第2章網絡傳輸介質通過本章學習，讀者可以全面掌握雙絞線、同軸電纜和光纖等網絡布線材料的主要特點、用途和連接方法，能為實現網絡布線奠定堅實的基礎。通過對綜合布線一節內容的學習，讀者在了解綜合布線重要性的同時，還能夠掌握目前綜合布線中使用的各類標準和規范。重點：雙絞線的特點及在網絡中的應用同軸電纜的特點及在網絡中的應用光纖的通信特點綜合布線難點：雙絞線、同軸電纜的特點綜合布線.要想實現將原始的比特流從一臺計算機傳輸到另一臺計算機，在物理層的下面必須有連接計算機的實際傳輸介質。所謂傳輸介質，是指通信中實際傳送信息的載體，計算機網絡中采用的傳輸介質通常可以分為有線的和無線的兩類。每一種介質在帶寬、吞吐量、傳輸延遲、可擴展性以及成本和安裝維護費用等方面都不相同。下面介紹幾種組建網絡時常用的傳輸介質及相關設備。.3.1雙絞線雙絞線（TwistedPairCable）是最古鬧而又最常用且以有形線路作為傳輸媒體，是計算機網絡布線中的主要連接介質，目前除一些只有幾臺計算機組成的小型網絡外，幾乎所有的計算機網絡中都在使用雙絞線。.3.1.1雙絞線的組成特點雙絞線中導線的顏色分別為白綠、綠、白橙、橙、白藍、藍、白棕、棕。在雙絞線電纜內，除了有導線對外，一般還有一根尼龍繩（抗拉纖維），用于增加雙絞線電纜的抗拉強度。在雙絞線線纜的最外層，有一層塑料護套，用于保護內部的導線。為什么雙絞線中的每一對導線要進行相互扭繞呢?這是為了降低信號之間的干擾，延長傳輸距離。圖3.1是一根常用的雙絞線的組成結構。.3.1.2雙絞線的分類根據結構、用途和性能的不同，雙絞線一般有兩種分類方法：一種按照結構的不同可以分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線兩大類；另一種是根據性能的不同可以分為3類、4類、5類等不同的類型。1、根據結構來分根據結構的不同，雙絞線可以分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）兩大類。STP電纜的外面由一層金屬材料包裹，以減小幅射，防止信息被竊聽，同時具有較高的數據傳輸率（5類STP在100m內可達到155Mbit／s，而UTP只能達到100Mbit／s）。但屏蔽雙絞線電纜的價格相對較高，安裝時要比非屏蔽雙絞線困難，必須使用特殊的連接器，技術要求也比非屏蔽雙絞線電纜高。在STP中還有一種采用整體屏蔽的屏蔽雙絞線，稱為FTP。兩者的區別是普通STP中的每一根銅導線的外面都分別包裹有一層金屬屏蔽層，而FTP則只在所有繞對的外面包裹有一層金屬屏蔽層。與屏蔽雙絞線相比，非屏蔽雙絞線電纜外面只需一層絕緣膠皮，因而重量輕、易彎曲、易安裝，組網靈活，非常適用于結構化布線，所以在無特殊要求的網絡布線中，常使用非屏蔽雙絞線電纜。2、根據性能來分根據性能的不同，非UTP可以分為3類、4類、5類、超5類、6類和7類七種；而STP只分為3類和5類兩種。目前，最常見也是布線中最常用的是5類和超5類雙絞線。每一類的性能分別如下。.（1）3類雙絞線3類雙絞線的最高傳輸頻率為16MHz，最高傳輸速率為10Mbit／s，用于語音和最高傳輸速率為10Mbit／s的數據傳輸。目前3類雙絞線正逐漸從市場上消失，取而代之的是5類和超5類雙絞線。（2）4類雙絞線該類雙絞線的最高傳輸頻率為20MHz，最高傳輸速率為16Mbit／s，可用于語音傳輸和最高傳輸速率為16Mbit／s的數據傳輸。4類雙絞線在網絡布線中應用很少，目前市面上基本看不到。（3）5類雙絞線5類雙絞線電纜使用了特殊的絕緣材料，使其最高傳輸頻率達到100MHz，最高傳輸速率達到100Mbit／s，可用于語音和最高傳輸率為100Mbit／s的數據傳輸。5類雙絞線目前廣泛用于網絡的布線。（4）超5類雙絞線與5類雙絞線相比，超5類雙絞線的衰減和串擾更小，可提供更堅實的網絡基礎，滿足大多數應用的需求（尤其支持千兆位以太網1000Base-T的布線），給網絡的安裝和測試帶來了便利，成為目前網絡應用中較好的解決方案。原標準規定的超5類線的傳輸特性與普通5類線的相同，只是超5類雙絞線的全部4對線都能實現全雙工通信。不過，這一段時間里超5類雙絞線已超出了原有的標準，市面上相繼出現了帶寬為125MHz和200MHz的超5類雙絞線（如美國通貝公司的超5類雙絞等），其特性較原標準也有了提高。據有關材料介紹，這些超5類雙絞線的傳輸距離已超過了100m的界限，可達到130m甚至更長。但筆者還沒有對這些產品進行過測試。超5類雙絞線是目前網絡布線的主流。.（5）6類雙絞線電信和電子工業協會（TIA／EIA）和國際標準化組織（1SO）已經著手制定6類布線標準，此標準已于2002年6月通過。該標準將規定未來布線應達到200MHz的帶寬，可以傳輸語音、數據和視頻，足以應付未來高速和多媒體網絡的需要。（6）7類雙絞線國際標準化組織在1997年9月曾宣布要制定7類雙絞線標準，建議帶寬為600MHz。但到目前為止，有關7類雙絞線的標準還沒有正式提出來。在中小型計算機網絡中，一般使用非屏蔽雙絞線進行網絡的連接，所以表3.1列出了不同類UTP的主要技術參數和用途，供大家參考。表3.1UTP的主要技術參數和用途.3.1.3雙絞線對應的硬件設備接口的功能RJ-45連接器負責計算機及設備之間的連接，對于RJ-45連接器及與之對應的RJ-45接口，在制造設備中都有固定的標準，而且這個標準是唯一的。哪幾個引腳發送數據，哪幾個引腳接收數據，對于不同的設備來說都是固定的。所以，掌握RJ-45連接器中每個引腳的功能對于理解網絡的通信過程以及故障的排除起著重要的作用。.1.網卡上RJ-45接口的引腳功能RJ-45連接器中共有8個引腳，但是在l0Base-T和100Base-T網絡中，只用到其中的4個引腳，即腳1、腳2、腳3和腳6，其余4個引腳（腳4、腳5、腳7和腳8）被保留，未被使用。但是，在實際組網中，一般要求使用8芯（4對共8根）的雙絞線，而且每個引腳都要有對應的導線連接，這似乎有些浪費，但符合EIA／TIA568布線標準。例如，早期的10Base-T網絡多使用2芯（4根）的雙絞線，在與RJ-45連接器連接時只用到其中的腳1、腳2、腳3和腳6共4個引腳，而讓剩余的4個引腳空閑。這種接法雖然可以使網絡導通，但不符合EIA／TIA的標準，當網絡升級到100Base-T時將無法滿足通信要求，需要重新進行布線。表3.2列出了10Base-T和100Base-T標準中每個引腳的功能。表3.2l0ase-T和100Base-T中每個引腳的功能說明.2.集線器或交換機上RJ-45接口的引腳功能集線器或交換機上RJ-45接口中每個引腳的功能與網卡上RJ-45接口的引腳功能正好相反。其實，這個道理非常簡單，當一條雙絞線的兩端分別連接的是網卡和集線器（或交換機）時，一端發送的數據在另一端正好接收，而一端接收的數據正好是另一端發送過來的數據。例如：網卡上的RJ-45接口中，引腳1只用于發送數據（Tx+），而集線器（或交換機）上的RJ-45接口中，引腳1則只用于接收數據（Rx+），而且兩者的極性相同，符合通信的基本規則，即一方為發送端，另一方為接收端。表3.3列出了集線器或交換機上RJ-45接口的功能定義。表3.3集線器(或交換機)上RJ-45接口中每個引腳的功能說明.3.網卡與集線器（或交換機）引腳的功能為何正好相反在表3.2和表3.3中分別介紹了網卡和集線器（或交換機）上RJ-45接口中每個引腳的功能，如果對網卡與集線器（或交換機）上每個引腳的功能進行對比分析，將會得出如表3.4所示的結論。表3.4網卡與集線器(或交換機)上RJ-45接口的引腳功能比較從表3.4可以看出，對于同一引腳，網卡上的RJ-45接口與集線器（或交換機）上的RJ-45接口的對應引腳功能正好相反，這是為什么呢?.這是因為在10Base-T和100Base-T星型網絡中集線器（或交換機）是必不可少的網絡連接設備，當把計算機上的網卡與集線器（或交換）進行連接時，必定有一方是發送端，另一方是接收端，即應該用Tx+接Rx+，Tx-接Rx-，也就是將極性相同的線互相連接，才不會發生串擾的情況。如果將Tx+與Rx-連接，或者將Tx-與Rx+連接，雖然也符合一端為傳送端、另一端為接收端的原則，但是因為極性相反，所以很容易產生串擾。如果比較雙絞線兩端的兩個RJ-45連接器，會發現是完全相同的。因此可以得出—個結論，當利用雙絞線連接計算機與集線器（或交換機）時，雙絞線兩端的RJ-45連接器上的線對顏色必然是相同的。例如，雙絞線一端RJ-45連接器的第1引腳對應的是綠白色的導線，那么另一端RJ-45連接器的第1引腳也一定是綠白色；同理，雙絞線一端RJ-45連接器中第2引腳為綠色的導線，那么另一端RJ-45連接器的第2引腳也一定是綠色的導線，依此類推。注意以上僅僅討論了有關10Base-T和100Base-T標準中有關R]-45連接器及接口的引腳功能。但是，當使用1000Base-T標準時，RJ-45連接器及接口的引腳功能與表3.2、表3.3和表3.4中所示的有所不同，因為在1000Base-T（使用雙絞線的千兆位以太網）標準中，雙絞線中的8根導線都用于通信，其中2對（4根）用于接收數據，另2對（4根）用于發送數據，而沒有保留的引腳。鑒于目前在中小型計算機網絡中使用1000Base-T標準的還很少，所以本書對1000Base-T標準中的R1-45連接器和接口的引腳功能不再做詳細的介紹。.3.1.4雙絞線的連接方式因為雙絞線在計算機網絡中的用途比較廣泛，所以了解雙絞線在不同設備之間的連接方式是正確使用雙絞線的前提，正確掌握這些知識可以為網絡的故障檢測和排除供相應的理論基礎。1.雙絞線組網的特點雙絞線用于星型網絡的布線，每條雙絞線通過兩端安裝的RJ-45連接器（俗稱水晶頭，如圖3.2所示）與網卡和集線器（或交換機）相連，最大網線長度為100m（不包括千兆位以太網中的應用）。如果要加大網絡的范圍，在兩段雙絞線電纜間可安裝中繼器（一般用Hub或交換機級聯實現），但最多可安裝4個中繼器，使網絡的最大范圍達到500m。這種連接方法，也稱之為級聯。圖3.2RJ-45連接器.2.正確認識RJ-45連接頭RJ-45連接頭（如圖3.2所示）由金屬彈片和塑料構件組成。在制作雙絞線的接頭時，需要注意的是引腳的順序。當有塑料彈片的一側朝下，有金屬壓片的一端對著自己時，從左到右的引腳順序分別為腳1至腳8，如圖3.3所示。這個序號在制作雙絞線的接頭時非常重要，不能搞錯。圖3.3水晶頭中導線的排列順序3.雙絞線連接網卡和集線器（或交換機）時的線對分布很多人在布線中經常犯兩種錯誤：一種是采取一一對應的連接方法；另一種是不理會線的顏色。如果是一一對應的排線方法（如圖3.4所示），當連接距離較短（在30m以下）時，系統不會出現連接上的故障，但當連接距離較大（一般超過30m）時，就會發生連接失敗。這時可能懷疑是網卡、集線器或交換機有問題，或懷疑是操作系統的設置有誤。其實，在制作RJ-45連接器時，排線順序出現了嚴重的錯誤。當連.

圖3.4對應的排線方法接距離較短時，端到端之間的連通性比較好，并且在網絡以低速運行或流量較小時不會發生故障，但當網絡繁忙或高速運行時，特別是有多臺計算機同時參與通信時，極易導致網卡工作不穩定，速度慢，甚至根本無法登錄網絡的情況。所以，必須使用如圖3.5所示的連接方法，使腳3和腳6保持為同一對線。.圖3.5腳3和腳6為一對線時的排線方法對于導線顏色的順序也必須進行嚴格的規范。多數人對雙絞線中線對的認識不夠清楚，例如5類4對雙絞線，錯誤的認為4對線的扭繞程度是相同的。其實，雙絞線中的每一對線的扭繞程度各不相同，因為每一對導線的功能是不一樣的，為了加以區別，雙絞線中每一根導線分別為白綠、綠、白橙、橙、白藍、藍、白棕、棕八種顏色。所以在RJ-45連接頭中分配導線時一定要注意每一根導線的顏色，每一種顏色的導線對應RJ-45連接頭中的一個固定的引腳，千萬不能搞錯，否則只能以犧牲網絡的速度和穩定性為代價。.在計算機網絡布線中，一般使用568A和568B兩個標準（同一計算機網絡中只能使用一個標準），每一種標準中導線顏色與RJ-45引腳之間的關系分別如表3.5和表3.6所示。4.雙絞線連接兩個集線器（或交換機）時的線對分布如果是兩個集線器（或交換機）通過雙絞線級聯，則雙絞線接頭中線對的分布與上述連接網卡和集線器時會有所不同，必須要進行錯線（MDIX）。錯線的方法是：將一端的TX+接到另一端的RX+，一端的TX-接到另一端的Rx—，也就是A端的第1腳接到B端的第3腳，A端的第2腳接到B端的第6腳，連接方式如圖3.6所示。不過，這種情況只適用于那些沒有標明專用級聯端口的集線器之間的連接，而許多集線器為了方便用戶，提供了一個專門用來串接到另一臺集線器的端口（PORT）。因為在產品設計時，此端口內部已經錯過線了，因此在對此類集線器進行級聯時，雙絞線不必錯線，與連接網卡和集線器時相同。.圖3.6雙絞線連接時的錯線方法.那么，怎樣才能知道集線器（如交換機）是否需要錯線呢?其方法有以下幾點。（1）查看說明書。如果該集線器在級聯時需要錯線，一般會在隨設備附帶的說明書中進行說明。（2）查看連接端口。如果該集線器在進行相互間的連接時不需要錯線，大多數情況下它都會提供一至兩個專用的互連端口，并且標有相應的說明。這些說明隨生產廠的不同而不同，有的在專用端口旁標有“Uplink”或“MDI”（連線為直通）的字樣。而有的在端口旁直接標有“OuttoHub'’等字樣。有了這些說明文字，在進行設備之間的連接時，就不需要再進行錯線了。（3）實測。這是最有用的一種方法。可以先制作兩條用于測試的雙絞線，其中一條是未經錯線的，另一條是經過錯線的。用其中的一條連接兩個集線器，注意觀察連接端口對應的指示燈，如果指示燈亮表示連接正常，否則換用另一條雙絞線進行測試。5.雙絞線直接連接兩個網卡時的線對分布在進行兩臺計算機之間的連接時，有時需要使用雙絞線（如被連接的網卡只提供有RJ-45接口時）。如果要用雙絞線直接連接兩塊網卡，必須要進行錯線。其方法與集線器之間互連時相同。.3.1.5雙絞線的制作和測試方法雙絞線是網絡布線中最常使用的傳輸介質，對于工作技術人員和一些網絡組建者來說都需要知道雙絞線的制作方法。（1）工具的準備制作雙絞線的工具一般只要RJ-45壓線鉗和一個斜口鉗。（2）剪斷利用壓線鉗的剪線刀口剪取適當長度的網線。原則上，剪取網線的長度應當比實際需要稍長一些。原因有兩個，一是網線的制作并不能保證每次都成功，一旦失敗需要剪掉水晶頭后重作，這又需要占用一段網線；二是網線一般都在地面上或從接近地面處走線，而計算機則都放置在工作臺上，這部分距離也應當考慮進去。（3）剝皮用壓線鉗的剪線刀口將線頭剪齊，再將線頭放入剝線刀口，讓線頭觸及擋板，稍微握緊壓線鉗慢慢旋轉，讓刀口劃開雙絞線的保護膠皮，撥下膠皮。這個過程跟接電線時所采用的方法差不多，只是不能用火燒，因為細導線還需要其外層的膠皮相互絕緣。旋轉壓線鉗和旋轉雙絞線都能達到將外層膠皮劃開的目的，從實際效果來看似乎旋轉雙絞線更容易把握和控制些。問題的關鍵是握緊壓線鉗的壓力，力度過小，劃不破保護膠皮，力度過大，則會連同線芯的絕緣層也被破壞，甚至會剪斷線芯（銅芯很細也很脆，只要稍有劃痕就有折斷的危險）。至于這個力到底用多大，無法在此作定量描述，只能在大量的實踐和失敗中慢慢去體會了。如果使用旋轉剝線刀操作起來就簡單得多。剝線刀缺口向上，一手食指穿入圓環內，拇指和中指固定剝皮刀，另一手拿網線，在距離線端15mm處將網線從缺口推進，左右手配合輕推輕拉。網線較粗時，稍靠外；網線較細時，稍靠里。左.手握住網線，右手食指穿在剝線刀圓環內，在與網線垂直的平面上，以網線為中心沿逆時針方向旋轉二至三周，將雙絞線最外層的絕緣層割開，撥下膠皮即可。實踐中，可以將剝皮的長度留得長一些，即使20mm左右也無所謂，太短不便于細導線的捋直和排序。當然，也不能過長，否則會造成不必要的浪費。使用壓線鉗剝皮時，可將雙絞線斜插入剝線刀口，避開擋板，然后輕握鉗柄，旋轉網線即可。所有8條線都不能有導線銅芯暴露的情況出現，否則很可能由于導線短路，而導致網線制作失敗。（4）排序每對線都是相互纏繞在一起的，制作網線時必須將4個線對的8條細導線一拆開、理順、捋直，然后按照規定的線序排列整齊。將每對線拆開前和拆開后，都必須能夠準確地分辨出各線的顏色，因為接線時必須按嚴格的順序來接，不能錯不能亂。如果你是色盲或色弱，不能正確分辨各線對的顏色時，請不要從事該項工作，因為幾乎沒有可能將網線制作成功，因為其中任何兩根線的位置錯誤，都將導致該網線的連接失敗。（5）剪齊把線盡量抻直（不要纏繞）、壓平（不要重疊）、擠緊理順（朝一個方向緊靠），然后用壓線鉗把線頭剪齊。這樣，在雙絞線插入水晶頭后，每條線都能良好接觸水晶頭中的插針，避免接觸不良。如果以前剝的皮過長，可以在這里將過長的細線剪短，所保留的去掉外層絕緣皮的部分約在14mm左右，這個長度正好剛剛能將各細導線插入到各自的線槽。如果該段留的過長，一來會由于線對不再互絞而增加串擾，二來會由于水晶頭不能壓住護套而導致電纜從水晶頭中脫出，造成線路的接觸不良甚至中斷。.（6）插入一手以拇指和中指捏住水晶頭，使有塑料彈片的一側向下，針腳一方朝向遠離自己的方向，并用食指抵住。另一手捏住雙絞線外面的膠皮，緩緩用力將8條導線同時沿RJ-45頭內的8個線槽插入，一直插到線槽的頂端。（7）壓制確認所有導線都到位，并透過水晶頭檢查一遍線序無誤后，就可以用壓線鉗壓制RJ-45頭了。將RJ-45頭從無牙的一側推入壓線鉗夾槽后，用力握緊壓線鉗，將突出在外面的針腳全部壓入水晶頭內。至此，這條網線的一端就算制作好了。由于只是作好了跳線一端，所以這條網線還不能用，還需要制作跳線的另一端。

（8）完成按照相同的方法和線序，將雙絞線的另一個水晶頭壓制好，一條網線的制作即告完成（如圖3.15所示）。（9）測試.對于專門從事網絡布線的公司來說，一般有專用的網絡測試儀。使用網絡測試儀可方便地測試出雙絞線的導通性，如果雙絞線在制作時存在問題也會反映出來。但這類專用的設備價格較貴，普通用戶為了組建一個計算機網絡而專門購買它有一點物非所值。建議大家不要制作一根測試一根，而是等網絡連接工作完成后再放到網絡中去測試。在網卡和集線器等設備的安裝和設置無誤的情況下，可通過觀察網卡或集線器上的指示燈來確定雙絞線是否存在問題。一般情況下，如果網卡或集線器對應端口的指示燈亮，表示網絡連接已導通，線纜的制作沒有問題，否則要進行排查。不過從筆者的經驗來看，在雙絞線質量不存在問題的情況下，如果無法導通，多為RJ-45接頭沒有壓縮，用壓線鉗再壓一次便會解決問題。.常見的技術名詞：

1．Wiremap

導通性主要包括：線序是否正確、是否存在斷路或短路、阻抗。

2．Length（指電子長度）：信號傳輸時所經過的距離。線纜長度：物理路徑長度、電子長度

3．Attenuation

在接收端接收到的信號能量一定會比發送端發送的信號能量小。經過損耗的信號能量與干擾信號相當，就無法分辨原先所傳送的信號。

4．NEXT：(NearEndCross-talk)

電信號在線纜及連接器上傳送時，在導體周圍產生一個電磁場。這個電磁場輻射到相鄰線對上，就會對其信號傳輸造成不良干擾。近端串擾表征了這種干擾對同在近端的傳送線對與接收線對所造成的影響。

5．PSNEXT（PowerSumCross-talk）綜合近端串擾表明四對線纜中三對線纜傳輸信號時對另一對在近端所造成的影響。.6．ELFEXT：（EqualLevelFarEndCross-talk）平衡等級遠端串擾是傳送端的干擾信號對相鄰線對在遠端所造成的影響。

7．PSELFEXT（PowersumELFEXT）綜合平衡等級遠端串擾表明三對線纜處于通信狀態時，對另一對線纜在遠端所造成的干擾。8．ACR：（Attenuationtocross-talkratio）衰減串擾比是在某一頻率上測得的串擾與衰減的比值。

ACR為負值，則說明噪音的強度高于所傳送的信號強度。9．PSACR：（PowerSumAttenuationtoCross-talkRatio）綜合衰減串擾比反映了三對線同時進行信號傳輸時對另一對線所造成的綜合影響。10．ReturnLoss

電信號在遇到端接點阻抗不匹配時，部分能量會反射回傳送端。

.11．DelaySkew

傳輸時延差是不同線對的傳輸時延的差值，以傳輸時延的最小值為基準點，其余線對的時延與之的差值即為傳輸時延差。12．Channel、Link：信道（Channel）是從發送輸出端到接收輸入端之間傳送信息的通道。綜合布線系統中的有線信道和鏈路如圖3-6所示，從圖3-6中可看出信道不包括兩端設備。圖3-6信道與鏈路（注：D為設備，T為終端。）.3.2同軸電纜同軸電纜的英文名字縮寫為Coax，是計算機網絡布線中較早使用的一種傳輸介質，目前還在一些小型的計算機網絡中使用。近年來，隨著以雙絞線和光纖為主的標準化布線的推行，同軸電纜已逐漸退出大中型網絡的布線。.3.2.1同軸電纜的組成和分類計算機網絡中的同軸電纜根據應用需要一般分為細同軸電纜（簡稱為細纜或10Base2）和粗同軸電纜（簡稱為粗纜或10Base5），目前計算機網絡中一般使用細纜，由于光纖的廣泛應用粗纜已很少使用。在10Base2網絡中使用的細纜在結構上分為4層，從內到外依次是：中心導體（金屬線）、透明的絕緣層、導體網（金屬屏蔽層）和外層保護皮（黑色的絕緣層）。其中中心導體主要用于傳導電流，導體網則用來接地。當同軸電纜連上接頭時，中心導體和導體網恰好可以構成電流的回路。因此，在制作同軸電纜的接頭時，千萬不能讓導體網的任何部分與中心導體相接觸，以免造成短路。同軸電纜的中心導體可以分為單芯銅導體（為一根獨立的銅導線）和多芯銅體（由多根銅導線組成）兩種，這兩種結構的細纜都在廣泛地使用著，其中單芯銅導線細纜的傳輸效率較好，但容易斷裂，而多芯銅導體細纜的傳輸效率較差，但不易斷裂，用戶可根據自己的具體布線需要來選擇。1.粗纜（10Base5）粗纜是以太網初期最流行的網絡傳輸介質，它的直徑大約為12.7mm（0.5英寸），銅芯比細纜的粗，也比較硬（如圖3.7所示）。這種電纜的外表通常為黃色。IEEE（國際電氣與電子工程師學會）把粗纜稱作10Base5。“10”代表最高的數據傳輸率為10Mbit／s；“Base”代表傳輸方式是基帶傳輸；“5”代表電纜最長可以達到500m。對于同軸電纜而言，銅芯越粗，數據的傳輸距離也越遠，因此粗纜常作為網絡的主干網絡線，用于相距較遠的網段之間的連接。.

圖3.7粗纜的組成結構粗纜需要通過一個在線上穿空的被稱作轉接器的連接裝置，再用一根與轉接器相連的下行電纜連接到網絡設備上。2.細纜（10Base2）細纜是20世紀80年代以太網所采用的最流行的網絡線，它的直徑比粗纜小，有6.4mm（0.25英寸），因而它比粗纜輕便靈活，它的數據傳輸距離也比粗纜近，價格相對便宜，細纜的外表常為黑色。細纜適用于大多數網絡，它可以直接通過接頭與計算機相連。IEEE把細纜稱作10Base2。

細纜通過使用BNCT型連接器與計算機相連，用BNC筒狀連接器連接兩根細纜。BNC是“BritishNavalConnector（英國海運連接器）”的縮寫。粗纜也可以使用BNC筒狀連接器和BNCT型連接器。在總線構拓撲結構中，在粗纜或細纜總線的兩端都需要安裝一個BNC終端電阻器，否則網絡將不能工作。由于雙絞線的數據傳輸率較高且價格低，所以越來越多的計算機網絡布線是廣泛使用雙絞線，而細纜逐漸退出市場。表3.7列出了常用同軸電纜的類型的特點，供大家參考。.如果網絡上要傳輸音頻和視頻數據，而且傳輸的距離比較遠并有一定的數據安全要求時，應該考慮使用同軸電纜連網。但是它的最大弱點就是數據傳輸率很低，因而正在被其他的網線所取代。.3.2.2組建同軸電纜網絡粗纜和細纜纜有各自的連接器件，由于標準不同，所以不兼容，所以在組建同軸電纜網絡時要綜合考慮所使用的同軸電纜的類型及對應的連接器件。1.組建粗纜網絡粗纜的連接器件包括桶形連接器和終結器，屬于N系列。此外，粗纜網絡中的纜線不是直接連接到網卡上的，纜線必須通過一個叫做收發器的裝置與網卡連接。纜線直接連入收發器，然后通過一條15針的電纜連到網卡上。粗纜網絡的連接情況如圖3.8所示。圖3.8粗纜網絡的連接情況收發器到網卡的纜線長度最長為50m，超過此長度將影響數據接收。收發器的作用是將并行的數據轉換為串行的數據。.2.組建細纜網絡在細纜網絡中，纜線直接通過T形連接器連到網卡上，而不像粗纜那樣需要收發器進行連接。但并不是說細纜網絡就沒有收發器，因為細纜網和雙絞線網的收發器是內置在網卡上的，所以不管使用何種網線，都需要收發器，只不過有的是外置，有的是內置，細纜通過T形連接器與網卡的連接如圖所示。細纜和粗纜都屬于同軸電纜，所以在纜線的端點都必須安裝終結器。而且需要注意的是，如果超過了網線的最大傳輸長度，必須添加中繼器用來放大信號。.3.2.3同軸電纜使用特點表3.8列出了計算機網絡中粗纜和細纜的性能比較，粗纜在計算機網絡中的應用已基本被光纖所代替，在實際應用中一般用到的只是細纜。在使用細纜進行布線時，如果不使用中繼器等設備（用于放大信號），其整個網絡的總線長度（網段）最大為185m。但是，當網絡中存在中繼器時，最多可使用4個中繼器連接5個網段，使網絡直徑達到185×5=925m。同時，還應注意每段細纜最短不能小于0.5m，而且同一網段中連接的計算機一般應在20臺以下。.3.3計算機網絡中的光纖光纖即光導纖維，是一種細小、柔韌并能傳輸光信號的介質，一根光纜中包含有多條光纖。20世紀80年代初期，光纜開始進入網絡布線。與銅纜（雙絞線和同軸電纜）相比較，光纜適應了目前網絡對長距離、大容量信息傳輸的要求，在計算機網絡中發揮著十分重要的作用，成為傳輸介質中的佼佼者。.3.3.1光纖的主要技術指標圖3-15衰減與光能量損失百分數之間的關系

1.衰減：作為數據載體的信號（這里是光信號）在功率上的損失或減弱。它的單位是分貝。如圖3-152.許可角：許可角是指特定的光纖能接受光信號作為其入射角信號的角度。如圖3-16

圖3-16許可角示意圖.圖3-17NA值高低的區別。數值孔徑NA：表示一根特定的光纖網線容納光信號能力。如圖3-17色散：是指不同波長的光穿過光纖時的散射開的現象。如圖3-18

圖3-18單模光纖的色散.3.3.2光纖通信的基本原理光纖通信的主要組成部件有光發送機、光接收機和光纖，在進行長距離信息傳輸時還需要中繼機。通信中，由光發送機產生光束，將表示數字代碼的電信號轉變成光信號，并將光信號導入光纖，光信號在光纖中傳播，在另一端由光接收機負責接收光纖上傳出的光信號，并進一步將其還原成為發送前的電信號。為了防止長距離傳輸而引起的光能衰減，在大容量、遠距離的光纖通信中每隔一定的距離需設置一個中繼機。在實際應用中，光纜的兩端都應安裝有光纖收發器，如圖3.9所示，光纖收發器集合了光發送機和光接收機的功能：既負責光的發送也負責光的接收。.光纖通信系統的組成：光源、光纖、光發送機和光接收機。

1．主要：光源、光纖、光發送機和光接收機如圖3-25）所示。⑴光源—光源是光波產生的根源；⑵光纖—光纖是傳輸光波的導體；⑶光發送機—光發送機負責產生光束，將電信號轉變成光信號，再把光信號導入光纖；⑷光接收機—光接收機負責接收從光纖上傳輸過來的光信號，并將它轉變成電信號，經解碼后再作相應處理。.圖3-19光通信系統結構

2．主要特點:（1)傳輸頻帶寬、通信容量大，；（2)線路損耗低、傳輸距離遠；（3)抗干擾能力強，應用范圍廣；（4)線徑細、質量小；（5)抗化學腐蝕能力強；（6)光纖制造資源豐富。3．缺點：質地較脆、機械強度低.3.3.3光纖的分類按照模數分：單模、多模；按照折射率分布分：跳變式光纖、漸變式光纖1.單模/多模（SMF：SingleModeFibre）單模光纖中光的傳輸如圖3-26所示：

圖3-26單模光纖

TIA/TIS-568A規范規定的單模光纖電纜的主要特征如表3-3屬性值或特征主干段的最大長度3000米一水平段（到桌面）的最大長度不建議用于水平布線每段上結點的最大數目2最大衰減不高于0.5dB/Km纜線類型8.3/125μm連接器ST或SC連接器表3-3標準中的單模光纖規格

.圖3-21多模光纖多模光纖(MMF：MultiModeFibre)中光的傳輸如圖3-27：

TIA/TIS-568A規范規定的多模光纖電纜的主要特征如表3-4：屬性值或特征主干段的最大長度2000m一水平段（到桌面）的最大長度100m每段上結點的最大數目2最大衰減850nm波長下傳輸的衰減為3.75dB/Km1300nm波長下傳輸的衰減為1.5dB/Km段的最大數目1024帶有結點的段的最大數目1024菊花鏈集線器的最大數目4纜線類型62.5/125μm連接器ST或SC連接器.2.折射率分布

纖芯纖芯和保護層的交界面

保護層跳變式光纖

常數

階梯型變化

常數漸變式光纖

隨著半徑的增加而按一定規律減小，呈近似拋物線型變化保護層的折射率

3其它分類方法表3-5常見的網絡類型與光纖的型號對照表

網絡類型單模光纖波長-尺寸多模光纖波長-尺寸以太網1300nm-8/125微米850nm-62.5/125微米高速以太網1300nm-8/125微米1300nm-62.5/125微米令牌環網專利-8/125微米專利-62.5/125微米ATM網1300nm-8/125微米1300nm-62.5/125微米高速光纖環網1300nm-8/125微米1300nm-62.5/125微米..4.光纜的標號

光纜型號及規格標注形式如圖3-22所示。圖3-22光纜型號標注形式

光纜型號中常見代號見表3-6。

.3.3.3計算機網絡中的光纖產品介紹在實際應用中多使用光纜而不是光纖，因為光纖只能單向傳輸信號，所以在計算機網絡中連接兩個設備時至少需要2根光纖，一根用于發送數據，另一根用于接收數據。布線中直接使用的是光纜，一根光纜由多根光纖組成，外面再加上保護層。計算機網絡中的光纖產品主要包括光纖跳線、布線光纜（包括室內光纖和室外光纖兩類）和光纖連接器等。1.光纖跳線光纖跳線是指與桌面計算機或設備直接相連接的光纖，以方便設備的連接和管理。光纖跳線也分為單模和多模兩種，分別與單模和多模光纖連接。2.室內光纜室內光纜的抗拉強度較小，保護層較差，但重量較輕，且較便宜。（1）普通光纜和光纖帶光纜根據光纖結構的不同，可分為普通光纖光纜和光纖帶光纜。普通光纜即單根光纖，它只能直接連接兩臺設備。而光纖帶光纜是指可以同時連接多個設備的光纖，光纖帶光纜有利于網絡的連接，減少了鋪設多條普通光纜時造成的資源浪費。多芯光纖光纜端接到配線架或網絡設備時，需要借助于多芯光纖帶光纜分支器（如圖3.10所示）。（2）層絞式光纜和中心束管式光纜層絞式光纜的金屬或非金屬加強件位于光纜的中心，容納光纖的松套管圍繞加強件排列。而中心束管式的松套管位于光纜的中心位置，金屬或非金屬加強件.圍繞松套管排列。層絞式光纜具有耐水解特性和較高的強度，管內充以特種油膏，對光纖有保護作用；加強芯處于纜芯中央位置，松套管以適當絞合節距圍繞加強芯層絞，通過控制光纖佘長和調整絞合節距，可使光纜具有很好的抗拉性能和溫度特性；松套管和加強芯間用纜膏填充絞合在一起，保證了松套管和加強芯間的防水性能；光纜的徑向和縱向防水由多種措施保證；根據不同的要求，有多種抗側壓措施。而中心管式光纜具有很好的機械性能和溫度特性；松套管材料本身具有良好的耐水解性能和較高的強度，管內充以特種油膏，對光纖起到了保護作用；兩根平行鋼絲保證光纜的抗拉強度；直徑小、重量輕、容易鋪設。緊套光纜用外徑為250μm的紫外光固化一次涂覆光纖直接緊套一層材料制成900μm緊套光纖。以緊套光纖為單元，在單根或多根緊套光纖四周布放適當的抗張力材料，擠制一層阻燃護套料，制成單芯或多芯緊套光纜。.3.室外光纜與室內光纜相比，室外光纜的抗拉強度較大，保護層較厚重，并且通常為鎧裝（即金屬皮包裹）。室外光纜主要適用于建筑物之間的布線。根據布線方式的不同，室外光纜又分為直埋式光纜、架空式光纜和管道式光纜3種。（1）直埋式光纜直埋式光纜在布線時需要在地下開挖一定深度（約lm左右）的溝，用于埋設光纜。直埋式光纜布線簡單易行，施工費用較低，目前在光纜布線中較常使用。直埋式光纜通常擁有兩層金屬保護層，并且具有很好的防水性能。（2）架空式光纜當地面不適宜開挖或無法開挖（如需要跨越河道布線）時，可以考慮采用架空的方式架設光纜。雖然普通光纜也可用于架空作業，但往往需要預先鋪設承重鋼纜。自承式架空式光纜將鋼絞線與光纜合二為一，因此在施工時更加簡單和方便。（3）管道式光纜在新建成的建筑物中都預留了專用的布線管道，在管道布線中多使用管道式光纜。管道式光纜的強度并不太大，但擁有非常好的防水性能。由于金屬加強件往往會將雷擊收入室內，對網絡設備造成致命的毀損，所以，許多光纜采用了非金屬加強件。.3.3.4光纖連接器對于普通用戶來說，雖然光纖的端接和跳線的制作都非常困難，但光纖網絡的連接卻是較為容易的。只要連接設備（集線器、交換機或網卡）具有光纖連接接口，就可使用一段已制作好的光纖跳線進行連接，連接方法和雙絞線與網卡及集線器的連接相同。然而，與雙絞線不同，光纖的連接器具有多種不同的類型，而不同類型的連接器之間又無法直接進行連接。1.光纖連接器的作用光纖鏈路的連接可以分為永久性連接和活動性連接兩種。在永久性連接中大多采用熔接法、粘接法或固定連接器來實現；而活動性的連接一般采用活動連接器來實現。許多中小型計算機網絡用戶和網絡的邊緣連接一般都屬于活動性連接，所以本書著重介紹活動性連接的有關設備和連接方式，而永久性連接一般由一些專業網絡公司來完成。在活動性連接中需要使用光纖活動連接器（俗稱活接頭），也稱為光纖連接器。通過光纖連接器，可以連接兩根光纖或光纜以及相關的設備，目前已經廣泛應用在光纖傳輸線路、光纖配線架和光纖測試儀器、儀表中。2.光纖連接器的分類和特點根據不同的標準，光纖連接器可以分為不同的類型。如按傳輸媒介的不同可分為單模光纖連接器和多模光纖連接器；按結構的不同可分為FC、SC、ST、D4、DIN、Biconic、MU、LC、MT等各種形式；按連接器的插針端面可分為FC、PC（UPC）和APG；按光纖芯數分有單芯、多芯。在實際應用過程中，按照光纖連接器結構的不同來區分。.多模光纖連接器接頭類型有FC、SC、ST、FDDI、SMA、LC、MT-RJ、MU及VF45等。單模光纖連接器接頭類型有FC、SC、ST、FDDI、SMA、LC、MT-RJ等。光纖連接器根據端面接觸萬式分為PC、UPC和APC型。（1）FC型光纖連接器FC是FerruleConnector的縮寫，其外部加強采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。最早，FC類型的連接器，采用的陶瓷插針的對接端面是平面接觸方式。此類連接器結構簡單，操作方便，制作容易，但光纖端面對微塵較為敏感。后來，對該類型連接器有了改進，采用對接端面呈球面的插針（PC），而外部結構沒有改變，使得插入損耗和回波損耗性能有了較大幅度的提高。（2）SC型光纖連接器SC型光纖連接器外殼呈矩形，所采用的插針與耦合套筒的結構尺寸與FC型完全相同，其中插針的端面多采用PC或APC型研磨方式；緊固方式是采用插拔銷閂式，不需旋轉。此類連接器價格低廉，插拔操作方便，抗壓強度較門，安裝密度高。（3）ST型光纖連接器

ST型光纖連接器外殼呈圓形，所采用的插針與耦合套筒的結構尺寸與FC型完全相同，其中插針的端面多采用PC或APC型研磨方式；緊固方式為螺絲扣。此類連接器適用于各種光纖網絡，操作簡便，且具有良好的互換性。（4）MT-RJ型光纖連接器MT-RJ帶有與RJ-45型計算機網絡連接器相同的閂鎖機構，通過安裝于小型套管兩側的導向銷對準光纖，為便于與光收發機相連，連接器端面光纖為雙芯（間隔0.75mm）排列設計，它是主要用于數據傳輸的高密度光連接器。.3．影響連接器的性能的因素纖芯（或模場）尺寸失配：如圖3-23所示。發射光纖纖芯直徑為DS，接收光纖纖芯直徑的Dr，

DS！=DR（2）數值孔徑失配：數值孔徑失配產生的插入損耗如圖3-24圖3-23纖芯尺寸失配

圖3-24數值孔徑失配.（3）折射率分布失配：g為折射率分布指數，折射率分布失配產生的插入損耗如圖3-25所示。（4）端面間隙：因為端面不重合而造成的損耗。如圖3-26。（5）軸線傾角：因為插入的兩端軸線不同軸且不平行而造成的損耗。如圖3-27。圖3-27軸線傾角過大圖3-25折射率分布失配圖3-26端面間隙過大.（7）菲涅爾反射：光信號在端面形成反射而造成的信號損失。（6）橫向偏移或同心度：因為插入的兩端軸線不同軸，但處于平行狀態時而造成的損耗。如圖3-28所示。圖3-28橫向偏移圖3-29菲涅爾反射.3.3.5光纖通信的特點與銅質電纜相比較，光纖通信明顯具有其他傳輸介質無法比擬的優點。（1）傳輸信號的頻帶寬，通信容量大；信號衰減小，傳輸距離長；抗干擾能力強，應用范同廣。（2）抗化學腐蝕能力強，適用于一些特殊環境下的布線。（3）原材料資源豐富。當然，光纖也存在著一些缺點：如質地脆，機械強度低；切斷和連接中技術要求較高等，這些缺點也限制了目前光纖的普及應用。.3.5無線介質

一、無線網絡的概念

所謂無線網絡就是利用無線介質作為信號的傳輸介質，

1．拓撲結構：無中心或叫對等式（PEERTOPEER）拓撲、有中心（HUB－BASED）拓撲。2．網絡接口：可以選擇在OSI參考模型的物理層或數據鏈路層。3．對移動計算網絡的支持