網(wǎng)絡(luò)線纜的分類、基礎(chǔ)知識(shí)：UTPSTPScTP同軸纜光纜

  網(wǎng)線
  NetworkCable網(wǎng)絡(luò)連接線是從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如計(jì)算機(jī))連接到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳遞信息的介質(zhì)，是網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)件。在我們常用的局域網(wǎng)中，使用的網(wǎng)線也是具有多種類型。在通常情況下，一個(gè)典型的局域網(wǎng)一般是不會(huì)使用多種不同種類的網(wǎng)線來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的。在大型網(wǎng)絡(luò)或者廣域網(wǎng)中為了把不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接在一起就會(huì)使用不同種類的網(wǎng)線。在眾多種類的網(wǎng)線中，具體使用哪一種網(wǎng)線要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和傳輸速度來(lái)進(jìn)行選擇。
  了解網(wǎng)線的種類和特征，對(duì)于我們正確的設(shè)計(jì)和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)是很重要的，下面我們按類別來(lái)看看有些什么種類的網(wǎng)線以及它們的技術(shù)特征。

  雙絞線
  雙絞線(TwistedPair)分為屏蔽(ShieldedTwistedPair，簡(jiǎn)稱STP)和非屏蔽(UnshieldedTwistedPair，簡(jiǎn)稱UTP)(如圖1)兩種。所謂的屏蔽就是指網(wǎng)線內(nèi)部信號(hào)線的外面包裹著一層金屬網(wǎng)，在屏蔽層外面才是絕緣外皮，屏蔽層可以有效地隔離外界電磁信號(hào)的干擾。

  UTP是目前局域網(wǎng)中可以算使用頻率最高的一種網(wǎng)線。這種網(wǎng)線在塑料絕緣外皮里面包裹著八根信號(hào)線，它們每?jī)筛鶠橐粚?duì)相互纏繞，形成總共四對(duì)，雙絞線也因此得名。雙絞線這樣互相纏繞的目的就是利用銅線中電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)互相作用抵消鄰近線路的干擾并減少來(lái)自外界的干擾。每對(duì)線在每英寸長(zhǎng)度上相互纏繞的次數(shù)決定了抗干擾的能力和通訊的質(zhì)量，纏繞得越緊密其通訊質(zhì)量越高，就可以支持更高的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送速率，當(dāng)然它的成本也就越高。國(guó)際電工委員會(huì)和國(guó)際電信委員會(huì)EIA/TIAElectronicIndustryAssociation/TelecommunicationIndustryAssociation已經(jīng)建立了UTP網(wǎng)線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)并根據(jù)使用的領(lǐng)域分為5個(gè)類別(Categories或者簡(jiǎn)稱CAT)，每種類別的網(wǎng)線生產(chǎn)廠家都會(huì)在其絕緣外皮上標(biāo)注其種類，例如CAT-5或者Categories-5，我們?cè)谶x購(gòu)的時(shí)候需要注意。這5類UTP網(wǎng)線區(qū)別我們列表說(shuō)明見表1。

  CAT-3和CAT-5是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最多的類型，在不增加其他網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備(如集線器)的情況下，單段CAT-3CAT-5的最大允許使用長(zhǎng)度是100米，增強(qiáng)型100Base-TX網(wǎng)絡(luò)也不超過(guò)220米。平時(shí)常說(shuō)的所謂超五類線，只是廠家為了保證通訊質(zhì)量單方面提高的CAT-5標(biāo)準(zhǔn)，目前并沒(méi)有被EIA/TIA認(rèn)可。

  UTP網(wǎng)線使用RJ-45水晶頭進(jìn)行連接，RJ45接頭是一種只能固定方向插入并自動(dòng)防止脫落的塑料接頭，網(wǎng)線內(nèi)部的每一根信號(hào)線都需要使用專用壓線鉗(如圖2)使它與RJ-45的接觸點(diǎn)緊緊連接(如圖3)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)速度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的不同，接觸點(diǎn)與網(wǎng)線的接線方式也不同。

  UTP網(wǎng)線適用于10Base-T，100Base-T，100Base-TX標(biāo)準(zhǔn)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

  STP使用金屬屏蔽層來(lái)降低外界的電磁干擾(EMI)，當(dāng)屏蔽層被正確地接地后，可將接收到的電磁干擾信號(hào)變成的電流信號(hào)，與在雙絞線形成的干擾信號(hào)電流反向。只要兩個(gè)電流是對(duì)稱的，它們就可抵消，而不給接收端帶來(lái)噪聲?？墒?，屏蔽層不連續(xù)或者屏蔽層電流不對(duì)稱時(shí)，就會(huì)降低甚至完全失去屏蔽效果而導(dǎo)致噪聲。STP線纜只有當(dāng)完全的端對(duì)端鏈路均完全屏蔽及正確接地后，才能防止電磁輻射及干擾。要使噪聲減小到最小，提高信噪比，這種抗干擾、防輻射的能力，就是所謂的電磁兼容性(EMC)。

  STP線纜的缺點(diǎn)是，在高頻傳輸時(shí)衰減增大，如果沒(méi)有良好的屏蔽效果，平衡性會(huì)降低，也會(huì)導(dǎo)致串?dāng)_噪聲。而屏蔽的效果取決于屏蔽材料、屏蔽層密度以及電磁干擾信號(hào)類型、頻率、噪聲源至屏蔽層的距離、屏蔽的連續(xù)性和所采用的接地結(jié)構(gòu)等。

  STP一般用在易于受電磁干擾和無(wú)線頻率干擾的環(huán)境中。

  同軸電纜
  同軸電纜CoaxialCable是指有兩個(gè)同心導(dǎo)體，而導(dǎo)體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用廣泛的另外一種線材。由于它在主線外包裹絕緣材料，在絕緣材料外面又有一層網(wǎng)狀編織的屏蔽金屬網(wǎng)線，所以能很好的阻隔外界的電磁干擾，提高通訊質(zhì)量。

  同軸電纜的優(yōu)點(diǎn)是可以在相對(duì)長(zhǎng)的無(wú)中繼器的線路上支持高帶寬通信，而其缺點(diǎn)也是顯而易見的：一是體積大，細(xì)纜的直徑就有3/8英寸粗，要占用電纜管道的大量空間；二是不能承受纏結(jié)、壓力和嚴(yán)重的彎曲，這些都會(huì)損壞電纜結(jié)構(gòu)，阻止信號(hào)的傳輸；最后就是成本高，而所有這些缺點(diǎn)正是雙絞線能克服的，因此在現(xiàn)在的局域網(wǎng)環(huán)境中，基本已被基于雙絞線的以太網(wǎng)物理層規(guī)范所取代。

  同軸電纜分為細(xì)纜RG-58和粗纜RG-11兩種。

  細(xì)纜的直徑為0.26厘米，最大傳輸距離185米，使用時(shí)與50Ω終端電阻如圖5、T型連接器(如圖6)、BNC接頭與網(wǎng)卡相連，線材價(jià)格和連接頭成本都比較便宜，而且不需要購(gòu)置集線器等設(shè)備，十分適合架設(shè)終端設(shè)備較為集中的小型以太網(wǎng)絡(luò)。纜線總長(zhǎng)不要超過(guò)185米，否則信號(hào)將嚴(yán)重衰減。細(xì)纜的阻抗是50Ω。

  粗纜(RG-11)的直徑為1.27厘米，最大傳輸距離達(dá)到500米。由于直徑相當(dāng)粗，因此它的彈性較差，不適合在室內(nèi)狹窄的環(huán)境內(nèi)架設(shè)，而且RG-11連接頭的制作方式也相對(duì)要復(fù)雜許多，并不能直接與電腦連接，它需要通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)接器轉(zhuǎn)成AUI接頭，然后再接到電腦上。由于粗纜的強(qiáng)度較強(qiáng)，最大傳輸距離也比細(xì)纜長(zhǎng)，因此粗纜的主要用途是扮演網(wǎng)絡(luò)主干的角色，用來(lái)連接數(shù)個(gè)由細(xì)纜所結(jié)成的網(wǎng)絡(luò)。粗纜的阻抗是75Ω。

  光纖
  光纖(FiberOpticCable)以光脈沖的形式來(lái)傳輸信號(hào)，因此材質(zhì)也以玻璃或有機(jī)玻璃為主。它由纖維芯、包層和保護(hù)套組成(如圖7)。

  光纖的結(jié)構(gòu)和同軸電纜很類似，也是中心為一根由玻璃或透明塑料制成的光導(dǎo)纖維，周圍包裹著保護(hù)材料，根據(jù)需要還可以多根光纖并合在一根光纜里面。根據(jù)光信號(hào)發(fā)生方式的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖。

  光纖最大的特點(diǎn)就是傳導(dǎo)的是光信號(hào)，因此不受外界電磁信號(hào)的干擾，信號(hào)的衰減速度很慢，所以信號(hào)的傳輸距離比以上傳送電信號(hào)的各種網(wǎng)線要遠(yuǎn)得多，并且特別適用于電磁環(huán)境惡劣的地方。由于光纖的光學(xué)反射特性，一根光纖內(nèi)部可以同時(shí)傳送多路信號(hào)，所以光纖的傳輸速度可以非常的高，目前1Gbps1000Mbps的光纖網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為主流高速網(wǎng)絡(luò)，理論上光纖網(wǎng)絡(luò)最高可達(dá)到50000Gbps50Tbps的速度。光纖由于其傳輸方式的巨大不同，具有自己的一套網(wǎng)絡(luò)模型，那就是10BaseF，100BaseF，1000BaseF局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，單段最大長(zhǎng)度可達(dá)2000米。

  光纖網(wǎng)絡(luò)由于需要把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的電信號(hào)，因此在接頭上更加復(fù)雜，除了具有連接光導(dǎo)纖維的多種類型接頭如SMA、SC、ST、FC光纖接頭以外，還需要專用的光纖轉(zhuǎn)發(fā)器等設(shè)備，負(fù)責(zé)把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)電信號(hào)，并且把光信號(hào)繼續(xù)向其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送。

  光纖是前景非?？春玫木W(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。但由于目前價(jià)格昂貴，因此中小型的辦公用局域網(wǎng)沒(méi)有必要選它。目前光纖的主要應(yīng)用是在大型的局域網(wǎng)中用作主干線路。但隨著成本的降低，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，光纖到樓、到戶，甚至?xí)由斓阶烂?，給我們帶來(lái)全新的高速體驗(yàn)。