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1、浅谈计算机通信传输介质的选择 内容摘要：网络中连接各个通信处理设备的物理媒体称为传输介质。其性能特点对传输速率、成本、抗干扰能力、通信距离、可连接的网络节点数目和数据传输的可靠性等均有重大影响。必须根据不同的通信要求，合理地选择传输介质。传输介质分为有线介质和无线介质。有线介质包括同轴电缆、双绞线和光纤，无线介质包括无线短波、地面微波、卫星、红外线等。下面介绍几种常用的传输介质。 关键词：性价比；抗干扰能力；通信距离一、双绞线 双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电
2、波会被另一根线上发出的电波抵消，它在现在人们生活中用的较广泛的一类传输介质。（一)UTP和STP 双绞线可分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)。屏蔽双绞线（如图1a)电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。图1 双绞线 非屏蔽双绞线（如图1b所示)无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，重量轻、易弯曲、易安装，将串扰减至最小或加以消除，具有阻燃性，具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。 (二)双绞线的类型 双绞线规格型号有1类线、2类线、3类线、4类线、5类线、超5类线和最新的6类线。局域网中非屏蔽双绞线分为
3、3类、4类、5类、超5类以及6类线五种，屏蔽双绞线分为3类和5类两种。类越高则性能越好，但价格也越贵。1（三） 双绞线的连接器 双绞线的连接器最常见的是RJ-11和RJ-45。RJ-11用于连接3对双绞线缆，RJ-45用于连接4对双绞线缆。RJ-45接头俗称水晶头，双绞线的两端必须都安装RJ-45插头，以便插在以太网卡、集线器（Hub）或交换机（Switch）RJ-45接口上。水晶头也可分为几种档次。质量的好坏主要体现为接触探针是镀铜的，容易生锈，造成接触不良，网络不通。质量差的另一点明显表现为塑扣位扣不紧（通常是变形所致），也很容易造成接触不良，网络中断。水晶头虽小，但在网络中却很重要，在许
4、多网络故障中就有相当一部分是因为水晶头质量不好而造成的。图2 直通线和交叉线 注：在目前的交换机设备端口实现技术中，大多数厂商都实现了MDI及MDI-X接口的自动切换，即对于普通用户来讲，使用交换机连接不同设备时，如果交换机的端口类型是MDI-MDIX自动协商的，连接所使用的双绞线类型即可无需考虑，交换机会按照在端口的哪个管脚接收数据而自动进行MDI及MDI-X的切换。 下面内容是按照标准的情况进行的建议，如使用一些自适应交换机时，可不必考虑双绞线的适用场合的限制。（四） 双绞线的适用场合 在实际的网络环境中，一根双绞线的两端分别连接不同设备时，必须根据标准确定两端的线序，否则将无法连通。通常
5、，在下列情况下，双绞线的两端线序必须一致才可连通。如图3所示。 1.主机与交换机的普通端口连接。 2.交换机与路由器的以太口相连。 3.集线器的uplink口与交换机的普通端口相连。图3 采用直通缆的场合在下列情况下，双绞线的两端线序必须将一端中的1与3对调，2与6对调才可连通，如图4所示。 1.主机与主机的网卡端口连接。 2.交换机与交换机的非uplink口相连。 3.路由器的以太口互连。 4.主机与路由器以太口相连。图4采用交叉缆的场合 (五) 双绞线的优缺点：使用双绞线作为传输介质的优越性在于其技术和标准非常成熟，价格低廉、而且安装也相对简单。缺点是双绞线对电磁干扰比较敏感，并且容易被窃
6、听。双绞线目前主要在室内环境中使用。 (六)双绞线的选用 双绞线用于模拟传输或数字传输，其通信距离一般为几千米到十几千米。对于模拟传输，当传输距离太长时要加放大器，以将衰减了的信号放大到合适的数值。对于数字传输则要加中继器，以将失真了的数字信号进行整形。导线越粗，其通信距离就越远，但造价也越高。 双绞线主要用于点到点的连接，如星型拓扑结构的局域网中，计算机与集线器之间常用双绞线来连接，但其长度不超过100米。双绞线也可用于多点连接。作为一种多点传输介质，它比同轴电缆的价格低，但性能要差一些。 表1双绞线用途绞合线类别带宽典型应用316MHZ低速网路；模拟电话420MUZ短距离的10BASE-T
7、以太网5100MHZ以太网；某些10BASE-T快速以太网5F(超五类)100MHZ100BASE-T快速以太网；100BASE-T吉比特快速以太网6250MHZ1000BASE-T吉比特快速以太网；网络7600MHZ可能用于以后的10吉比特快速以太网二、 同轴电缆 同轴电缆是一种用途广泛的传输媒介，这种传输媒介由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成。内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开，如图5所示。图5 同轴电缆结构图（一）同轴电缆的分类： 根据传输频带的不同，同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型。 1. 基带同轴电缆 基带（Raseband）同轴电缆是特性阻抗
8、为50欧姆的同轴电缆，用于传送数学信号。通常把表示数字信号的方波所固有的频带称为基带。 2.宽带同轴电缆 宽带（Broad band）同轴电缆是特性阴抗为75欧的CATV（Community Antenna Television，公用天线电视）电缆，用于传送模拟信号。宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的。宽带同轴电缆由于其通频带宽，故能将语音、图像、图形、数据同时在一条电缆上传送。宽带同轴电缆的传输距离最长可达10千米（不加中继器），一般为20千米（加中继器）。其抗干扰能力强，可完全避开电磁干扰，可连接上千台设备。（二）同轴电缆连接设备 同轴电缆主要应用于环形拓扑结构的小型局域网中
9、。采用同轴电缆进行网络连接时，常用到如下接头设备。 BNC桶型接头：用于连接两段细同轴电缆。 BNC连接器： BNC电缆连接器由一根中心针、一个外套和卡座组成。每段电缆的两端必须安装BNC连接器，如图6所示。图6 BNC电缆连接设置BNC T型接头：T型接头用于连接细缆的BNC连接器和网卡，每台工作站都需要一个T型接头。如图7所示。 终端匹配器：每个粗同轴电缆网段都必须用50系列终端匹配器连接。每个细同轴电缆网段的两端都有必须有一个50的BNC终端匹配器，直接连接于BNC T型接头。(三)同轴电缆的特点：与双绞线相比，同轴电缆的抗干扰能力强、屏蔽性能好、传输数据稳定、价格也便宜，它不用连接在集
10、线器或交换机上即可使用。同轴电缆的带宽取决于电缆长度，1km的电缆可以达到1Gbps到2Gbps的数据传输速率。它可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放大器细缆安装较容易，但日常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网中。（四）同轴电缆选用原则 现在，光传输介质网路已经被分成三个参次：核心网、城域网和接入网。光缆的敷设方式 大致有：直埋、管道和架空等。光缆制造厂商和用户都是根据光缆所应用的环境条件差异和所采用的敷设方式来针对性的设计不同的光缆结构。选择不同的光缆材料来确保光缆在所采用的敷设方式敷设之后
11、，光缆能够长期安全可靠的工作。 众所周知，光缆是由光纤和各种不同材料构成的组合体。光缆质量的好坏除了与制造技术有关之外，光缆材料的品种和性能的正确与否也会对光缆质量、价格和寿命起到十分重要的影响。一般光缆材料的选择所遵循的原则是：首先，根据光缆的使用环境和敷设方式选择所用材料的种类；其次，所选用的材料应该依据国家标准、行业标准、参照国际标准、结合我国的具体实际对各种的各项性能逐一检测并综合考擦，以求能够达到既有利于光缆生产，又便于质量的双重效果；最后，再考虑材料性能优良和稳定的基础上，我们必须考虑材料的工艺性能、销售价格成本、长期供应渠道，以及环境保护等问题。三、 光纤 (一) 光缆的组成 光
12、纤是光缆的纤芯，光纤由光纤芯、包层和涂覆层三部分组成。双绞线的结构如图7所示。图7 光纤的构成(二) 光纤的分类光纤可以根据构成光纤的材料、光纤的制造方法、光纤的传输总模数、光纤横截面上的折射率分布和工作波长进行分类。 1.按照折射率分布不同来分 通常采用的是均匀光纤（阶跃型光纤）和非均匀光纤（渐变型光纤）两种。 2.按照传输的总模数来分 通常可分为单模光纤和多模光纤两种，单模光纤常用于建筑群之间的布线。多模光纤常用于建筑物内干线子系统、水平子系统或建筑群之间的布线。 3.按波长分类 综合布线所用光纤有三个波长区：l 850nm波长区。l 1310nm波长区。l 1550nm波长区。 4.按纤
13、芯直径划分 光纤纤芯直径有三类，光纤的包层直径均为125m。l 62.5m渐变增强型多模光纤。l 50m渐变增强型多模光纤。l 8.3m突变型单模光纤。 应用传输距离 网络速率 传输距离 网络标准光纤 光源波长 100Mbps 2000m100BASE-FXMMF(多模)LED1300nm 1000Mbps 300m1000BASE-SXMMF(多模)VCSEL850nm 1000Mbps 550m1000BASE-LX*MMF(多模)Laser1300nm 1000Mbps 2000m1000BASE-LXSMF(单模) Laser1310nm 10Gbps 300m10GBASE-SOM3
14、(多模) VCSEL850nm 10Gbps 300m10GBASE-LX4OM1(多模) Laser1310nm 10Gbps 210Km10GBASE-LOS1(单模)Laser1310nm 10Gbps 40Km10GBASE-EOS1(单模) Laser1550nm表2 （三）光纤通信系统 目前在局域网中实现的光纤通信是一种光电混合式的通信结构。通信终端的电信号与光缆中传输的光信号之间要进行光电转换，光电转换通过光电转换器完成，如图8所示。图8 光纤通信系统在发送端，电信号通过发送器转换为光脉冲在光缆中传输。到了接收端，接收器把光脉冲还原为电信号送到通信终端。由于光信号目前只能单方向传输，所以，目前光纤通信系统通常都是用2芯，一芯用于发送信号，一芯用于接收信号。3（四）光纤连接器 光纤连接部件主要有配线架、端接架、接线盒、光缆信息插座、各种连接器（如ST、SC、FC等）以及用于光缆与电缆转换的器件。它们的作用是实现光缆线路的端接、接续、交连和光缆传输系统的管理，从而形成光缆传输系统通道。常用的光纤适配器如图9所示。常用的光纤连接器主要有以下几种，如图10所示。图9 光纤适配器2图10光纤连接器（五）光纤通信的特点1.通信容量大、传输距离远。 2.信号串扰小、保密性能好。 3.抗电磁干扰、
