双绞线,水晶头,光纤等网络传输介质分类及相关知识整理

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双绞线

目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。
1、屏蔽双绞线
根据屏蔽方式的不同,屏蔽双绞线又分为两类,即STP(Shielded Twicted-Pair)和FTP(Foil Twisted-Pair)。STP是指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线,而FTP则是采用整体屏蔽的屏蔽双绞线需要注意的是,屏蔽只在整个电缆均有屏蔽装置,并且两端正确接地的情况下才起作用。所以,要求整个系统全部是屏蔽器件,包括电缆、插座、水晶头和配线架等,同时建筑物需要有良好的地线系统。
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。
2、非屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线电缆是由多对双绞线和一个塑料外皮构成。国际电气工业协会为双绞线电缆定义了五种不同的质量级别。
计算机网络中常使用的是第三类和第五类以及超五类以及目前的六类非屏蔽双绞线电缆。第三类双绞线适用于大部分计算机局域网络,而第五、六类双绞线利用增加缠绕密度、高质量绝像材料,极大地改善了传输介质的性质。
按电气性能划分的话,双绞线可以分为:1类、2类、3类、4类、5类、超5类、6类、超6类、7类共9种双绞线类型。类型数字越大,版本越新、技术越先进、带宽也越宽,当然价格也越贵。这些不同类型的双绞线标注方法是这样规定的:如果是标准类型则按"catx"方式标注,如常用的5类线,则在线的外包皮上标注为"cat5",注意字母通常是小写,而不是大写。而如果是改进版,就按"xe"进行标注,如超5类线就标注为"5e",同样字母是小写,而不是大写。 双绞线技术标准都是由美国通信工业协会(TIA)制定的,其标准是EIA/TIA-568B,具体如下。 

  • 一类线(Category 1)

是ANSI/EIA/TIA-568A标准中最原始的非屏蔽双绞铜线电缆,但它开发之初的目的不是用于计算机网络数据通信的,而是用于电话语音通信的。

  • 二类线(Category 2)

是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 2类/A级标准中第一个可用于计算机网络数据传输的非屏蔽双绞线电缆,传输频率为1MHz,传输速率达4Mb/s,主要用于旧的令牌网。

  • 三类线(Category 3)

是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 3类/B级标准中专用于l0BASE-T以太网络的非屏蔽双绞线电缆,传输频率为16MHz,传输速率可达l0Mb/s。

  • 四类线(Category 4)

是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 4类/C级标准中用于令牌环网络的非屏蔽双绞线电缆,传输频率为20MHz,传输速率达16Mb/s。主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。 5类(Category 5)线
是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 5类/D级标准中用于运行CDDI(CDDI是基于双绞铜线的FDDI网络)和快速以太网的非屏蔽双绞线电缆,传输频率为100MHz,传输速率达l00Mb/s。

  • 五类线(Category 5)

该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,线缆最高频率带宽为100MHz,最高传输率为100Mbps,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,最大网段长为100m,采用RJ形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内,不同线对具有不同的绞距长度。通常,4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内,按逆时针方向扭绞,一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。

  • 超五类线(Category excess 5)

是ANSI/EIA/TIA-568B.1和ISO 5类/D级标准中用于运行快速以太网的非屏蔽双绞线电缆,传输频率也为100MHz,传输速率也可达到100Mb/s。与5类线缆相比,超5类在近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比四个主要指标上都有较大的改进。

  • 六类线(Category 6)

是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6类/E级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆,它主要应用于百兆位快速以太网和千兆位以太网中。因为它的传输频率可达200~250MHz,是超5类线带宽的2倍,最大速率可达到1 000Mb/s,满足千兆位以太网需求。
超6类线(Category excess 6)
是6类线的改进版,同样是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6类/E级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆,主要应用于千兆网络中。在传输频率方面与6类线一样,也是200~250MHz,最大传输速率也可达到1 000Mb/s,只是在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。

  • 超六类线(Category excess 6)

超六类线是六类线的改进版,同样是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6类/E级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆,主要应用于千兆位网络中。在传输频率方面与六类线一样,也是200~250 MHz,最大传输速度也可达到1000 Mbps,只是在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。另一特点是在4个双绞线对间加了十字形的线对分隔条。没有十字分隔,线缆中的一对线可能会陷于另一对线两根导线间的缝隙中,线对间的间距减小而加重串扰问题。分隔条同时与线缆的外皮一起将4对导线紧紧地固定在其设计的位置,并可减缓线缆弯折而带来的线对松散,进而减少安装时性能的降低。

  • 七类线(Category 7)

是ISO 7类/F级标准中最新的一种双绞线,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500MHz,又是6类线和超6类线的2倍以上,传输速率可达10Gb/s。

  • 八类线(Category 8)

目前国际上只对七类线有所定义,但美国的Siemon公司已宣布开发出了八类线,八类线由该公司于1999年开发出来,商标为“Tera”,八类线也被称为“tera”、“tera dor”、“10Gip”及“megaline 8”等。八类线网络拥有1200MHz的带宽,使其可以同时提供多种服务,可处理Terrestrial TV、CCTV、DAB、FM、音频、IR控制、10/100和100/1000以太网、视频、电话、USB外围设备等。

网线的真假辨认

现在市场上假的双绞线果然比真还要多,而且假线上同样有和真线一样的标记。除了假线外,市面上有很多用三类线冒充五类线、超五类线的情况。由于双绞线一旦铺设完成便很难再行更换,因此,必须严格把握线缆质量,应该选择知名厂商的产品,例如安普捷尔达、安普三和、IBMNET、陕通,汉欣,金浪、TP-LINK等,并要到信誉好的经销商处购买。也正因为选购名牌产品的消费者最多,所以市场上仿冒这些产品的假线也是最多的,例如AMP(安普)的双绞线在市场有较高的知名度,所以现在很多地方将冒牌的双绞线当作AMP的来销售,故此大家在选购的时候就要特别小心了。下面笔者教大家几招:
(1)
仔细查看线缆的箱体包装是否完好。真品双绞线的包装纸箱,从材料质地到文字印刷都应当相当不错。而且,许多厂家还在产品外包装上贴上了防伪标签。看看双绞线绝缘皮上应当印有诸如产地、执行标准、产品类别、线长之类的字样。
(2)
看完以后,你然后就拿起网线,观察线类,五类线的标识是“cat5”,超五类线的标识是“cat5e”,六类线的标识是“cat6”。正品在线的塑料包皮上印刷的字符非常清晰、圆滑,基本上没有锯齿状。假货的字迹印刷质量较差,有的字体不清晰,有的呈严重锯齿状。正品5类线所标注的是“cat5”字样,超5类所标注的是“5e”字样,而假货通常所标注的字母全为大写“如CAT5”、“5E”字样。你可以用力擦一下这些字,假货很容易会掉颜色。
(3)
你在看的同时感受一下摸的手感,真线手感舒服,外皮光滑;假线为节省成本,采用劣质的线材,手感发粘,有一定的停滞感。用力捏一捏网线,手感应当饱满,柔软适中。双手用力拉正规网线时,可以发现外皮都具有伸展性。因为许多正规厂商在制作网线时都考虑到网线在布线时经常需要弯曲,都给外皮留有一定的伸展性,而且尽量做到很柔韧,无论怎样弯曲都很方便,而且不容易折断和打结。然而对于非正规品,一些不法厂商在生产时为了降低成本,在铜中添加了其他的金属元素,做出来的导线比较硬,不易弯曲,使用中容易产生断线。利用这个特点,我们就可以把一段网线对折,如果能立即弹回,基本上可以认为此网线为真品。
(4)
为了降低信号的干扰,双绞线电缆中的每一线对都以逆时针方向相互绞合(也称扭绕)而成,同一电缆中的不同线对具有不同的绞合度。除线对的两条绝缘铜导线要按要求进行绞合外,电缆中的线对之间也要按逆时针方向进行绞合。如果你发现电缆中所有线对的扭绕密度相同,那多数是假的了,那是非正规厂商为了简化制造工艺才这样做的。在看看线对中两根导线的扭绕密度是否符合技术要求,可以事先拿一段5类或者超5类双绞线去,然后在购买时进行比较就可以了。一般5类UTP中线对的扭绕度要比3类密,超5类则要比5类密,假线通常密度很小。最后,看看线对的扭绕方向是否按逆时针方向进行绞合。
(5)
看过以后最好还用剪刀去剪掉一小截线外面的塑料包皮,剥开双绞线的外层胶皮后,使露出4对芯线,可以看到里面由颜色不同的四对芯线组成(白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕)。这些颜色绝对不是后来用染料染上去的,而是使用相应颜色的塑料制成的,可以用力擦一下看看是否掉颜色。
(6)
看是否具有阻燃性。为了避免受高温或起火而引起的线缆损坏,双绞线最外面的一层包皮应具有阻燃性。大家可以将双绞线放在高温环境中测试一下,看看在35℃至40℃时,网线外面的胶皮会不会变软,正品网线是不会变软的。或者用打火机直接对着外皮燃烧,网线的外皮会在烧烤之下逐渐熔化变形,但不应当燃烧,如果是假货,一点就着。
(7)
经过六步的测试以后,最后还要实际测试其速度,因为一些双绞线生产厂商在5类双绞线标准推出后,便将原来用于3类线的导线封装在印有5类双绞线字样的电缆中出售。这种制假手段很隐蔽,肉眼也很难分辨。这种假网线在短距离内也可达到五类线的传输速度,但在距离长的时候就会出现传输速度慢、传输的数据包丢失或干脆检测不到信号等问题。此时就可以采用下面介绍的一个简单鉴别办法自己进行测试。大家可以利用Windows 98/NT/2000/Me/XP所自带的测试工具,在Windows 98/Me/XP对等网,或WindowsNT/2000网络中对网线进行测试,并通过简单的计算得出结果,作为判断的依据。截取100米的标准长度,利用Windows95/98中的“系统监视器”或WindowsNTServer4.0中的“网络监视器”进行测试。最有效的办法是在上面提到的从服务器向你进行测试的工作站上拷贝大量的文件(为了测试的准确性,所拷贝的文件一定要足够大,最好是一个上百兆的大文件)。一般来说,显示的峰值在4M以上,就基本可以肯定是5类网线了(3类线所能达到的峰值大约为2.5M)。下面以Windows NT Server4.0为例,介绍其测试方法。
前提条件是网卡必须是100Mbit/s或 10/100Mbit/s自适应网卡,并支持全双工。交换机要与网卡相对应,必须为100Mbit/s或10/100Mbit/s自适应的交换机。双绞线为l00m的标准长度,连接网络中的两台计算机,并确保网络连接正常。然后压缩建立一个大文件,且将该文件夹设置为“共享”属性,使“访问类型”为“完全”,没有“密码”用同样的方法在网络中用于测试的另一台计算机上新建一个文件夹,并将该文件夹设置为“共享”属性。接着在其中一台测试用计算机上创建一个递归的批处理文件,并在 Windows NT Server 4.0或Windows 2000 Server服务器上安装“网络监视器”。然后在Windows NT Server4.0服务器上运行批处理文件。选择“开始”——“程序”——“管理工具”——“网络监视器”。再选择“捕获”——“开始”命令,或单击工具栏上的“启动捕获”按钮,也可直接按F10键,网络监视器便开始工作。最后选择“捕获”——“停止”命令,或单击工具栏上的“停止捕获”按钮,也可直接按F11键停止对网络系统的监视。还可选择“文件”——“另存为”命令,将捕获的数据保存在以CAP为扩展名的文件中。在捕获界面中,只需要选择“每秒字节数”和“网络利用”两个参数就可以计算出网线的最高数据传输速率。如果测试速度达到了100Mbps,则表明是5类双绞线,若只有10Mbps,说明电缆中使用的是 3类线的导线。


水晶头

CAT6A水晶头分为非屏一体式,非屏分体式,屏蔽一体,屏蔽分体

超五类非屏蔽一体式水晶头:

超六类非屏蔽分体式水晶头:

六类屏蔽一体式水晶头:

线序标准:
线的线序568A与568B。
标准568A:绿白-1,绿-2,橙白-3,蓝-4,蓝白-5,橙-6,棕白-7,棕-8。
标准568B:橙白-1,橙-2,绿白-3,蓝-4,蓝白-5,绿-6,棕白-7,棕-8。
即直连线:568B-568B,568A-568A, 交叉线:568A-568B。

光纤

光缆分为:缆皮、芳纶丝、缓冲层和光纤。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。

光纤的种类:

光纤的种类很多,根据用途不同,所需要的功能和性能也有所差异。但对于有线电视和通信用的光纤,其设计和制造的原则基本相同,诸如:①损耗小;②有一定带宽且色散小;③接线容易;④易于成统;⑤可靠性高;⑥制造比较简单;⑦价廉等。光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的,兹将各种分类举例如下。

  • 工作波长:紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
  • 折射率分布:阶跃(SI)型光纤、近阶跃型光纤、渐变(GI)型光纤、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。
  • 传输模式:单模光纤(含偏振保持光纤、非偏振保持光纤)、多模光纤。
  • 原材料:石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤(如塑料包层、液体纤芯等)、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑料等。
  • 制造方法:预塑有汽相轴向沉积(VAD)、化学汽相沉积(CVD)等,拉丝法有管律法(Rod intube)和双坩锅法等。

一般光纤分类都按照传输模式分类。

单模光纤

单模光纤这是指在工作波长中,只能传输一个传播模式的光纤,通常简称为单模光纤(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有线电视和光通信中,是应用最广泛的光纤。由于,光纤的纤芯很细(约10μm)而且折射率呈阶跃状分布,当归一化频率V参数<2.4时,理论上,只能形成单模传输。另外,SMF没有多模色散,不仅传输频带较多模光纤更宽,再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使传输频带更加拓宽。SMF中,因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤(DePr-essed Clad Fiber),其包层形成两重结构,邻近纤芯的包层,较外倒包层的折射率还低。在单模光纤芯的直径为8μm~10μm,常用的是9/125μm(指光纤的纤核为9μm,包层为125μm,9/125μm是单模光纤的一个重要的特征)。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 俗称包层,包层使得光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,即涂覆层,用来保护包层。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,需要外加一保护层。

多模光纤

多模光纤将光纤按工作波长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤(MMF:MUlti ModeFiber)。纤芯直径为50μm,由于传输模式可达几百个,与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自从出现SMF光纤后,似乎形成历史产品。但实际上,由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易,在众多LAN中更有优势。所以,在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。MMF按折射率分布进行分类时,有:渐变(GI)型和阶跃(SI)型两种。GI型的折射率以纤芯中心为最高,沿向包层徐徐降低。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中,产生各个光路径的时差,致使射出光波失真,色激较大。其结果是传输带宽变窄,目前SI型MMF应用较少。在多模光纤中,芯的直径是50μm和62.5μm两种。(50/125μm指指光纤的纤核为50μm,包层为125μm,50/125μm是多模光纤的一个重要的特征。)

光纤接口

SC接口:蓝色大方口
        其外壳呈矩形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同,。其中插针的端面多采用PC或APC型研磨方式;紧固方式是采用插拔销闩式,不需旋转。装备了金属弹片,便于暗装使用。此类连接器价格低廉,插拔操作方便,介入损耗波动小,抗压强度较高,安装密度高。

FC接口,圆形螺纹接口
        其外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。FC类型的连接器,采用的陶瓷插针的对接端。此类连接器结构简单,操作方便,制作容易,但光纤端面对微尘较为敏感,且容易产生菲涅尔反射,提高回波损耗性能较为困难。后来,对该类型连接器做了改进,采用对接端面呈球面的插针(PC),而外部结构没有改变,使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。

ST接口,圆形带卡扣
       为带键的卡扣式锁紧结构,确保连接时准确对中,具有较强的抗拉强度,金属key定位,提高适配器的重复性和耐久性,采用精密的陶瓷或铜套筒,以确保长期稳定的机械性能和光学性能。矩形结构,攻丝铆接安装使用方便。

LC 接口: 蓝色小方口
        采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。其所采用的插针和套筒的尺寸小,提高了光纤配线架中光纤连接器的密度。采用精密陶瓷套筒,确保长期稳定的机械和光学性能。

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