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发信人: superman (☆风雨无阻☆), 信区: Network
标 题: [转载] 计 算 机 网 络 中 的 传 输 介 质
发信站: 紫 丁 香 (Sat Aug 29 07:39:07 1998), 站内信件
【 以下文字转载自 cninternet 讨论区 】
【 原文由 Air_Garden@bbs.ustc.edu.cn 所发表 】
---- 适 应 信 息 时 代 的 需 要， 智 能 大 厦 应 运 而 生。
现 代 商 业 迫 切 需 要 快 速 的 数 据 通 信 和 有 效 的 信
息 共 享。 通 信 网 络、 设 备、 布 线 基 础 设 施 成 为 现
代 商 业 和 智 能 化 大 厦 的 关 键 设 施。 随 着 计 算 机
和 网 络 通 信 技 术、 应 用 的 发 展， 智 能 大 厦 布 线 能
够 支 持 话 音、 数 据、 影 像 和 控 制 等 应 用。 大 厦 网
络 在 处 理 能 力、 规 模 和 速 度 上 迅 速 发 展， 日 益 需
要 运 行 可 靠、 易 于 管 理 的 综 合 结 构 化 布 线 系 统。
---- 在 智 能 大 厦 综 合 布 线 的 设 计 和 实 施 中， 首 先
遇 到 的 是 通 信 传 输 介 质 问 题。 在 计 算 机 联 网 中，
常 用 的 传 输 介 质 包 括 双 绞 线、 同 轴 电 缆、 光 缆 等
几 种， 了 解 它 们 的 性 能、 品 种 和 安 装 过 程 中 的 注
意 事 项 很 有 必 要。
一、 用 途 及 特 点
---- 1. 双 绞 线
---- 双 绞 线（TP：Twisted Pairwire） 是 综 合 布 线 工 程
中 最 常 用 的 一 种 传 输 介 质。 双 绞 线 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， 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 无 屏 蔽 双 绞 线（UTP：
Unshilded Twisted Pair， 也 称 非 屏 蔽 双 绞 线) 和 屏 蔽
双 绞 线（STP：Shielded Twisted Pair），STP 又 分 为3 类 和5
类 两 种， 而UTP 分 为3 类、4 类、5 类 和 超5 类。
---- 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 幅 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 泊 包 裹， 以
减 小 幅 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。
---- 2. 同 轴 电 缆
---- 同 轴 电 缆（Coaxial cable） 是 由 一 根 空 心 的 外 圆
柱 导 体 及 其 所 包 围 的 单 根 导 线 组 成。 柱 体 同 导
线 用 绝 缘 材 料 隔 开， 其 频 率 特 性 比 双 绞 线 好， 能
进 行 较 高 速 率 的 传 输。 又 由 于 它 的 屏 蔽 性 能 好，
抗 干 扰 能 力 强， 因 此 通 常 多 用 于 基 带 传 输。
---- 同 轴 电 缆 网 络 一 般 可 分 为 三 类：
主 干 网。 主 干 线 路 在 直 径 和 衰 减 方 面 与 其 他
线 路 不 同， 前 者 通 常 由 有 防 护 层 的 电 缆 构
成。
次 主 干 网。 次 主 干 电 缆 的 直 径 比 主 干 电 缆
小。 当 在 不 同 建 筑 物 的 层 次 上 使 用 次 主 干 电
缆 时， 要 采 用 高 增 益 的 分 布 式 放 大 器， 并 要
考 虑 电 缆 与 用 户 出 口 的 接 口。
线 缆。
---- 目 前， 同 轴 电 缆 可 分 为 工 作 站 部 分 和 服 务 器
部 分（ 如 网 间 连 接 器、 数 据 库、 打 印 机）， 以 及 与
其 相 关 的 接 口 部 件。
---- 同 轴 电 缆 不 可 绞 接， 各 部 分 是 通 过 低 损 耗 的
75 欧 姆 连 接 器 连 接 的。 连 结 器 在 物 理 性 能 上 与
电 缆 相 匹 配。 中 间 接 头 和 耦 合 器 用 线 管 包 住， 以
防 不 慎 接 地。 若 希 望 电 缆 埋 在 光 照 射 不 到 的 地
方， 那 么 最 好 把 电 缆 埋 在 冰 点 以 下 的 地 层 里。 如
果 不 想 把 电 缆 埋 在 地 下， 则 最 好 采 用 电 杆 来 架
设。 同 轴 电 缆 每 隔100 米 设 一 个 标 记， 以 便 于 维
修。 必 要 时 每 隔20 米 要 对 电 缆 进 行 支 撑。 在 建 筑
物 内 部 安 装 时， 要 考 虑 便 于 维 修 和 扩 展， 在 必 要
的 地 方 还 需 提 供 管 道， 保 护 电 缆。
---- 同 轴 电 缆 一 般 安 装 在 设 备 与 设 备 之 间。 在 每
一 个 用 户 位 置 上 都 装 备 有 一 个 连 接 器， 为 用 户
提 供 接 口。 接 口 的 安 装 方 法 如 下：
---- （1） 细 缆 将 细 缆 切 断， 两 头 装 上BNC 头， 然 后
接 在T 型 连 接 器 两 端。
---- （2） 粗 缆 粗 缆 一 般 采 用 一 种 类 似 夹 板 的Tap
装 置 进 行 安 装， 它 利 用Tap 上 的 引 导 针 穿 透 电 缆
的 绝 缘 层， 直 接 与 导 体 相 连。 电 缆 两 端 头 设 有 终
端 器， 以 削 弱 信 号 的 反 射 作 用。
---- 3. 光 缆
---- 光 导 纤 维 是 一 种 传 输 光 束 的 细 微 而 柔 韧 的
媒 质。 光 导 纤 维 电 缆 由 一 捆 纤 维 组 成， 简 称 为 光
缆。 光 缆 是 数 据 传 输 中 最 有 效 的 一 种 传 输 介 质，
它 有 以 下 几 个 优 点：
---- (1) 频 带 较 宽。
---- (2) 电 磁 绝 缘 性 能 好。 光 纤 电 缆 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， 因 此 它 适 用 于 长 距 离
的 信 息 传 输 以 及 要 求 高 度 安 全 的 场 合。 当 然， 抽
头 困 难 是 它 固 有 的 难 题， 因 为 割 开 的 光 缆 需 要
再 生 和 重 发 信 号。
---- (3) 衰 减 较 小。 可 以 说 在 较 长 距 离 和 范 围 内
信 号 是 一 个 常 数。
---- (4) 中 继 器 的 间 隔 较 大， 因 此 可 以 减 少 整 个
通 道 中 继 器 的 数 目， 可 降 低 成 本。 根 据 贝 尔 实 验
室 的 测 试， 当 数 据 的 传 输 速 率 为420Mbps 且 距 离
为119 公 里 无 中 继 器 时， 其 误 码 率 为10 —8， 可 见
其 传 输 质 量 很 好。 而 同 轴 电 缆 和 双 绞 线 每 隔 几
千 米 就 需 要 接 一 个 中 继 器。
---- 在 使 用 光 缆 互 联 多 个 小 型 机 的 应 用 中， 必 须
考 虑 光 纤 的 单 向 特 性， 如 果 要 进 行 双 向 通 信， 那
么 就 应 使 用 双 股 光 纤。 由 于 要 对 不 同 频 率 的 光
进 行 多 路 传 输 和 多 路 选 择， 因 此 在 通 信 器 件 市
场 上 又 出 现 了 光 学 多 路 转 换 器。
---- 在 普 通 计 算 机 网 络 中 安 装 光 缆 是 从 用 户 设
备 开 始 的。 因 为 光 缆 只 能 单 向 传 输。 为 了 实 现 双
向 通 信， 光 缆 就 必 需 成 对 出 现， 一 个 用 于 输 入，
一 个 用 于 输 出。 光 缆 两 端 接 光 学 接 口 器。 安 装 光
缆 需 格 外 谨 慎。 连 接 每 条 光 缆 时 都 要 磨 光 端 头，
通 过 电 烧 烤 或 化 学 环 氯 工 艺 与 光 学 接 口 连 在 一
起， 确 保 光 通 道 不 被 阻 塞。 光 纤 不 能 拉 得 太 紧，
也 不 能 形 成 直 角。
二、 性 能 指 标
---- 1 ． 双 绞 线
---- 对 于 双 绞 线， 用 户 最 关 心 的 是 表 征 其 性 能 的
几 个 指 标。 这 些 指 标 包 括 衰 减、 近 端 串 扰、 阻 抗
特 性、 分 布 电 容、 直 流 电 阻 等。
---- (1) 衰 减 衰 减（Attenuation） 是 沿 链 路 的 信 号 损
失 度 量。
---- 由 于 衰 减 随 频 率 而 变 化， 因 此， 应 测 量 在 应
用 范 围 内 的 全 部 频 率 上 的 衰 减。
---- (2) 近 端 串 扰 近 端 串 扰(NEXT) 损 耗 是 测 量 一
条UTP
---- 链 路 中 从 一 对 线 到 另 一 对 线 的 信 号 耦 合。 对
于UTP 链 路，NEXT 一 个 关 键 的 性 能 指 标， 也 是 最 难
精 确 测 量 的 一 个 指 标。 随 着 信 号 频 率 的 增 加， 其
测 量 难 度 将 加 大。
---- 串 扰 分 近 端 串 扰 和 远 端 串 扰（FEXT）， 测 试 仪
主 要 是 测 量NEXT， 由 于 存 在 线 路 损 耗， 因 此FEXT 的
量 值 的 影 响 较 小。
NEXT 并 不 表 示 在 近 端 点 所 产 生 的 串 扰 值， 它
只 是 表 示 在 近 端 点 所 测 量 到 的 串 扰 值。 这 个 量
值 会 随 电 缆 长 度 不 同 而 变， 电 缆 越 长， 其 值 变 得
越 小。 同 时 发 送 端 的 信 号 也 会 衰 减， 对 其 它 线 对
的 串 扰 也 相 对 变 小。 实 验 证 明， 只 有 在40 米 内 测
量 得 到 的NEXT 是 较 真 实 的。 如 果 另 一 端 是 远 于40
米 的 信 息 插 座， 那 么 它 会 产 生 一 定 程 度 的 串 扰，
但 测 试 仪 可 能 无 法 测 量 到 这 个 串 扰 值。 因 此， 最
好 在 两 个 端 点 都 进 行NEXT 测 量。 现 在 的 测 试 仪 都
配 有 相 应 设 备， 使 得 在 链 路 一 端 就 能 测 量 出 两
端 的NEXT 值。NEXT 测 试 的 结 果 参 照 表1 和 表2。
---- 表1各 种 连 接 为 最 大 长 度 时 各 种 频 率 下 的 衰
减 极 限
以 上 两 个 指 标 是TSB67 测 试 的 主 要 内 容， 但 某
些 型 号 的 测 试 仪 还 可 以 给 出 直 流 电 阻、 特 性 阻
抗、 衰 减 串 扰 比 等 指 标。
---- (3) 直 流 电 阻 TSB67 无 此 参 数。 直 流 环 路 电 阻
会 消 耗 一 部 分 信 号， 并 将 其 转 变 成 热 量。 它 是 指
一 对 导 线 电 阻 的 和，11801 规 格 的 双 绞 线 的 直 流 电
阻 不 得 大 于19.2 欧 姆。 每 对 间 的 差 异 不 能 太 大
� 小 于 0.1 欧 姆）， 否 则 表 示 接 触 不 良， 必 须 检 查
连 接 点。
---- (4) 特 性 阻 抗 与 环 路 直 流 电 阻 不 同， 特 性 阻
抗 包 括 电 阻 及 频 率 为1 ～100MHz 的 电 感 阻 抗 及 电 容
阻 抗， 它 与 一 对 电 线 之 间 的 距 离 及 绝 缘 体 的 电
气 性 能 有 关。 各 种 电 缆 有 不 同 的 特 性 阻 抗， 而 双
绞 线 电 缆 则 有100 欧 姆 、120 欧 姆 及150 欧 姆 几 种。
---- (5) 衰 减 串 扰 比（ACR） 在 某 些 频 率 范 围， 串 扰
与 衰 减 量 的 比 例 关 系 是 反 映 电 缆 性 能 的 另 一 个
重 要 参 数。ACR 有 时 也 以 信 噪 比（SNR ：Signal －Noice
ratio） 表 示， 它 由 最 差 的 衰 减 量 与NEXT 量 值 的 差
值 计 算。ACR 值 较 大， 表 示 抗 干 扰 的 能 力 更 强。 一
般 系 统 要 求 至 少 大 于10 分 贝。
---- (6) 电 缆 特 性 通 信 信 道 的 品 质 是 由 它 的 电 缆
特 性 描 述 的。SNR 是 在 考 虑 到 干 扰 信 号 的 情 况 下，
对 数 据 信 号 强 度 的 一 个 度 量。 如 果SNR 过 低， 将 导
致 数 据 信 号 在 被 接 收 时， 接 收 器 不 能 分 辨 数 据
信 号 和 噪 音 信 号， 最 终 引 起 数 据 错 误。 因 此， 为
了 将 数 据 错 误 限 制 在 一 定 范 围 内， 必 须 定 义 一
个 最 小 的 可 接 收 的SNR。
---- 2 ． 同 轴 电 缆
---- 对 电 缆 进 行 测 试 的 主 要 参 数 有：
---- (1) 导 体 或 屏 蔽 层 的 开 路 情 况。
---- (2) 导 体 和 屏 蔽 层 之 间 的 短 路 情 况。
---- (3) 导 体 接 地 情 况。
---- (4) 在 各 屏 蔽 接 头 之 间 的 短 路 情 况。
---- 3. 光 缆
---- 光 缆 有 单 模 和 多 模 之 分， 其 特 性 比 较 如 下：
单 模： 用 于 高 速 度、 长 距 离； 成 本 高； 窄 芯
线， 需 要 激 光 源； 耗 散 极 小， 高 效。
多 模： 用 于 低 速 度、 短 距 离； 成 本 低； 宽 芯
线， 聚 光 好； 耗 散 大， 低 效。
三、 规 格 型 号
---- 1. 双 绞 线
---- 国 际 电 气 工 业 协 会（EIA） 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 三 类 分 别 定 义 为：
---- 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 特 性 最 高 规 格 为16MHz， 用
于 语 音 传 输 及 最 高 传 输 速 率 为10Mbps 的 数 据 传
输。
---- 第 四 类： 该 类 电 缆 的 传 输 特 性 最 高 规 格 为
20MHz， 用 于 语 音 传 输 和 最 高 传 输 速 率16Mbps 的 数
据 传 输。
---- 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 特 性 的 最 高 规 格 为
100MHz， 用 于 语 音 传 输 和 最 高 传 输 速 率 为100Mbps 的
数 据 传 输。
---- 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 临 线 对
的 扭 绞 长 度 在12.7cm 以 上。
---- 2 ． 同 轴 电 缆
---- 同 轴 电 缆 可 分 为 两 种 基 本 类 型， 基 带 同 轴 电
缆 和 宽 带 同 轴 电 缆。 目 前 基 带 常 用 的 电 缆， 其 屏
蔽 线 是 用 铜 做 成 的 网 状 的， 特 征 阻 抗 为50 欧 姆
如RG －8、RG －58 等)； 宽 带 同 轴 电 缆 常 用 的 电 缆 的
屏 蔽 层 通 常 是 用 铝 冲 压 成 的， 特 征 阻 抗 为75 欧
姆( 如RG －59 等)。
---- 粗 同 轴 电 缆 与 细 同 轴 电 缆 是 指 同 轴 电 缆 直
径 的 大 小。 粗 缆 适 用 于 比 较 大 型 的 局 部 网 络， 它
的 标 准 距 离 长、 可 靠 性 高。 由 于 安 装 时 不 需 要 切
断 电 缆， 因 此 可 以 根 据 需 要 灵 活 调 整 计 算 机 的
入 网 位 置。 但 粗 缆 网 络 必 须 安 装 收 发 器 和 收 发
器 电 缆， 安 装 难 度 大， 所 以 总 体 造 价 高。 相 反，
细 缆 安 装 则 比 较 简 单， 造 价 低， 但 由 于 安 装 过 程
要 切 断 电 缆， 两 头 须 装 上 基 本 网 络 连 接 头（BNC
）， 然 后 接 在T 型 连 接 器 两 端， 所 以 当 接 头 多 时
容 易 产 生 接 触 不 良 的 隐 患， 这 是 目 前 运 行 中 的
以 太 网 的 最 常 见 故 障 之 一。
---- 为 了 保 持 同 轴 电 缆 的 正 确 电 气 特 性， 电 缆 屏
蔽 层 必 须 接 地。 同 时 两 头 要 有 终 端 器 来 削 弱 信
号 反 射 作 用。
---- 无 论 是 粗 缆 还 是 细 缆 均 为 总 线 拓 扑 结 构， 即
一 根 缆 上 接 多 部 机 器， 这 种 拓 扑 适 用 于 机 器 密
集 的 环 境。 但 是 当 一 触 点 发 生 故 障 时， 故 障 会 串
联 影 响 到 整 根 缆 上 的 所 有 机 器， 故 障 的 诊 断 和
修 复 都 很 麻 烦， 因 此， 将 逐 步 被 非 屏 蔽 双 绞 线 或
光 缆 取 代。
---- 最 常 用 的 同 轴 电 缆 有 下 列 几 种：
·RG －8 或RG －11 50 Ω
·RG －58 50 Ω
·RG －59 75 Ω
·RG －62 93 Ω
---- 计 算 机 网 络 一 般 选 用RG －8 以 太 网 粗 缆 和RG
－58 以 太 网 细 缆。
---- RG －59 用 于 电 视 系 统。
---- RG －62 用 于ARCnet 网 络 和IBM3270 网 络。
---- 3. 光 缆
---- 光 纤 的 类 型 由 模 材 料（ 玻 璃 或 塑 料 纤 维） 及
芯 和 外 层 尺 寸 决 定， 芯 的 尺 寸 大 小 决 定 光 的 传
输 质 量。 常 用 的 光 缆 有：
8.3 μm 芯、125 μm 外 层、 单 模。
62.5 μm 芯、125 μm 外 层、 多 模。
50 μm 芯、125 μm 外 层、 多 模。
100 μm 芯、140 μm 外 层、 多 模
--
※ 来源: 中国科大BBS站 [bbs.ustc.edu.cn]
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