清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 第3章传输介质与网络互连设备 3.1有线通信介质 3.2无线通信介质 3.3综合布线系统所选用的介质 3.4网络连接设备 习题
第3章 传输介质与网络互连设备 3.1 有线通信介质 3.2 无线通信介质 3.3 综合布线系统所选用的介质 3.4 网络连接设备 习题
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 3.1有线通信介质 传输介质是数据传输系统中发送装置与接收装置之 间的物理媒体。分为有线通信介质（铜缆、光缆等） 和无线通信介质（无线电、微波等）两类。 有线传输介质主要有双绞线电缆、同轴电缆和光纤
传输介质是数据传输系统中发送装置与接收装置之 间的物理媒体。分为有线通信介质（铜缆、光缆等） 和无线通信介质（无线电、微波等）两类。 有线传输介质主要有双绞线电缆、同轴电缆和光纤。 3.1 有线通信介质
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 3.1.1双绞线电缆 双绞线电缆（简称为双绞线）是综合布线系统中最 常用的一种传输介质，可以传输模拟和数字信号， 尤其在星型网络拓扑结构中，双绞线是必不可少的 布线材料。双绞线电缆中封装着一对或一对以上的 双绞线，为了降低信号的干扰程度，每一对双绞线 一般由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。双绞线可分 为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两 大类。其中，STP又分为三类和五类两种，而UTP 分为三类、四类、五类、超五类四种（一类、二类 已不被ANSI/EIA/TIA标准所承认)，同时，六类 和七类双绞线也会在不远的将来运用于计算机网络 的布线系统
双绞线电缆（简称为双绞线）是综合布线系统中最 常用的一种传输介质，可以传输模拟和数字信号， 尤其在星型网络拓扑结构中，双绞线是必不可少的 布线材料。双绞线电缆中封装着一对或一对以上的 双绞线，为了降低信号的干扰程度，每一对双绞线 一般由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。双绞线可分 为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两 大类。其中，STP又分为三类和五类两种，而UTP 分为三类、四类、五类、超五类四种（一类、二类 已不被ANSI/EIA/TIA标准所承认），同时，六类 和七类双绞线也会在不远的将来运用于计算机网络 的布线系统。 3.1.1 双绞线电缆
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 1.非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线的区别 双绞线的最大传输距离一般为100m。屏蔽双绞线 电缆的外面由一层金属材料包裹，以减小辐射，防 止信息被窃听，同时具有较高的数据传输率（五类 STP在100m内可达到155Mbps,而UTP只能达到 100Mbps)。但屏蔽双绞线电缆的价格相对较高， 安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难，必须使用特殊 的连接器，技术要求也比非屏蔽双绞线电缆高。与 屏蔽双绞线相比，非屏蔽双绞线电缆外面只需一层 绝缘胶皮，因而重量轻、易弯曲、易安装，组网灵 活，非常适用于综合布线系统，所以在无特殊要求 的计算机网络布线中，常使用非屏蔽双绞线电缆
1. 非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线的区别 双绞线的最大传输距离一般为100m。屏蔽双绞线 电缆的外面由一层金属材料包裹，以减小辐射，防 止信息被窃听，同时具有较高的数据传输率（五类 STP在100m内可达到155Mbps，而UTP只能达到 100Mbps）。但屏蔽双绞线电缆的价格相对较高， 安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难，必须使用特殊 的连接器，技术要求也比非屏蔽双绞线电缆高。与 屏蔽双绞线相比，非屏蔽双绞线电缆外面只需一层 绝缘胶皮，因而重量轻、易弯曲、易安装，组网灵 活，非常适用于综合布线系统，所以在无特殊要求 的计算机网络布线中，常使用非屏蔽双绞线电缆
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 2.双绞线的主要技术性能 (1)衰减 衰减是沿线路信号的损失程度。衰减的大小对网络 传输距离和可靠性影响很大，一般情况下衰减随频 率的增大而增大。电缆越长，信号频率越高，其衰 减越大，即信号的损失越多。网络的标准中规定了 可以容忍的最大信号损失。所以要保证电缆的衰减 在规定的指标之内。通常在星型拓扑结构的综合布 线系统中，双绞线网络中的衰减只影响一个用户， 如果衰减指标达不到规定的要求，就可能会有如下 问题： ·网络速度下降。 间歇地发现找不到服务器
2. 双绞线的主要技术性能 （1） 衰减 衰减是沿线路信号的损失程度。衰减的大小对网络 传输距离和可靠性影响很大，一般情况下衰减随频 率的增大而增大。电缆越长，信号频率越高，其衰 减越大，即信号的损失越多。网络的标准中规定了 可以容忍的最大信号损失。所以要保证电缆的衰减 在规定的指标之内。通常在星型拓扑结构的综合布 线系统中，双绞线网络中的衰减只影响一个用户， 如果衰减指标达不到规定的要求，就可能会有如下 问题： •网络速度下降。 •间歇地发现找不到服务器
清华大学出版社 ●●●● TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 表3-1显示的是各种UTP电缆的最大衰减值。五类 和超五类电缆被视为是标准型号，而六类和七类电 缆将被作为推荐型号。 表3-1各种UTP电缆在不同频率下的最大衰减值 电缆类型 频率fMHz 衰减（最大)/dB 五类 100 21.6 超五类 100 21.6 六类 100 21.7 六类 250 36.0 七类 100 20.8 七类 600 54.1
表3-1显示的是各种UTP电缆的最大衰减值。五类 和超五类电缆被视为是标准型号，而六类和七类电 缆将被作为推荐型号。 表3-1 各种UTP电缆在不同频率下的最大衰减值 电缆类型 频率 f/MHz 衰减（最大）/dB 五类 100 21.6 超五类 100 21.6 六类 100 21.7 六类 250 36.0 七类 100 20.8 七类 600 54.1
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS (2)串扰 串扰主要针对于非屏蔽双绞线电缆而言，是指沿一对 导线传输的信号中的一部分“泄漏”到相邻一对导线 上去的倾向。分为近端串扰和远端串扰。其中，对网 络传输性能起主要作用的是近端串扰。近端串扰是指 电缆中的一对双绞线对另一对双绞线的干扰程度。连 接的串扰NEXT参数不仅取决于电缆本身的性能，而 且沿连接通路的接收器，包括最终连接头，以及制作 连接时的技术水平对它也有很大影响。普遍使用的 RJ一45标准插头和插座对连接的NEXT影响很大。书 中34页表3-2显示的是不同类型的串扰的最小串扰值。 五类电缆、超五类以及六类电缆的串扰值用于基本链 路，而七类电缆的串扰值适用于信道链路。目前六类 及七类电缆标准仍在开发中
（2） 串扰 串扰主要针对于非屏蔽双绞线电缆而言，是指沿一对 导线传输的信号中的一部分“泄漏”到相邻一对导线 上去的倾向。分为近端串扰和远端串扰。其中，对网 络传输性能起主要作用的是近端串扰。近端串扰是指 电缆中的一对双绞线对另一对双绞线的干扰程度。连 接的串扰NEXT参数不仅取决于电缆本身的性能，而 且沿连接通路的接收器，包括最终连接头，以及制作 连接时的技术水平对它也有很大影响。普遍使用的 RJ—45标准插头和插座对连接的NEXT影响很大。书 中34页表3-2显示的是不同类型的串扰的最小串扰值。 五类电缆、超五类以及六类电缆的串扰值用于基本链 路，而七类电缆的串扰值适用于信道链路。目前六类 及七类电缆标准仍在开发中
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS (3)阻抗 双绞线电缆中的阻抗主要是指特性阻抗，是电缆对 高频信号的负载阻抗。一般而言，电缆的特性阻抗 在整条电缆上应是一个常数。电缆上任何一点所引 起阻抗的突然变化会产生“反射”。最严重的例子 是开路和短路，它们会产生全反射。对于双绞线， 当电缆和8芯接头连接进行了过多的反绕时也会产 生特性阻抗不匹配。它包括材料的电阻、电感及电 容阻抗。一般分为1002、1202及1502几种
（3） 阻抗 双绞线电缆中的阻抗主要是指特性阻抗，是电缆对 高频信号的负载阻抗。一般而言，电缆的特性阻抗 在整条电缆上应是一个常数。电缆上任何一点所引 起阻抗的突然变化会产生“反射”。最严重的例子 是开路和短路，它们会产生全反射。对于双绞线， 当电缆和8芯接头连接进行了过多的反绕时也会产 生特性阻抗不匹配。它包括材料的电阻、电感及电 容阻抗。一般分为100Ω、120Ω及150Ω几种
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS (4)衰减串扰比（ACR) 衰减串扰比是指在同一线对上接收到的信号与串扰 相比大出多少的指标。当信号从发送器发出并穿越 电缆时，信号被不断削弱，当它到达接收器时是最 弱的。NEXT在导线的近端，靠近发射机，绝大多 数都能被观察到。ACR有时被认为是信噪比 (SNR)。在电缆衰减性和NEXT值之间的“空隙” 被看作是电缆的可用带宽。SNR值不仅体现出数据 传输本身所产生的“噪声”，同时还能看出外部干 扰。ACR值和NEXT值除了在高电磁干扰的环境中 外一般都是一致的。书中34页表3-3所用数据来自 TSB-67公报。注意对于信道链路而言，在100MHz 的频率下最小的ACR值为3dB
（4） 衰减串扰比（ACR） 衰减串扰比是指在同一线对上接收到的信号与串扰 相比大出多少的指标。当信号从发送器发出并穿越 电缆时，信号被不断削弱，当它到达接收器时是最 弱的。NEXT在导线的近端，靠近发射机，绝大多 数都能被观察到。ACR有时被认为是信噪比 （SNR）。在电缆衰减性和NEXT值之间的“空隙” 被看作是电缆的可用带宽。SNR值不仅体现出数据 传输本身所产生的“噪声”，同时还能看出外部干 扰。ACR值和NEXT值除了在高电磁干扰的环境中 外一般都是一致的。书中34页表3-3所用数据来自 TSB-67公报。注意对于信道链路而言，在100MHz 的频率下最小的ACR值为3dB
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS (5)回程损耗 一些电子在电缆内的传送过程中可能会碰到阻抗失 配或导线的某些问题因而被反射回发送器，这就是 所谓的回程损耗。如果电子在被反射回以前已经被 传送了相当距离，那么回程损耗就可能觉察不出来。 这是由于回程信号在被反射回发送器以前就已经消 散掉了。如果被返回的信号足够强的话，它就能干 扰像100BASE一T这类的超高速技术。书中34页表 3-4显示的是现行可接收的回程损耗最大值。上述 性能参数，可参看双绞线电缆的说明书，必要时可 通过专用仪器测得
（5） 回程损耗 一些电子在电缆内的传送过程中可能会碰到阻抗失 配或导线的某些问题因而被反射回发送器，这就是 所谓的回程损耗。如果电子在被反射回以前已经被 传送了相当距离，那么回程损耗就可能觉察不出来。 这是由于回程信号在被反射回发送器以前就已经消 散掉了。如果被返回的信号足够强的话，它就能干 扰像100BASE—T这类的超高速技术。书中34页表 3-4显示的是现行可接收的回程损耗最大值。上述 性能参数，可参看双绞线电缆的说明书，必要时可 通过专用仪器测得