实验一、网络传输介质————双绞线 《计算机网络》

蝙蝠身上长鸡毛，忘了自己是什么鸟。

目录

一、实验目的

二、实验内容

1.双绞线的原理以及分类

2.了解双绞线的性质、结构与特性

3.掌握双绞线的制作方法

4.了解双绞线的材质

5.了解双绞线的发展趋势

三、实验小结

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一、实验目的

1.双绞线的原理以及分类

2.了解双绞线的性质、结构与特性

3.掌握双绞线的制作方法

4.了解双绞线的材质

5.了解双绞线的发展趋势

二、实验内容

1.双绞线的原理以及分类

（1）双绞线的原理：

双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。

采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，也可以降低多对绞线之间的相互干扰。把两根绝缘的导线互相绞在一起，干扰信号作用在这两根相互绞缠在一起的导线上是一致的（这个干扰信号叫做共模信号），在接收信号的差分电路中可以将共模信号消除，从而提取出有用信号（差模信号）。

双绞线的作用是使外部干扰在两根导线上产生的噪声（在专业领域里，把无用的信号叫做噪声）相同，以便后续的差分电路提取出有用信号，差分电路是一个减法电路，两个输入端同相的信号（共模信号）相互抵消（m-n），反相的信号相当于x-（-y），得到增强。理论上，在双绞线及差分电路中m=n，x=y，相当于干扰信号被完全消除，有用信号加倍，但在实际运行中是有一定差异的。

（2）双绞线的分类：

1>按照有无屏蔽层分类

1. 屏蔽双绞线
2. 非屏蔽双绞线

2>按照频率和信噪比进行分类

1. 一类线（CAT1）：线缆最高频率带宽是750kHZ，用于报警系统，或只适用于语音传输（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不用于数据传输。
2. 二类线（CAT2）：线缆最高频率带宽是1MHZ，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。
3. 三类线（CAT3）：指在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为10Mbps（10Mbit/s），主要应用于语音、10Mbit/s以太网（10BASE-T）和4Mbit/s令牌环，最大网段长度为100m，采用RJ形式的连接器，已淡出市场。
4. 四类线（CAT4）：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps（指的是16Mbit/s令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器，未被广泛采用。
5. 五类线（CAT5）：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，线缆最高频率带宽为100MHz，最高传输率为100Mbps，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1000BASE-T网络，最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。通常，4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。
6. 超五类线（CAT5e）：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（SNR）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。
7. 六类线（CAT6）：该类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。
8. 超六类或6A（CAT6A）：此类产品传输带宽介于六类和七类之间，传输频率为500MHz，传输速度为10Gbps，标准外径6mm。和七类产品一样，国家还没有出台正式的检测标准，只是行业中有此类产品，各厂家宣布一个测试值。
9. 七类线（CAT7）：传输频率为600MHz，传输速度为10Gbps，单线标准外径8mm，多芯线标准外径6mm。

类型数字越大、版本越新，技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵。这些不同类型的双绞线标注方法是这样规定的，如果是标准类型则按CATx方式标注，如常用的五类线和六类线，则在线的外皮上标注为CAT 5、CAT 6。而如果是改进版，就按xe方式标注，如超五类线就标注为5e（字母是小写，而不是大写）。

无论是哪一种线，衰减都随频率的升高而增大。在设计布线时，要考虑到受到衰减的信号还应当有足够大的振幅，以便在有噪声干扰的条件下能够在接收端正确地被检测出来。双绞线能够传送多高速率（Mb/s）的数据还与数字信号的编码方法有很大的关系。

2.了解双绞线的性质、结构与特性

双绞线是一种在综合布线工程中广泛使用的传输介质，它主要由两根相互缠绕的绝缘铜导线组成。这种缠绕结构有助于减少电磁干扰，因为一根导线在传输过程中产生的电磁场会被另一根导线产生的电磁场部分抵消，从而降低信号干扰。双绞线通常被包含在一个绝缘电缆套管中，实际使用时，多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里，形成双绞线电缆。

与其它传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面存在限制，但它具有成本低廉的优势。双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP），STP层以铝铂包裹，可减少辐射，但价格更高，安装也更困难。双绞线的直径小、重量轻，易于弯曲和安装，具有阻燃性、独立性和灵活性，能够将串扰减至最小或加以消除。

此外，双绞线的技术标准由美国通信工业协会的EIA/TIA-568A或EIA/TIA-568B标准定义，不同类别的双绞线（如1类至5类）适用于不同的网络应用和传输速度

双绞线的特性：

双绞线具有直径小、重量轻、易弯曲、易安装,具有阻燃性、独立性和灵活性,能 将串扰减至最小或加以消除等优点; 另一方面, 双绞线具有传输距离短、 传输速率较慢等缺 点。

3.掌握双绞线的制作方法

1. 选择合适的线缆，至少0.6米，最多不超过100米
2. 剥线，利用双绞线剥线/压线绀，将双绞线的外壳剥去2~3厘米
3. 排线，根据标准EIA/TIA568A或EIA/TIA568B排线。
4. 剪线在剪线过程中，左手需要紧握已经排好的芯线，然后用剥线/压线绀剪齐芯线，芯线不宜过长，一般是1.2~1.4厘米
5. 插线 将已经修剪好的芯线插入水晶头的后端
6. 压线 利用剥线/压线绀挤压水晶头
7. 做另一线头，充分2~6，做好另一个线头，过程中要足够耐心仔细
8. 测试，如果网线测试六个都是绿灯闪过，说明网线制作成功。需要注意测试灯亮的顺序是否与接线标准对应。
9. 网线制作完成

4.了解双绞线的材质

双绞线主要由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。这两根导线被相互绞合在一起，形成一对相互绝缘的金属导线。这种结构有助于抵抗电磁干扰，因为绞合在一起的导线受到的干扰信号是一致的，从而可以在接收端通过差分电路消除共模信号，提取出有用的差模信号。12

双绞线的材质通常包括：

1. 铜线：具有良好的导电性能和机械强度，广泛应用于数据中心、计算机房和网络设备等场所。铜线在信号传输过程中信号衰减小、信噪比高，能够保证较高的数据传输速率和稳定性。
2. 铜包铝线：价格相对铜线更为便宜，但在传输距离和速率上相对较差，适用于对价格敏感的场合。
3. 铜包钢线：特点是强度高，机械性能优良，但电阻较大，传输距离相对较短，一般用于较长距离的信号传输。
4. 纯铝线：成本较低，由于电导率较低，适用于低速率要求和距离不长的场合。但纯铝线的强度和机械性能较差，易受拉断和弯曲，需要合理使用和保养。

双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面受到一定限制，但因其价格低廉，仍然是一种常见的传输介质。

5.了解双绞线的发展趋势

双绞线的结构和应用是非常重要的。它在现代的通信技术和网络领域中有着广泛的应用和不可替代性。未来的发展方向需要进一步提高其传输速度和抗干扰能力，以适应更多的应用场景。

三、实验小结

通过这次实训，让我对双绞线这方面的知识了解的更加透彻。而这一次的实践正如老师所讲，我们所学的理论知识虽然多，但只要你用心去听，用心去学，那么在我们看似很难的事情也会变得简单。这个学期我们开设了计算机网络这门课程，这次的双绞线综合实训主要是为了提高我们的实际应用水平。在实训过程中，通过实训目的、实训操作器材，实训步骤、以及回答问题，来巩固对此的认识。通过这次实训，使我们能够比较系统地掌握其中的基本程序和具体方法，加深对所学专业理论知识的理解。提高运用基本技能的水平，也是对所学知识的一个检验。