第7章 网络传输介质

第7章网络传输介质在多媒体、各种音视频技术被广泛应用的今天，用户对于网络要求越来越高，传输的数据量也变的越来越大。在这种环境下，作为数据传输的承载体-传输介质变的更加重要，企业进行网络建设的时候，网络布线需要构建一个具备强大性能且安全有效的基础。所以，在网络布线时，了解各种网络传输介质便显得非常重要。7.1双绞线7.1.1双绞线简介双绞线是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，是目前局域网最常用的一种布线材料。它由两条相互绝缘的铜线组成，典型直径为1毫米。两根线绞接在一起是为了防止其电磁感应在邻近线对中产生干扰信号。双绞线一般用于星型网络的布线连接，两端安装有RJ-45头（接口，也称为水晶头），连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。现行双绞线电缆中一般包含4个双绞线对，具体为白橙1/橙2、蓝4/白蓝5、绿6/白绿3、棕8/棕白7。计算机网络使用1－2、3－6两组线对分别来发送和接收数据，如图7-1所示。图7-17.1.2双绞线的种类双绞线接头为具有国际标准的RJ-45插头和插座。双绞线分为屏蔽（shielded）双绞线STP和非屏蔽（Unshielded）双绞线UTP，非屏蔽双绞线有线缆外皮作为屏蔽层，适用于网络流量不大的场合中。屏蔽式双绞线具有一个金属甲套（sheath），对电磁干扰EMI（ElectromagneticInterference）具有较强的抵抗能力，适用于网络流量较大的高速网络协议应用。双绞线根据性能又可分为5类、6类和7类，现在常用的为5类非屏蔽双绞线，其频率带宽为100MHz，能够可靠地运行4MB、ICME和16MB的网络系统。当运行100MB以太网时，可使用屏蔽双绞线以提高网络在高速传输时的抗干扰特性。6类、7类双绞线分别可工作于200MHz和600MHz的频率带宽之上，且采用特殊设计的RJ-45插头（座）。值得注意的是，频率带宽（MHz）与线缆所传输的数据的传输速率（Mbps）是有区别的——Mbps衡量的是单位时间内线路传输的二进制位的数量，MHz衡量的则是单位时间内线路中电信号的振荡次数。双绞线最多应用于基于CMSA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollissionDetection，载波感应多路访问/冲突检测）技术，即10BASE－T（10Mbps）和100BASE－T（100Mbps）的以太网（Ethernet）中，具体规定有：z一段双绞线的最大长度为100米，只能连接一台计算机。z双绞线的每端需要一个RJ-45插件（头或座）。z各段双绞线通过集线器（Hub的10BASE－T重发器）互连，利用双绞线最多可以连接64个站点到重发器（Repeater）。z10BASE－T重发器可以利用收发器电缆连到以太网同轴电缆上。7.1.3双绞线的选取双绞线（TP：TwistedPairwire）是综合布线工程中最常用的一种传输介质，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在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射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22～26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。在双绞线电缆（也称双扭线电缆））内，不同线对具有不同的扭绞长度，一般地说，扭绞长度在38.1cm至14cm内，按逆时针方向扭绞，相邻线对的扭绞长度在12.7cm以上。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到一定限制，但价格较为低廉。目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP：UnshieldedTwistedPair）和屏蔽双绞线（STP：ShieldedTwistedPair）。虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的，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，并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量、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每秒几百万位的可靠传输率。当距离很短，并且采用特殊的电子传输技术时，传输率可达100Mbps～155Mbps。由于利用双绞线传输信息时要向周围辐射，信息很容易被窃听，因此要花费额外的代价加以屏蔽。屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹，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。类似于同轴电缆，它必须配有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，100米内可达到155Mbps。另外，非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：1．无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间；2．重量轻、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。双绞线的规格型号如下：EIA/TIA为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用第三、四、五类。这五种型号如下：第一类：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。第二类：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：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：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：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，这是最常用的以太网电缆。7.1.4双绞线的制作组建网络时，根据情况可以有多种方案，比如双机互连、多机互连；条件上最基本的是要有网线和网卡，这里网线通常指5类的双绞线。在以双绞线作为传输介质的网络中，网线的制作与测试非常重要。因此，组网时首先应从制作和测试网线做起。1．网线制作工具制作网线需要以下四种设备：RJ-45压线钳（图7-2）、旋转剥线刀（图7-3）、RJ-45接头（图7-4），双绞线（图7-5），其中旋转剥线刀是可选项，RJ-45接头指普通的水晶头。图7-2图7-3图7-4图7-52．网线制作步骤所谓双绞线电缆（下称双绞线）是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，是目前网络最常用到的一种布线材料。为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，双绞线也因此而得名，制作网线时可以分为以下步骤：第1步剪断使用RJ压线钳下方的切割刀口，剪取适当长度的网线，实际剪取时可以比需要长度稍长一点，以免后期因为网线的长度不够而使用转接口来延长网线。第2步剥皮网线剪断以后，需要将网线两头的外部保护皮层剥开，以使网线和水晶头连接，先使用压线钳的剪线刀口将线头剪齐，再将线头放入剥线刀口，稍微握紧压线钳慢慢旋转，让刀口划开双绞线的保护胶皮，拔下胶皮，将双绞线的外皮除去1.0－2.0厘米，还有一些双绞线电缆上含有柔软的尼龙绳，如果在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短而不利于制作RJ-45接头时，可以捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以截取到较长点裸露线。如果准备了旋转剥线刀可以将双绞线放入卡槽中，轻轻旋转剥线刀即可将网线的外部保护皮层剥离。第3步排序排序的前提条件必须把4个线对的8条细导线拆开、理顺、捋直然后按照规定的线序排列整齐。目前，最常使用的布线标准有两个，即T568A标准和T568B标准。T568A标准描述的线序从左到右依次为：1-白绿、2-绿、3-白橙、4-蓝、5-白蓝、6-橙、7-白棕、8-棕。T568B标准描述的线序从左到右依次为：1-白橙、2-橙、3-白绿、4-蓝、5-白蓝、6-绿、7-白棕、8-棕。提示：在网络施工过程中，大部分单位建议使用T568B标准。T568A也同样适用一些小型网络。排列水晶头8根针脚：将水晶头有塑料弹簧片的一面向下，有针脚的一方向上，使有针脚的一端指向远离自己的方向，有方型孔的一端对着自己，此时，最左边的是第1脚，最右边的是第8脚，其余依次顺序排列。T568A标准和T568B标准线序表依次为：标准1-2-3-4-5-6-7-8T568A白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕T568B白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕在绕对上必须仔细，否则就会搞错，影响网络的传输速度，甚至可能会造成网络不通。将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的前方，棕色对线拨向自己的方向，绿色对线剥向左方，蓝色对线剥向右方，然后将绿色对线与蓝色对线放在中间位置，而橙色对线与棕色对线保持不动，即放在靠外的位置，做到左一橙，左二绿，左三蓝，左四棕。剥开每一对线，因为我们是遵循T568B的标准来制作接头，所以线对颜色是有一定顺序的。左起：白橙/橙/白绿/蓝/白蓝/绿/白棕/棕。提示：在这里绿色条线应该跨越蓝色对线。容易犯错的地方就是将白绿线与绿线相邻放在一起，这样会造成串扰，使传输效率降低。第4步剪齐把线尽量抻直（不要缠绕）、压平（不要重叠）、挤紧理顺（朝一个方向紧靠），然后用压线钳把线头剪平齐。这样，在双绞线插入水晶头后，每条线都能良好的接触水晶头中的插针，避免接触不良。如果以前剥的皮过长，可以在这里将过长的细线剪短，保留的去掉外层绝缘皮的部分约为14mm，这个长度正好能将各细导线插入到各自的线槽。如果该段留得过长，一来会由于线对不再互绞而增加串扰，二来会由于水晶头不能压住护套而可能导致电缆从水晶头中脱出，造成线路的接触不良甚至中断。第5步插入用拇指和中指捏住水晶头，使有塑料弹片的一侧向下，针脚一方朝向远离自己的方向，并用食指抵住；另一手捏住双绞线外面的胶皮，缓缓用力将8条导线同时沿RJ-45头内的8个线槽插入，一直插到线槽的顶端，如图7-6所示：图7-6第6步压制确认所有导线都到位，并检查一遍线序无误后，就可以用压线钳制作RJ-45头。将RJ-45头从无牙的一侧推入压线钳夹槽后，用力握紧线钳，将突出在外面的针脚全部压入水晶头内。至此，网线的一端制作完成，再按照同样的方法制作网络的另一端。提示：另一端的线序根据所连接设备的不同而有所不同。经常使用的跳线有两种，即直通线和交叉线，两端RJ-45头中的线序排列完全相同的网线，称为直通线，即当一端线序从左到右依次为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时。另一端线序从左到右仍然依次为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。直通线通常只适用于计算机到集线器设备的连接。当使用双绞线直接连接两台计算机或连接两台集线设备时，另一端的线序应作相应的调整，即第1，2线和第3，6线对调，制作为交叉线。例如，当一端线序从左到右依次为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时，另一端线序从左到右应当依次调整为白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。3．网线连通性测试网络制作完成以后，还必须使用测线仪测试网线的连通性，普通的测线仪如图7-7所示。图7-7测线仪采用8根双绞线逐根（对）自动扫描方式，快速测试双绞线。只需推动电源开关即可测试。有快慢二档测试速度，手持端与远程端可以分开与合拢。在测试其连通性时，可以采用以下步骤：第1步将网线一端的水晶头插入测线仪较小部分的对应插口中。第2步将网线另一端的水晶头插入测线仪主要部分的对应插口中。第3步打开测线仪的开关，查看测试仪上的8个指示灯，是否反复一次闪烁，如果反复一次闪烁，说明此网线连通性良好，反之，指示灯不亮，说明网线不通，必须重新制作网线。7.1.5双绞线线序和RJ-45接口引脚序号双绞线由8根铜导线组成，这8根铜导线的顺序分别橙白—1，橙—2，绿白—3，蓝—4，蓝白—5，绿—6，棕白—7，棕—8，如图