第3章 互聯傳輸介質

本章導讀

在進行網絡互聯組網時，無論是在前期的規劃設計中還是在網絡組網的建設實施過程中，都必須涉及到使用通信傳輸線路去連接網絡互聯設備。網絡通信中使用的通信傳輸線路即傳輸介質是我們在組網過程中必須重點考慮和研究的內容之一。

內容要點

在進行安全互聯組網的設計和實施中，如何使用連接到各個網絡設備上的通信介質是應該重點掌握的內容。詳細介紹雙絞線、同軸電纜、光纜等傳輸介質的各種性能、類型以及安裝過程中應該注意的一些事項。

傳輸介質是指計算機網絡中用來連接各個計算機和其他網絡設備的物理媒體，主要是指用來連接各個通信處理設備的物理介質，它是網絡中連接收發雙方的物理通路，也是通信中實際傳送信息的載體。目前在計算機網絡綜合布線中常用的傳輸介質有兩類：有線介質和無線介質。

有線介質包括：雙絞線、同軸電纜、光纖等。

無線介質包括：無線電、微波、紅外線、激光等。

3.1 雙絞線

雙絞線的英文名稱為Twist-Pair。是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質。把每兩根絕緣的銅導線按一定密度相互絞在一起，使每一根導線在傳輸中輻射的電波被另一根導線上發出的電波抵消，用以降低信號干擾。雙絞線如圖3-1所示。

3.1.1 雙絞線的用途及特點

雙絞線（TP，Twisted Pairwire）是由按螺旋結構規則排列的兩根、四根或八根絕緣銅線組成的一種銅纜，它們分別應用于不同場合。一對線就可以用來作為一條通信線路使用，各個線對按螺旋結構排列的目的是為了使各線對之間的電磁干擾最小。局域網中所使用的雙絞線一般是由八根絕緣銅線組成的，其中每兩根銅導線像螺旋一樣扭在一起，以減小兩根導線之間的分布電感，從而減少對外界的電磁輻射，增加抗外界電磁干擾的能力。

雙絞線良好的抗干擾性不僅可以用來傳輸模擬信號，而且還可以用來傳輸數字信號。如果應用于信號傳輸速率較低場合，通信距離一般可達幾千米至十幾千米，若距離太長則可以通過增加信號放大器（對于模擬傳輸）或中繼器（對于數字傳輸）來達到傳輸要求。一般，雙絞線用做遠程中繼線時，最大距離可達15 km，而用于10M～100 Mbps局域網進行數據傳輸時，計算機或終端與集線器或交換機的最大距離為100 M，一旦超過這個距離，傳輸性能將會大打折扣，甚至造成網絡傳輸中斷。

為了進一步提高雙絞線的抗干擾能力，生產廠商在雙絞線的外面再加入一層用金屬絲編織成的屏蔽層，這就是屏蔽雙絞線（STP），如圖3-2所示。

沒有這層屏蔽層的則稱為非屏蔽雙絞線（UTP）。市場上最常見的即是這類非屏蔽雙絞線，如圖3-3所示。

采用雙絞線網絡的帶寬取決于所用導線的質量、長度及傳輸技術。只要精心選擇和安裝雙絞線，可以在有限距離內達到雙絞線所能傳輸的最大極限值，并且能保證可靠傳輸。當距離很短且采用特殊的傳輸技術時，傳輸速率甚至能達到1000 Mbps。

3.1.2 雙絞線的品種

1991年，國際電子工作協會（EIA）和電信工作協會（TIA）聯合發布了一個EIA/TIA-568標準，即“商用建筑物電信布線標準”。這個標準規定了用于室內傳送數據的非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線的有關規格、使用標準等內容。

隨著局域網上數據傳輸速率的不斷提高，EIA/TIA在1995年將布線標準更新為EIA/TIA-568A，此標準將雙絞線電纜分為5類（從1類到5類），其中，計算機網絡布線主要使用第3、4、5類。

● 第3類雙絞線：該類電纜的傳輸特性最高規格為16MHz，主要用于語音傳輸和最高傳輸速率為10Mbps的數據傳輸。

● 第4類雙絞線：該類電纜的傳輸特性最高規格為20MHz，主要用于語音傳輸和最高傳輸速率為16Mbps的數據傳輸。

● 第5類雙絞線：該類電纜的傳輸特性最高規格為100MHz，主要用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數據傳輸。第5類雙絞線在外皮上標有“CAT5”字樣，如圖3-4所示。

雙絞線究竟能夠傳送多高的速率還與數字信號的編碼有很大的關系，目前部分千兆網技術就是基于對超5類線中信號傳輸編碼方法的改進而達到的。

超5類雙絞線與5類雙絞線結構上基本相同，但通過對有關性能的測試表明，其性能大大超過5類線，衰減更小，串擾更少，同時具有更高的衰減與串擾的比值和信噪比，更小的時延誤差，性能得到很大提高。超5類線在雙絞線外皮標有“CAT 5E”字樣，如圖3-5所示。

當前，EIA/TIA標準還在不斷地被修訂，以滿足現代科學技術的發展。如今6類線標準草案已經問世，6類線開始逐步用于各種應用要求較高的場合。6類線在雙絞線外皮標有“CAT 6”字樣，如圖3-6所示。

3.1.3 雙絞線的分類

按有無屏蔽層劃分

按照線內是否有金屬屏蔽層劃分，雙絞線可分為屏蔽雙絞線（STP）與非屏蔽雙絞線（UTP）。屏蔽雙絞線如圖3-2所示。非屏蔽雙絞線如圖3-3所示。

注意，屏蔽只有在整條電纜均有屏蔽裝置，并且兩端正確接地的情況下才起作用。所以，要求整個網絡系統全部是屏蔽器件，包括電纜、插座、水晶頭和配線架等，同時建筑物也要有良好的接地系統。事實上，在實際施工時，很難全部可靠接地，從而使屏蔽層本身成為最大的干擾源，導致屏蔽雙絞線的性能有時甚至還不如非屏蔽雙絞線。一般在電磁干擾非常惡劣的環境下才會使用屏蔽雙絞線。

按照電氣性能劃分

按照電氣性能的不同，將雙絞線分為7類。使用最多的是超5類和6類非屏蔽雙絞線。它們可以輕松提供高達155 Mbps的通信帶寬，并擁有升級至千兆的帶寬潛力。因此，它們一度成為廉價水平布線的首選線纜。超5類屏蔽雙絞線如圖3-7所示。

6類非屏蔽雙絞線在外形上、結構上與超5類雙絞線區別較大，6類非屏蔽雙絞線增加了絕緣的十字骨架，將雙絞線的4個線對分別置于十字骨架的4個凹槽內，而且電纜的直徑也更粗。6類非屏蔽雙絞線如圖3-8所示。

如果需要完美實現1000 Mbps的傳輸速率，或者希望為將來存儲更多的升級潛力，在資金允許的條件下，首選6類非屏蔽雙絞線將是十分明智的。

3.1.4 雙絞線跳線的制作方法

制作雙絞線有時也稱為制作跳線，雙絞線跳線是指雙絞線兩端各接有一個水晶頭，用于計算機與集線器（交換機）連接、集線器（交換機）之間連接、集線器（交換機）與路由器之間連接、計算機之間連接、計算機與信息插座之間連接的一根網線。

需要的工具及材料有：壓線鉗、剝線刀、偏口鉗、RJ-45水晶頭、雙絞線、護套等。

制作工具及材料

① RJ-45壓線鉗。利用普通RJ-45壓線鉗，可完成剪斷、剝皮、壓制水晶頭等操作，如圖3-9所示。

利用高級RJ-45壓線鉗，如圖3-10所示，可完成壓制水晶頭操作，但無法完成剪斷雙絞線和剝皮操作，此時需要再附加另外的剝線刀與偏口鉗工具。（注：高級壓線鉗所制作的線材比普通壓線鉗制作的線材成功率高，電氣性能好。）

② 剝線刀。它的主要功能是剝掉8根雙絞線外部的絕緣層，在剝皮時不僅比普通壓線鉗快，而且相對安全，一般不會損傷到銅導線外的絕緣層，如圖3-11所示。

③ 偏口鉗。它的作用是用來剪取長度適當的雙絞線和剪齊線頭，如圖3-12所示。

④ RJ-45接頭。它的作用類似于電源線中的插頭，不同的是，每條網線的兩端各需要一個RJ-45頭，而并非像電源線插頭一般只需在一端有一個插頭即可。一條跳線的兩端均需要有一個RJ-45水晶頭，所以，每條跳線需要兩個水晶頭。制作N條跳線則需要N×2個RJ-45水晶頭，如圖3-13所示。

RJ-45頭質量的優劣不僅是網線是否能夠制作成功的關鍵之一，也在很大程度上影響著網絡的傳輸速率，因此在選擇時應該注意選擇優質品牌產品，如AMP產品。

⑤ 護套。用以保護水晶頭的一種塑料膠套，當在一根雙絞線線纜兩端使用同一色護套時可作為區分、識別該根線纜的標志，如圖3-14所示。

當網絡中的跳線較多，尤其是從配線架連接到交換機的網線較多時，一般都用扎帶成束地捆扎到一起，若在沒有標記的情況下，根本無法判斷每根跳線所連接的是哪個端口。此時，可用各種顏色的護套來作為標記，以便于日后的線纜配對、網絡管理和故障判斷。

制作標準與步驟

在制作雙絞線跳線時，根據8條不同顏色的雙絞線纜分布在RJ45頭的位置不同，所遵循的標準也不同。“EIA電子工業協會”和“TIA電信工業協會”要求在制作時分別遵循EIA/TIA T568A標準和EIA/TIA T568B標準，在進行網絡布線時，可采用上述兩種標準中的任何一種。一旦確定，則要求所有的布線設備及布線施工均采用同種標準，不得交叉使用兩種標準去進行不同區域的布線施工，以免引起不必要的混淆。

EIA/TIA T568A標準：雙絞線根據顏色從左到右依次為

1-白綠 2-綠 3-白橙 4-藍 5-白藍 6-橙 7-白棕 8-棕 記憶口訣為

綠白 綠 橙白 藍 藍白 橙 棕白 棕

EIA/TIA T568B標準：雙絞線根據顏色從左到右依次為

1-白橙 2-橙 3-白綠 4-藍 5-白藍 6-綠 7-白棕 8-棕 記憶口訣為

橙白 橙 綠白 藍 藍白 綠 棕白 棕

開始制作時，首先將RJ-45水晶頭有塑料彈簧片的那面向下，有針腳的那面向上，使有針腳的一端指向遠離自己的方向，有方形孔的一端對著自己。此時，將最左邊定為第一腳，按此順序向右，最右邊定為第八腳。制作步驟如下。

① 使用壓線鉗或偏口鉗剪斷雙絞線，在剪取雙絞線時，應當比實際需要稍放長一些，因為一旦第一次壓制不成功時，可以剪掉一小段后重新再做。另外，適當預留相應長度可以保證以后計算機做位移不大的變動時，仍然可以使用此段線纜。

② 將護套或線標套入雙絞線，以標記該跳線，為以后的管理提供便利。若無護套，建議使用兩條長度為3 cm的不干膠貼紙或白色膠布裹繞雙絞線兩端，并在上面做上相應字符標記。

③ 將雙絞線（長度一般不超過2.5 cm）放入壓線鉗或剝線刀工具圓口處，用手轉動工具輕輕旋轉一周，雙絞線絕緣外皮即被割開，去除此小段被割開的絕緣外皮，即剝去雙絞線外皮。

④ 將露出的4個線對拆開、理順、捋直，并按EIA/TIA T568A或B標準順序排列好線對。（注：此步必須仔細，分清顏色，按A或B標準從左至右順序排列線對）

⑤ 將線盡量拉直、壓平、擠緊、理順，各線之間不相互疊壓，然后用偏口鉗或壓線鉗剪齊線頭。一般將去掉絕緣外皮的那小段線纜長度保留在1.4 cm最好。如該段留得過長，會由于線對不再互絞而增加串擾，同時會導致水晶頭不能壓住絕緣外皮而影響電纜從水晶頭中脫出。

⑥ 左手拿好剪齊理順的雙絞線，右手拿著水晶頭，使水晶頭彈片向下，開口處朝向自己，將8條導線緩緩用力插入線槽，一直插到線槽的頂端。是否到達頂端，可從水晶頭的兩個側面和頂端觀察。

⑦ 確認所有導線都插到位后，最后再檢查一遍線序是否正確，準確無誤后，將水晶頭放到壓線鉗夾槽后，用力握緊壓線鉗，使水晶頭上突出在外面的針腳全部壓入水晶頭內，針腳卡緊雙絞線導線。

⑧ 按相同方法，將雙絞線的另一端壓制上水晶頭，一條跳線即告完成，可以投入使用。假如兩頭均遵循的是T568A或T568B標準做法，則這條跳線為直通線，如圖3-15所示。

若一頭采用T568A標準，另一頭制作采用T568B標準，則這條跳線為交叉線，如圖3-16所示。這兩種跳線分別應用于不同場合，不能混用。

3.1.5 雙絞線跳線的測試

對于小型網絡或者對傳輸速率要求不高的網絡而言，只需對網絡布線的連通性測試即可，檢驗4對線的連通性，以確認被測電纜的線序正確與否，并識別開路、短路、跨接或錯誤連線。通常使用電纜測試儀進行檢測，如圖3-17所示。

測試時將雙絞線兩端的水晶頭分別插入主測試儀和遠程測試端的RJ-45端口上，將開關撥至“ON”（S為慢速擋），主機指示燈從1至8逐個順序閃亮。

若連接不正常，指示燈會按下述情況顯示：

① 當有一根導線斷路，則主測試儀和遠程測試端對應線號的燈都不亮。

② 當有幾條導線斷路，則相對應的幾條線號的指示燈都不亮，當導線少于2根線聯通時，燈都不亮。

③ 當兩頭網線亂序，則與主測試儀端連通的遠程測試端的線號燈亮。

④ 當導線有2根短路時，則主測試器顯示不變，而遠程測試端顯示短路的兩根線燈都亮。若有3根以上（含3根）線短路時，則所有短路的幾條線對應的燈都不亮。

⑤ 如果出現紅燈或黃燈，說明存在接觸不良等現象，此時最好先用壓線鉗再壓制兩端水晶頭后又試。如果故障依舊存在，就得檢查芯線的排列順序是否正確或線頭不齊導致水晶頭針腳無法壓入線纜中。

提示：如測試的線纜為直通線纜，測試儀上的8個指示燈應依次對應閃爍。如線纜為交叉線纜，其中一側同樣是依次閃爍，而另一側則會按3、6、1、4、5、2、7、8的順序閃爍。即除了4、5、7、8兩側對應閃爍外，一側的1對應另一側的3閃爍，2對應6閃爍，3對應1閃爍，6對應2閃爍。如果芯線順序一樣，但測試儀仍顯示紅色燈或黃色燈，則表明其中肯定存在對應芯線接觸不好的情況，此時就需要重做水晶頭了。

網卡、RJ-45頭、RJ-45插座各線號的用途定義如表3-1所示，可以看出，第4、5、7、8線序并未用于信號傳輸，而是為與此相扭接的線號做屏蔽用。

3.1.6 端接雙絞線配線架

端接工具和材料

端接配線架時，所需材料為配線架、理線器和標簽，如圖3-18所示。

其中，配線架用于終結雙絞線，為雙絞線與其他設備的連接提供接口，使綜合布線系統變得更加美觀且易于管理。前面板用于連接集線設備，后面板用于連接從信息插座（如圖3-19所示）或其他配線架延伸過來的雙絞線。理線器用于將雙絞線整理整齊，使之井然有序。標簽紙用于標志每個端口所連接信息插座的位置。另外，使用尼龍扎帶可以將配線架上的雙絞線整理和固定成束，以保護線纜不被拉扯、弄亂。

端接配線架時，所需工具為剝線刀、偏口鉗和打線工具。打線工具有普通與專用之分，普通打線工具工作效率相對較低，專用打線工具相對效率較高，在條件允許的情況下，盡量選用專用打線工具，如圖3-20所示。

端接步驟

① 將附送的金屬支架安裝在配線架上，用于支撐和理順雙絞線電纜。

② 利用偏口鉗或尖嘴鉗將線纜剪至合適的長度，并用剝線刀剝除雙絞線的絕緣層包皮。

③ 依據所執行的標準（一定要與信息模塊執行完全相同的標準），依照配線架上的色標，將雙絞線的4對線按照正確的顏色按順序一一分開。（注：不要將線對拆開。）

④ 根據配線架上所指示的顏色，分別將導線一一置入信息插座線槽，如圖3-21所示。完成4個線對全部置入線槽工作。

⑤ 利用打線工具端接配線架與雙絞線。操作時，一定要使刀口向著外側，這樣才能將多余的電纜切斷，重復操作，完成其他雙絞線的端接。

⑥ 理順線纜，并利用尼龍扎帶將雙絞線與理線器固定在一起，然后成束地固定在機柜上，最后，剪去扎帶多余的部分。

在實際應用中，也可以打好配線架，然后再將配線架安裝到機柜中。最后，將理線器固定在機柜正面，并利用跳線將配線架與交換機連接在一起。