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详解双绞线接法
发布日期:2017-8-16   点击次数:

 

一、种类

 

1、按照屏蔽层的有无分类

双绞线分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)与非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)。

屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。屏蔽双绞线分为STP和FTP(Foil Twisted-Pair),STP指每条线都有各自的屏蔽层,而FTP只在整个电缆有屏蔽装置,并且两端都正确接地时才起作用。所以要求整个系统是屏蔽器件,包括电缆、信息点、水晶头和配线架等,同时建筑物需要有良好的接地系统。屏蔽层可减少辐射,防止信息被窃听,也可阻止外部电磁干扰的进入,使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。

非屏蔽双绞线(UnshieldedTwisted Pair,缩写UTP)是一种数据传输线,由四对不同颜色的传输线所组成,广泛用于以太网路和电话线中。非屏蔽双绞线电缆最早在1881年被用于贝尔发明的电话系统中。1900年美国的电话线网络亦主要由UTP所组成,由电话公司所拥有。

2、按照线径粗细分类

双绞线常见的有3类线,5类线和超5类线、6类线,以及最新的7类线。前者线径细而后者线径粗,型号如下:

二、双绞线接法详解


 

一直以来很多人(包括作者)都认为10Base-T10M网络使用了网线中8条信号线之4条,而100Base-T100M则使用了全部8条信号线(要不怎么那么快呢?)。可是作者前不久在使用一条按所谓10M直连接法(1与3、2与6交换,其余四线接外壳屏蔽)接出的网线时,意外地发现网络正以100M高速传输,百思不得其解,于是上网查阅了大量资料,加上好几台机实验验证,终于发现了事实真相。

那就是,100M的双绞线与10M的标准接法完全是一样!可惜国内站点的看法(代表大多数人的看法)基本与作者老观点一致,或者是虽有提及,但也是讲得语焉不详,没有深究,所以笔者认为有撰写本文之必要,主要为如下内容:

·双绞线接头(RJ45)针脚号码定义

·10M双绞线接头的标准接法

·100M双绞线接头的标准接法

·1000M双绞线接头的标准接法

·各类双绞线的标准接法总结

·双绞线的标准接法的由来

·各类双绞线的标准直连接法

·3类、5类、超5类线有什么不同

·HUB上的级连口的妙用

—————以下为各内容详情————

1、双绞线接头(RJ45)针脚号码定义

网卡/HUB端插孔

线缆之水晶接头

(图一)

2、10M双绞线接头的标准接法

线材要求CAT-3(3类线)

3、100M双绞线接头的标准接法

线材要求CAT-5(5类线),接头接法与10M完全兼容。

4、1000M双绞线接头的标准接法

线材要求CAT-5e(5类增强线,俗称超五类),接头接法与10M/100M完全兼容。

1000Base-T双向地使用了RJ45接头中全部信号线。线材用5类线虽然也能工作,但是推荐使用5类增强线。

5、各类双绞线的标准接法总结

综合上述10M、100M、1000M各种标准,可以发现尽管各标准对线对功能定义稍有不同,但是最终接头的接法都是同一的,如下图所示:

6、双绞线的标准接法的由来

(图三)

如图三所示,双绞线的标准接法不是随便硬性规定出来的,而是为了尽量保持线缆接头之布局的对称性而作出,这样一来除了就可以使接头内线缆互相的干扰相互抵消而降到最低,同时也使外界干扰的差分信号值尽量能相等以便抗干扰电路作相减运算来消除之。

所以说我们平时制作网络线时,如果不按标准制作,虽然有时线路也能接通,但是线路内部各线对之间的干扰不能有效消除,从而使信号传送出错率增加,最终导致网络性能下降。

事实上我们本文所用的网线接法是EIA/TIA568B标准,还有一个EIA/TIA568A的标准,它只不过是将图中的橙线对与绿线对交换了一下位置(也就是绿白-1,绿-2,橙白-3,兰-4,兰白-5,橙-6,棕白-7,棕-8),线缆接头之布局仍然是对称的。

7、各类双绞线的标准直连接法

10M、100M网卡之间直接连接时,可以不用HUB,这时只需将TX、RX二个线对相互交叉,也就是1与3、2与6交换就行了。而1000M的线对由于都是双向的,所以它们根本无须交叉,不过为了能向下兼容它们也采用1与3、2与6交换来直连,所以呢,由于1000M各种标准考虑到了对旧标准的兼容,我们只要按1000M的标准制作网线,就能用于各种速度。

下面就是直连线其中一头的具体接法(另一头按标准接法):

(图四)

 

比对上图与标准接法图,可以发现二者其实只是交换了绿线对与橙线对,细心的人会发现它刚好就是EIA/TIA568A标准,所以说,直连双绞线的制作的标准接法,就是一头按EIA/TIA568A,另一头按EIA/TIA568B接法接线就行了。两头都符合国际标准,这就是按标准做线的好处。

8、双绞线3类、5类、超5类线有什么不同

首先说说,为什么要用双绞线而不是平行线呢?平行线不是更容易生产吗?

这是因为网络线上通过的是>10MHz的高频信号,这时导线之间的绝缘线相当于一个介电板,它与导线所形成的电容对高频信号起旁路衰减作用(信号相位被滞后),由于信号频率之高而变得不可忽略,所以平行线传递高频网络信号是不行的。

但是如果我们将该平行线对双绞,就会在线对形成电容的同时形成一个串联的电感,草图如下:

由电子电路知识可知,电感的作用刚好与电容相反,它使信号相位超前,只要调整电线的绕度,使线对形成的电感与电容就能够刚好抵消,而且随着线对长度的增加二者的作用均同等程度的增加,理想情况下信号就可以无衰减的在双绞线对上传输了。

由此我们就可以知道,市面上3类、5类、超5类线虽然从外观上看基本类似,其内部肯定有以下几方面区别:一是信号线的绝缘材料不同,线越好,它的介电常数就应该越小,从而使形成的电容越小,二是线对的绕度可能不同(根据绝缘材料介电常数确定)。

还有一点就是越软的线品质越好,这有二方面的原因,一是表明该线的导线含铜量很高(因为纯铜很软),它的直流损耗就会很小,另一面表明该导线可能是多股线而不是单股线,因为多股线对高频信号传递能力强一些。这与另外一种物理现象有关(好象叫集肤效应)。

9、HUB上的级连口的妙用

通常HUB上都会留一个口用于HUB之间的级连,也就是将许多HUB连在一起用,为了在不级连时充分利用硬件资源,该接口一般与其旁边一个普通网卡接口是相通的(图五)。另外一种情形是设置一个拨动开关用来改变最后一个网口的功能(图六),那么作为级连用的网口到底有什么不同呢?

(图五)

(图六)

 

事实上非常简单,级连的网口就是一个标准的双机直连接口,也就是1与3、2与6交叉。

那么我们知道这个事实,就可以:

1、图五情形时,在HUB没电的时候也可以用二条普通网线连接二台电脑,只需将一条网线插在级连口,另一个接它旁边的接口就行。

2、对没有级连口的HUB,我们可以通过一条双机直连线将它与别的HUB级连起来(各插任意一个普通网口即可)。

3、将双机直连线插入HUB之级连口,可以象普通网线一样插其它HUB网口一样连网(1与3、2与6交叉二次,又变回去了嘛),这样你出门只需带一条双机直连线即可,直连与插HUB二不误,上门服务人员特有用。

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