以太网光、电接口基本特性.doc

光、电接口基本特性及波形 传输硬件开发部 刘坚 以太网的发展主要经历了10M、100M、1000M三个阶段(10G未包括在内)，其中涉及的一些主要的介质规范列表如下： 介质规范 支持的电缆类型 支持的连接器 最大线缆长度 工作方式 编码方式 10BASE-T 2对5类以上UTP RJ-45 100m 半或全双工 曼彻斯特 100BASE-T4 4对3类以上UTP RJ-45 100m 半双工 8B/6T 100BASE-TX 2对5类以上UTP RJ-45 100m 半或全双工 4B/5B-MLT3 100BASE-T2 2对3类以上UTP RJ-45 100m 半或全双工 PAM5×5 100BASE-FX 2根多模光纤 SC或ST接头 半双工412m 全双工2000m 半或全双工 4B/5B 1000BASE-SX 2根多模光纤 SC或ST接头 550m 半或全双工 8B/10B 1000BASE-LX 2根单模或多模光纤 SC或ST接头 5000m 半或全双工 8B/10B 物理介质 OSI模型的第1层包含着介质和接口，最底层的通信就是在这里完成的。目前共有四种基本的介质类型：同轴电缆、双绞线、光纤电缆和无线技术。各种介质都有其各自的特点，适用于某特定类型的网络。最常用的是双绞线电缆；同轴电缆也很常用，但更主要应用在原来的LAN中；光纤电缆通常用于连接要求高速存取的计算机，以及在不同楼层和建筑物间连接网络；无线技术用于使用电缆连接非常困难或非常昂贵的环境下。 通常说来，选择数据传输介质时必须考虑５种特性（根据重要性粗略地列举）：吞吐量和带宽、成本、尺寸和可扩展性、连接器以及抗噪性。 这里我们主要介绍双绞线及光纤电缆。 双绞线电缆 双绞线（TP）电缆类似于电话线，由绝缘的彩色铜线对组成，每根铜线的直径为0.4毫米~0.8毫米，两根铜线互相缠绕在一起。双绞线对中的一根电线传输信号信息，另一根被接地并吸收干扰。将两根线缠绕在一起有助于减少干扰的影响。 双绞线电缆是目前局域网中最通用的电缆形式，它相对便宜，灵活且易于安装，同时在需要一个中继器放大信号前它能跨越更远的距离（虽然不如同轴电缆传的远）。双绞线电缆能轻易地应用于多种不同的拓扑结构中，但更经常地是应用于星形和星形拓扑结构中。 所有的双绞线电缆可以分为两类：屏蔽双绞线（STP）以及非屏蔽双绞线（UTP）。 1、屏蔽双绞线 屏蔽双绞线（STP）电缆中的缠绕电线对被一种金属箔制成的屏蔽层所包围，而且每个线对中的电线也是相互绝缘的。 2、非屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线（UTP）电缆包括一对或多对由塑料封套包裹的绝缘电线对。UTP没有用来屏蔽双绞线的额外的屏蔽层。因此，UTP比STP更便宜，抗噪性也相对较低。下面是UTP的标准： 1类线（CAT 1）：一种包括两个电线对的UTP形式。适用于话音通信，而不适用于数据通信。最大传输速率20Kbps。 2类线（CAT 2）：一种包括四个电线对的UTP形式。最大传输速率4Mbps。 3类线（CAT 3）：一种包括四个电线对的UTP形式。在带宽为16MHz时，数据传输速度最高可达10Mbps。3类一般用于10Mbps的Ethernet或4Mbps的Token Ring。 4类线（CAT 4）：一种包括四个电线对的UTP形式。它能支持高达20Mbps的吞吐量，CAT 4可用于16Mbps的Token Ring或10Mbps的Ethernet网络中。并且与CAT 1、CAT 2或CAT 3相比，它能提供更多的保护以防止串扰和衰减。 5类线（CAT 5）：CAT 5包括四个电线对，支持100Mbps吞吐量和100Mbps信号 速率。除100Mbps Ethernet之外，CAT 5电缆还支持其他的快速连网技术，例如异步传输模式（ATM）。 增强CAT 5：即超五类UTP，CAT 5电缆的更高级别的版本。它包括高质量的铜线，能提供一个高的缠绕率，并使用先进的方法以减少串扰。增强CAT 5能支持高达200MHz的信号速率，是常规CAT 5容量的2倍。 6类线（CAT 6）：包括四对电线对的双绞线电缆。每对电线被箔绝缘体包裹，另一层箔绝缘体包裹在所有电线对的外面，同时一层防火塑料封套包裹在第二层箔层外面。箔绝缘体对串扰提供了较好的屏蔽，从而使得CAT 6能支持的吞吐量是常规CAT 5吞吐量的六倍，由于CAT 6是一种新技术且大部分网络技术不能利用它的最高容量，CAT 6目前很少用于当今的网络中。 TP电缆的特性： 吞吐量：STP和UTP能以10Mbps的速度传输数据，CAT5 UTP以及在某些环境下的CAT3 UTP的数据传输速度可达100Mbps