常见的传输介质

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——————双绞线——————
1.1非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)

双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线最外层由绝缘材料包裹,为了降低信号干扰,内部每两根绝缘铜导线相互缠绕,名符其实。双绞线又可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类。

非屏蔽双绞线只有线缆外皮作为屏蔽层,而屏蔽式双绞线则具有一个金属甲套(sheath),对电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)具有较强的抵抗能力。目前广泛使用的是非屏蔽双绞线,因为价格便宜,容易安装,性价比较高。细心的读者可能会发现图中的五类屏蔽双绞线多了根导线,这是一条金属铜导线,是接地用的,可以加强双绞线的数据传输和抗干扰能力。

1.2非屏蔽双绞线的标准

双绞线既可用于传输模拟信号,又可用于传输数字信号。美国的电气工业协会/电信工业协会(EIA/TIA)制定标准来评估非屏蔽双绞线,分为多个等级,每个等级的传输速率和应用环境不同,标准如下:

第一类线:主要用于传输语音(一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆),不用于数据传输。其数据传输速率可达4Mbps。

第二类线:传输频率为1MHz,用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输,常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。

第三类线: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10Mbps的数据传输,主要用于10base-T。

第四类线:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输,主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。

第五类线: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100Mbps的数据传输,主要用于100base-T和10base-T网络,这就是我们最常用的双绞线。

超五类线:超5类具有衰减小,串扰少,并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的时延误差,性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网(1000Mbps)。

六类线:该类电缆的传输频率为1MHz~250MHz,六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有较大的余量,它提供2倍于超五类的带宽,最大速度可达到1 000 Mbps,能满足千兆位以太网需求。

另外,由欧州提出的标准七类线,为ISO7类/F级标准中最新的一种双绞线,它主要为了适应万兆位以太网技术的应用和发展。但它不再是一种非屏蔽双绞线了,而是一种屏蔽双绞线,所以它的传输频率至少可达500 MHz,是六类线和超六类线的2倍以上,传输速率

可达10 Gbps。


——————————同轴电缆(Coaxial Cable)—————

2.1同轴电缆结构

同轴电缆以单根铜导线为内芯(电缆铜芯),外裹一层绝缘材料(绝缘层),外覆密集网状导体(铜网),最外面是一层保护性塑料(外绝缘层)。金属屏蔽层能将磁场反射回中心导体,同时也使中心导体免受外界干扰,故同轴电缆比双绞线具有更高的带宽和更好的噪声抑制特性。

2.2基带同轴电缆

广泛使用的同轴电缆有两种:一种为50Ω(指沿电缆导体各点的电磁电压对电流之比) 同轴电缆,用于数字信号的传输,即基带同轴电缆;另一种为75Ω同轴电缆,用于宽带模拟信号的传输,即宽带同轴电缆。而基带同轴电缆的主要类型有粗缆(RG-8)和细缆(RG-58)。

2.3同轴电缆应用

现在计算机局域网中一般都使用细缆组网。细缆一般用于总线型网络布线连接。利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡,同轴电缆的两端需安装50Ω终端电阻器。细缆网络每段干线长度最大为185米,每段干线最多可接入30个用户。如要拓宽网络范围,则需要使用中继器,如采用4个中继器连接5个网段,使网络最大距离达到925米。细缆安装较容易,而且造价较低,但因受网络布线结构的限制,其日常维护不是很方便,一旦一个用户出故障,便会影响其他用户的正常工作

粗缆适用于较大局域网的网络干线,布线距离较长,可靠性较好。用户通常采用外部收发器与网络干线连接。粗缆局域网中每段长度可达500米,采用4个中继器连接5个网段后最大可达2500米。用粗缆组网如果直接与网卡相连,网卡必须带有AUI接口(15针D型接口)。用粗缆组建的局域网虽然各项性能较高,具有较大的传输距离,但是网络安装、维护等方面比较困难,且造价较高。

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。


——————————光纤(Fiber)————————

3.1光缆结构

光纤一般都是使用石英玻璃制成,横截面积非常小,利用内部全反射原理来传导光束。光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为“光缆”。光缆(optical fiber cable)由光导纤维纤芯(光纤核心)、玻璃网层(内部敷层)和坚强的外壳组成(外部保护层)。

3.2光纤分类

目前有两种光纤:单模光纤和多模光纤(模即Mode,这里指入射角)。单模光纤的纤芯直径很小,约为8~10μm,在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大,距离远,一般由激光作光源,多用于远程通信。多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光

纤,一般由二极管发光,多用于网络布线系统。与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。
3.3光纤传输

光纤的数据传输:由光发送机产生光束,将电信号转变为光信号,再把光信号导入光纤,在光纤的另一端由光接收机接收光纤上传输来的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再处理。光纤的传输距离远、传输速度快,是局域网中传输介质的姣姣者。不过光纤的安装和连接需由专业技术人员完成。

光纤中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号,加上提供极宽的频带且功率损耗小,所以光纤具有传输距离长(多模光纤有2公里以上,单模光纤则有上百公里,如我们熟知的海底通讯光缆)、传输率高(可达数千Mbps)、保密性强(不会受到电子监听)等优点,适用于高速局域网,远距离的信息传输以及主干网连接。

虽然目前光纤费用昂贵,但是光纤到户(FTTH:Fiber To The Home)作为宽带接入的最终发展方向已是不可逆转,据报导,2007第一季度日本宽带用户数达2644万户,其中光纤宽带用户880万户,市场占有率挺进33%。香港特区政府有关部门2007年月11月公布的数据显示,香港光纤到户及光纤到楼加局域网的普及率已达到21.2%,超越韩国和日本,成为全球之冠。笔者跟大家一样,期待着有一天可以用上光纤。

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