网线:
Network Cable
,网络连接线是从一个网络设备(如计算机)连接到另一个网络设备传输信息的介质,是网络的基本组成部分。在我们常用的局域网中,使用的网线种类繁多。一般情况下,典型的局域网不会使用各种不同类型的网线连接网络设备。不同类型的网线用于连接大型网络或广域网中的不同类型的网络。根据网络的拓扑结构、网络结构结构、网络结构标准和传输速度选择哪种网线。
了解网线的类型和特点对我们正确设计和构建网络非常重要。让我们来看看网线的类型和技术特点。
双绞线
双绞线(
Twisted Pair
)分为屏蔽(
Shelded TwisteD Pair
,简称
STP
)和非屏蔽(
Unshelded TwisteD Pair
,简称
UTP
)两种。所谓屏蔽,是指网线内信号线外包裹一层金属网,屏蔽层外为绝缘皮,可有效隔离外部电磁信号的干扰。
UTP
是目前局域网中使用频率最高的网线。这种网线在塑料绝缘皮肤中包裹着八条信号线,每两条缠绕在一起,形成四对,因此得名双绞线。双绞线相互缠绕的目的是利用铜线中电流产生的电磁场来抵消相邻线路的干扰,减少外部干扰。每对线在每英寸长度上相互缠绕的次数决定了抗干扰能力和通信质量。缠绕越紧,通信质量越高,网络数据传输速率越高,成本越高。国际电工委员会和国际电信委员会
EIA
/
TIA(Electronic Industry Assoctation
/
Telecomminication Industry Association)
已经建立了
UTP
根据使用领域,网线的国际标准分为
5
个类别(
Categories
或者简称
CaT
),各类网线制造商将在其绝缘皮肤上标注其类型,如
CaT
-
5
或者
Categories
-
5
,我们在选购的时候需要注意。
Cat
-
3
和
Cat
-
5
是计算机网络中使用最多的类型,在不增加其他网络连接设备(如集线器)的情况下,单段
Cat
-
3
Cat
-
5
的最大允许使用长度是<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />
100
米
,增强型
100baSe
-
TX
网络也不超过
220
米
。平时常说的所谓超五类线,只是厂家为了保证通讯质量单方面提高的
CaT
-
5
标准,目前并没有被
EIA
/
TIA
认可。
UTP
网线使用
RJ
-
45
水晶头进行连接,
RJ45
接头是一种只能固定方向插入并自动防止脱落的塑料接头,网线内部的每一根信号线都需要使用专用压线钳使它与
RJ
-
45
的接触点紧紧连接,根据网络速度和网络结构标准的不同,接触点与网线的接线方式也不同。
UTP
网线适用于
10base
-
T
,
100base
-
T
,
100base
-
TX
标准的星型拓扑结构网络。
STP
使用金属屏蔽层来降低外界的电磁干扰(
EMI
),当屏蔽层被正确地接地后,可将接收到的电磁干扰信号变成的电流信号,与在双绞线形成的干扰信号电流反向。只要两个电流是对称的,它们就可抵消,而不给接收端带来噪声。可是,屏蔽层不连续或者屏蔽层电流不对称时,就会降低甚至完全失去屏蔽效果而导致噪声。
STP
线缆只有当完全的端对端链路均完全屏蔽及正确接地后,才能防止电磁辐射及干扰。要使噪声减小到最小,提高信噪比,这种抗干扰、防辐射的能力,就是所谓的电磁兼容性(
EMC
)。
STP
线缆的缺点是,在高频传输时衰减增大,如果没有良好的屏蔽效果,平衡性会降低,也会导致串扰噪声。而屏蔽的效果取决于屏蔽材料、屏蔽层密度以及电磁干扰信号类型、频率、噪声源至屏蔽层的距离、屏蔽的连续性和所采用的接地结构等。
STP
一般用在易于受电磁干扰和无线频率干扰的环境中。
同轴电缆
同轴电缆
(Coaxtal CabLe)
是指有两个同心导体,而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。它是计算机网络中使用广泛的另外一种线材。由于它在主线外包裹绝缘材料,在绝缘材料外面又有一层网状编织的屏蔽金属网线,所以能很好的阻隔外界的电磁干扰,提高通讯质量。
同轴电缆的优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信,而其缺点也是显而易见的:一是体积大,细缆的直径就有
3
/
8
英寸粗,要占用电缆管道的大量空间;二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲,这些都会损坏电缆结构,阻止信号的传输;最后就是成本高,而所有这些缺点正是双绞线能克服的,因此在现在的局域网环境中,基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代。
同轴电缆分为细缆
(RG
-
58)
和粗缆
(RG
-
11)
两种。
细缆的直径为
0
.
26
厘米,最大传输距离
185
米
,使用时与
50
Ω终端电阻、
T
型连接器、
BNC
接头与网卡相连,线材价格和连接头成本都比较便宜,而且不需要购置集线器等设备,十分适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。缆线总长不要超过
185
米
,否则信号将严重衰减。细缆的阻抗是
50
Ω。
粗缆(
RG
-
11
)的直径为
1
.
27
厘米,最大传输距离达到
500
米
。由于直径相当粗,因此它的弹性较差,不适合在室内狭窄的环境内架设,而且
RG
-
11
连接头的制作方式也相对要复杂许多,并不能直接与电脑连接,它需要通过一个转接器转成
AUI
接头,然后再接到电脑上。由于粗缆的强度较强,最大传输距离也比细缆长,因此粗缆的主要用途是扮演网络主干的角色,用来连接数个由细缆所结成的网络。粗缆的阻抗是
75
Ω。
光纤
光纤(
Fiber Optic CabLe
)以光脉冲的形式来传输信号,因此材质也以玻璃或有机玻璃为主。它由纤维芯、包层和保护套组成。
光纤的结构和同轴电缆很类似,也是中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光导纤维,周围包裹着保护材料,根据需要还可以多根光纤并合在一根光缆里面。根据光信号发生方式的不同,光纤可分为单模光纤和多模光纤。
光纤最大的特点就是传导的是光信号,因此不受外界电磁信号的干扰,信号的衰减速度很慢,所以信号的传输距离比以上传送电信号的各种网线要远得多,并且特别适用于电磁环境恶劣的地方。由于光纤的光学反射特性,一根光纤内部可以同时传送多路信号,所以光纤的传输速度可以非常的高,目前
1GbPS
1000MbPS
的光纤网络已经成为主流高速网络,理论上光纤网络最高可达到
50000Gbps(50Tbps)
的速度。光纤由于其传输方式的巨大不同,具有自己的一套网络模型,那就是
10baseF
,
100baseF
,
1000basef
局域网标准,单段最大长度可达
2000
米
。
光纤网络由于需要把光信号转变为计算机的电信号,因此在接头上更加复杂,除了具有连接光导纤维的多种类型接头
如
SMa
、
SC
、
ST
、
FC
光纤接头
以外,还需要专用的光纤转发器等设备,负责把光信号转变为计算机电信号,并且把光信号继续向其他网络设备发送。
光纤是前景非常看好的网络传输介质。但由于目前价格昂贵,因此中小型的办公用局域网没有必要选它。目前光纤的主要应用是在大型的局域网中用作主干线路。但随着成本的降低,在不远的未来,光纤到楼、到户,甚至会延伸到桌面,给我们带来全新的高速体验。