1.2 认识网络设备

1.2.1 了解双绞线和光纤

网络传输介质是网络中传输数据、连接各个网络站点的实体。网络传输介质可分为两大类：传导型介质和辐射型介质。

1.传导型介质

信号通过电路传输时，传导型介质利用导体传导承载信号。

金属导体被用来传输电信号，通常由铜线制成，双绞线和大多数同轴电缆就是如此。有时也使用铝，最常见的应用是有线电视网络覆以铜线的铝质干线电缆。

玻璃纤维通常用于传导光信号的光纤网络，另外塑料光纤（Plastic Optical Fiber，POF）用于一些低速、短程应用。

2.辐射型介质

辐射型介质并不利用导体。确切地说，信号完全通过空间从发射器发射到接收器。辐射介质有时被称为无线电波系统，更正确地说是空间波或自由空间系统。只要发射器和接收器之间有空气，就会导致信号减弱及失真。

在广泛适用的辐射传输系统中，无线电系统最常见，我们着重介绍微波和卫星。还有一系列针对特定应用的变种，包括传呼、蜂窝、无绳电话和各种分组无线系统。自由空间激光系统中最常见的就是红外线（Ir），从本质上来说基于光技术，但不依赖玻璃或塑料导体。相反，信号完全通过空间发射。

下面将分别对传导型介质和辐射型介质中的各种类别进行具体介绍，并以双绞线和光线为例。

（1）双绞线

双绞线（Twisted Pair）由不同颜色的4对8芯线组成，每两条按一定规则交织在一起，成为一个芯线对，它既可减小流过电流所辐射的能量，也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。双绞线作为一种价格低廉、性能优良的传输介质，在综合布线系统中被广泛应用于水平布线，是当今水平布线的首选线缆。如图1-14所示是盒装双绞线。

1）双绞线的分类

双绞线（Twisted Pair）分为屏蔽（Shelded TwisteD Pair，简称STP）和非屏蔽（Unshelded TwisteD Pair，简称UTP）两种，如图1-15所示。所谓屏蔽是指网线信号线的外面包裹着一层能阻挡电磁干扰的金属网，在屏蔽层外面包上绝缘外皮，屏蔽层可以有效地隔离外界电磁信号的干扰。

①UTP（非屏蔽）

这是目前局域网中使用较广且传送频率较高的一种网线。这种网线在塑料绝缘外皮里面包裹着8根信号线。其中每两根构成一对且相互缠绕的线对，共形成4对，双绞线互相缠绕的目的就是利用铜线中电流产生的电磁场互相作用抵消邻近线路的干扰并减少来自外界的干扰，如图1-16所示。

UTP网线使用RJ-45水晶头进行连接，RJ-45接头是一种只能在固定方向插入并自动防止脱落的塑料接头，如图1-17所示。网线内部的每一根信号线都需要使用专用压线钳使它与RJ-45的接触点紧紧连接，根据网络速度和网络结构标准的不同，接触点与网线的接线方式也不同。

②STP（屏蔽）

使用金属屏蔽层来降低外界的电磁干扰（EMI），当屏蔽层被正确接地后，可将接收到的电磁干扰信号变成的电流信号与在双绞线形成的干扰信号形成电流反向。只要两个电流是对称的，它们就可以抵消，而不给接收端带来噪声。

STP线缆只有当端对端链路都完全屏蔽及正确接地后，才能防止电磁辐射及干扰，能使噪声减小到最小，提高信噪比。STP一般用在易于受电磁干扰和无线频率干扰的环境中。

2）双绞线不同类别及应用特点

因为在双绞线中，非屏蔽双绞（UTP）的使用率最高，所以如果没有特殊说明，在应用中所指的双绞线一般是指UTP，它主要有3类双绞线、4类双绞线、5类双绞线及超5类双绞线四种，目前3类双绞线已经逐步被5类双绞线所取代。相对3类双绞线而言，5类双绞线电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为100MHz，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和10BASE-T网络，这是目前最常用的以太网电缆。，而4 类双绞线在以太网布线中应用很少，以往多用于令牌网的布线，目前市面上基本看不到。

3）双绞线的传输性能

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。

2.光纤

光纤（Fiber Optic Cable）以光脉冲的形式来传输信号，其材料以玻璃或有机玻璃为主，它由纤维芯、包层和保护套组成，如图1-18 所示。光纤的结构和同轴电缆很类似，也是中心为一根由玻璃或透明塑料制成的光导纤维，周围包裹着保护材料，根据需要还可以将多根光纤合并在一根光缆里。根据光信号发生方式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。

光纤通信是指通过光导纤维传输信号的现代通信方式，是现代通信网的三大支柱的主体。光纤通信是以光波为载波，以光导纤维为传输介质的信息传输系统，它由发送、传输、接收等3部分组成。在信号发射端，话音或非话音信号转化为数字信号后传给光端机，光端机把光信号调制成光脉冲信号，然后按照一定的角度送入光纤线路中，光脉冲信号在光纤经过多次折射和反射仍然在其中，而且损耗很少。信号接收端经过相反的处理，把光脉冲信号转化为话音或非话音等模拟信号，如图1-19所示为光纤通信示意图。