传输模
3、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，并且使波形畸变。 采用双绞线的局域网络的带宽取决于所用导线的质量、导线的长度及传输技术。只要精心 选择和安装双绞线，就可以在有限距离内达到几 M b p s的可靠传输率。当距离很短，并且采用 特殊的电子传输技术时，传输率可达1 0 0 1 5 5 M b p s。 因为双绞线传输信息时要向周围幅射，很容易被窃听，所以要花费额外的代价加以屏蔽， 以减小幅射（但不能完全消除） 。这就是我们常说的屏蔽双绞线电缆。屏蔽双绞线相对来说贵 一些，安装要比非屏蔽双绞线电缆难一些，类似于同轴电缆，它必须配有
4、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，1 0 0 m内可达到1 5 5 M b p s。 计算机综合布线使用的双绞线的种类如图2 - 1所示： 对于双绞线（无论是3类、5类，还是屏蔽、非屏蔽） ，作为用户所关心的是：衰减、近端 串扰、特性阻抗、分布电容、直流电阻等。为了便于理解，我们首先解释几个名词。 1) 衰减：衰减（A t t e n u a t i o n）是沿链路的信号损失度量。衰减随频率而变化，所以应测量 在应用范围内的全部频率上的衰减。 2) 近端串扰：近端串扰N E X T损耗（N e a r-End Crosstalk Loss）是测量一条U T P
5、链路中从一 对线到另一对线的信号耦合。对于U T P链路来说这是一个关键的性能指标，也是最难精确测量 的一个指标，尤其是随着信号频率的增加其测量难度就更大。 图2-1 计算机网络工程使用的双绞线种类 串扰分近端串扰和远端串扰（ F E X T） ，测试仪主要是测量 N E X T。由于线路损耗，F E X T 的量值影响较小。在3类、5类系统中忽略不计。N E X T并不表示在近端点所产生的串扰值，它 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，电缆越长而变得越小。 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 4 0 m内测量得 到的N E X
6、T值较真实，如果另一端是远于 4 0 m的信息插座，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。基于这个理由，对 N E X T最好在两个端点都要进行测量。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 N E X T值。 衰减和N ET测试值的参照表如表2 - 1和表2 - 2所示。 表2-1 各种连接为最大长度时各步频率下的衰减极限 最大衰减（2 0） 频率（M H z）信道( 1 0 0 m )链路( 9 0 m ) 3类4类5类3类4类5类 14 . 22 . 62 . 53 . 22 . 22 . 1 47 . 34 . 84 . 56 . 14 . 3
7、4 . 0 81 0 . 26 . 76 . 38 . 865 . 7 1 011 . 57 . 57 . 01 06 . 86 . 3 1 61 4 . 99 . 99 . 21 3 . 28 . 88 . 2 2 0111 0 . 39 . 99 . 2 2 211 . 41 0 . 3 3 1 . 2 51 2 . 811 . 5 6 2 . 51 8 . 51 6 . 7 1 0 02 42 1 . 6 表2-2 特定频率下的N E X T测试极限 最大衰减（2 0） 频率（M H z）信道( 1 0 0 m )链路( 9 0 m ) 3类4类5类3类4类5类 13 9 . 15 3
8、. 36 0 . 04 0 . 15 4 . 76 0 . 0 42 9 . 34 3 . 35 0 . 63 0 . 74 5 . 15 1 . 8 第2章计网络传输介质计计15 下载 双绞线 非屏蔽双绞线 屏蔽双绞线 3类（带宽1 6 M b p s） 3类（带宽1 6 M b p s） 5类（带宽 1 0 0 M b p s） 4类（带宽2 0 M b p s） 5类（带宽 1 0 0 M b p s） 超5类（带宽 1 5 5 M b p s） 6类（带宽 2 0 0 M b p s） （续） 最大衰减（2 0） 频率（M H z）信道( 1 0 0 m )链路( 9 0 m ) 3类
9、4类5类3类4类5类 82 4 . 33 8 . 24 5 . 62 5 . 94 0 . 24 7 . 1 1 02 2 . 73 6 . 64 4 . 02 4 . 33 8 . 64 5 . 5 1 61 9 . 33 3 . 14 0 . 62 1 . 03 5 . 34 2 . 3 2 03 1 . 43 9 . 03 3 . 74 0 . 7 2 5 . 03 7 . 43 9 . 1 3 1 . 2 53 5 . 73 7 . 6 6 2 . 53 0 . 63 2 . 7 1 0 0 . 02 7 . 12 9 . 3 上面所述的是T S B 6 7测试的主要内容，但某些型号的
10、测试仪还可以给出直流电阻、特性阻 抗、衰减串扰比。 3) 直流电阻（T S B 6 7无此参数） ：直流环路电阻会消耗一部分信号并转变成热量，它是指 一对导线电阻的和，11 8 0 1的规格不得大于1 9 . 2 每对间的差异不能太大（小于 0 . 1 )，否则表 示接触不良，必须检查连接点。 4) 特性阻抗：与环路直接电阻不同，特性阻抗包括电阻及频率自 11 0 0 M H z的电感抗及 电容抗，它与一对电线之间的距离及绝缘的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗，对双 绞线电缆而言，则有1 0 0 、1 2 0 及1 5 0 几种。 5) 衰减串扰比（A C R） ：在某些频率范围，串扰与
11、衰减量的比例关系是反映电缆性能的另 一个重要参数。A C R有时也以信噪比（S N R）表示，它由最差的衰减量与N ET量值的差值计 算。较大的A C R值表示对抗干扰的能力更强，系统要求至少大于1 0 d B。 6) 电缆特性：通讯信道的品质是由它的电缆特性（ S N R Signal-Noice ratio）来描述的。 S N R是在考虑到干扰信号的情况下，对数据信号强度的一个度量。如果 S N R过低，将导致数据 信号在被接收时，接收器不能分辨数据信号和噪音信号，最终引起数据错误。因此，为了使数 据错误限制在一定范围内，必须定义一个最小的可接收的S N R。 非屏蔽双绞线电缆的优点： 1
12、) 无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间； 2) 质量小、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。 国际电气工业协会（E I A）为双绞线电缆定义了5种不同质量的型号。 计算机网络综合布线使用第3、4、5类。这三类分别定义为： 第3类：指目前在A N S I和E I A / T I A 5 6 8标准中指定的电缆。该电缆的传输特性最高规格为 1 6 M H z，用于语音传输及最高传输速率为1 0 M b p s的数据传输。 第4类：该类电缆的传输特性最高规格为2 0 M H z，用于语音传输和最高传输速率1 6 M
13、 b p s的 数据传输。 第5类：该类电缆增加了绕线密度，外套是一种高质量的绝缘材料，传输特性的最高规格 为1 0 0 M H z，用于语音传输和最高传输速率为1 0 0 M b p s的数据传输。 16计计网络综合布线系统与施工技术 下载 在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。一般地说，4对双绞线绞距周期在 3 8 . 1 m m长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在1 2 . 7 m m以内。 2.1.2 同轴电缆 同轴电缆（coaxial cable）是由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线所组成。 柱体同导线用绝缘材料隔开，其频率特性比双绞线好，能进行较高速率的传
14、输。由于它的屏蔽 性能好，抗干扰能力强，通常多用于基带传输。 在同轴电缆网络中，一般可分为3类： 主干网； 次主干网； 线缆。 主干线路在直径和衰减方面和其他线路不同，前者通常由防护层的电缆构成。次主干电缆 的直径比主干电缆小，当在不同建筑物的层次上使用次主干电缆时，要采用高增益的分布式放 大器，并要考虑沿着电缆与用户出口的接口。 目前，同轴电缆可分为工作站部分和服务器部分（如网间连接器、数据库、打印机） ，以 及与其相关的接口部件。 同轴电缆不可绞接，各部分是通过低损耗的 7 5 连接器来连接的。连结器在物理性能上与 电缆相匹配。中间接头和耦合器用线管包住，以防不慎接地。若希望电缆埋在光照射
15、不到的地 方，最好把电缆埋在冰点以下的地层里。如果不想把电缆埋在地下，最好采用电杆来架设。同 轴电缆每隔1 0 0 m采用一个标记，以便于维修。必要时每隔2 0 m要对电缆进行支撑。在建筑物内 部安装时，要考虑便于维修和扩展，在必要的地方还要提供管道来保护电缆。 对电缆进行测试的主要参数有： 1) 导体或屏蔽层的开路情况； 2) 导体和屏蔽层之间的短路情况； 3) 导体接地情况； 4) 在各屏蔽接头之间的短路情况。 同轴电缆可分为两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带常用的电缆，其 屏蔽线是用铜做成网状的，特征阻抗为 5 0 ，如R G - 8、R G - 5 8等：宽带常用的电缆
16、，其屏蔽层 通常是用铝冲压成的。特征阻抗为7 5 ，如R G - 5 9等。 粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大小。粗缆适用于比较大型的局部网络，它 的标准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的 入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆，安装难度也大，所以总体造价高。相反， 细缆则比较简单、造价低。但由于安装过程要切断电缆，两头装上基本网络连接头（ B N C） ， 然后接在T型连接器两端，所以当接头多时容易产生接触不良的隐患，这是目前运行中的以太 网所发生的最常见故障之一。 为了保持同轴电缆的正确电气特性，电缆屏蔽层必须接地。同时两头要有终端来削弱信号 反射作用。 无论是粗缆还是细缆均为总线拓扑结构，即一根缆上接多部机器，这种拓扑适用于机器密 集的环境。但是当一触点发生故障时，故障会串联影响到整根缆上的所有机器，故障的诊断 和修复都很麻烦。所以，逐步被非屏蔽双绞线或光缆取代。当前，同轴电缆的型号一般有如 下几种： 第2章计网络传输介质计计17 下载 R G-8或R G-115
