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網線科普

圖文 更新时间:2024-08-08 13:08:32

昨天我們聊了網線中的雙絞線,并了解了為什麼雙絞線中的線材是兩兩雙絞的,沒有看過的小夥伴可以點擊《今天和大家聊聊“網線”》查看,好了,我們今天繼續。

昨天我們說了将兩根銅線相互絞合,可以保證各個銅線平均接觸到的磁場強度一樣,但如果兩組雙絞線絞合度完全一樣,會存在兩根銅線距離不一緻的情況,上側的黑線永遠離底下的灰線更近,而絞合度不同的雙絞線,每兩根銅線互相間的距離幾乎一緻,完美的實現了防串擾。

網線科普(今天繼續和大家聊聊網線)1

絞合度不同會導緻每組雙絞線的線材與其他雙絞線的長度不同。銅線中點信号的傳輸速度約為23萬公裡/秒,是光速的76%,電信号從一端發送到另一端之間的時間叫做延時,單位通常是毫秒,玩網遊時顯示的延時,就是你操作發送到服務器所需要的時間。如果使用插網線的台式機玩遊戲,假設你到服務器之間全程使用銅線,可以大緻估算出你到服務器的物理距離。

網線科普(今天繼續和大家聊聊網線)2

對于千兆還有萬兆的網絡環境來說,還有一個非常重要的參數,由于不同絞合度的雙絞線長度不同,導緻收到的信号時間不同,這就是延時偏差;延時偏差會非常嚴重地擾亂電子設備。想象一下,你左眼看到的東西永遠比右眼快一秒,腦子肯定反應不過來。通過給雙絞線設定标準,給偏差設定一個固定的數值,就可以讓電子設備自定處理延時偏差。

到這裡我們昨天說的那根銅線終于可以比較完美的傳輸信号了,雖然過程有點曲折。原理說得差不多了,來說一下雙絞線在實際中的應用。

雙絞線在80年代初的電話線纜中應用得比較廣泛,主要是用來傳輸語音模拟信号;80年代末,蘋果曾在Mac使用過雙絞線傳輸數據,但很快被淘汰,因為數據是數字信号,電話語音是模拟信号,數字信号對于模拟信号對線材的要求更高,所以出現了升級版的雙絞線,由一組雙絞線升級為兩組,線材的傳輸頻率為1MHz,可以用于語音合4Mbps數據傳輸。

到這裡呢,大家發現傳輸數據的網線并沒有通用的标準,非常容易導緻各個制造商的線材參數不同,導緻互相之間很難兼容,這時候就有行業組織和協會站出來制定網線的标準,統一線材的規格。目前國際上通用的網線及網絡标準由三個組織進行維護更新,首先是電信工業協會和電子工業協會TIA/EIA,TIA/EIA實際上是美國電子與電信兩個工業協會,他們共同頒布了家用和商用布線線材标準,568标準的應用十分廣泛,定義了Cat3/4/5/6等線材規格。

網線科普(今天繼續和大家聊聊網線)3

TIA/EIA - 568已經停用,目前使用中的是TIA-568.3-D

第二個組織是國際标準化組織ISO/IEC,它是全球性非政府組織,國際标準化頒布的ISO/IEC 11801 全稱是信息技術用戶基礎設施結構化布線,他們把網線規格定義為Class A/B/CD/E。

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第三個組織是IEEE電氣與電子工程師協會,802.3b的10/100/1000BASE-T網絡标準由IEEE進行維護和修訂。

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雖然三個組織互相之間線材規格命名不同,但組織之間有非常密切的合作關系,直接用一張圖表示。大家常聽到的五類、超五類、六類主要對應的是TIA/EIA 568标準,在ISO/IEC11801裡對應的是Class C/D/E,而用五類、超五類、六類布線可以實現IEEE的802.3ab标準,達到百兆或者千兆網絡環境。

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TIA/EIA ISO/IEC IEEE三大組織标準

繼續說下線材規格,三類和四類線網速過低,略過不提。為了提升網絡傳輸速度,從五類線開始,所有網線均為四組雙絞線,五類線Cat5,由4組雙絞線。

五類線Cat5由四組無氧銅雙絞線構成,無氧銅線規為24AWG。AWG全程是美國線規,對照AWG規格表,可以看到AWG前邊的數字越大,則線材直徑越小,橫截面也更小。

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AWG規格表

五類線采用24AWG線規,無氧銅外側為抗氧化聚乙烯絕緣層,四組雙絞線的外側為PVC護套,五類線Cat5最大支持100MHz的頻率,可以實現100Base-T網絡标準,也就是百兆有線網絡。

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由于網絡技術的提升,對網速也有了更高的要求,百兆網絡不太夠用,五類線的增強版超五類線Cat5e仍然采用24AWG線規,最大頻率為125MHz,坑幹擾能力更強,最大可以實現2.5Gbps的速率。

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六類線Cat6,在超五類線的基礎上采用更粗的銅線23AWG線規,最大頻率提升到250MHz,同時增加了絕緣十字骨架,将四組雙絞線隔開降低信号串擾,在低于55m的情況下可以實現萬兆網絡。

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部分高規格的六類線采用了屏蔽雙絞線模式,簡稱STP,通過在雙絞線外側增加屏蔽層可以更好的降低信号幹擾,而未采用屏蔽層的五類、超五類線叫做UTP非屏蔽雙絞線。

超六類Cat6A則是默認即為STP屏蔽雙絞線,線規仍為23AWG,但頻率提升至500MHz,可以在100m的線材上實現萬兆網絡。

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七類線Cat7相對于超六類線Cat6A,把STP升級成S/FTP,用鋁箔将雙絞線包裹然後用屏蔽層将四組鋁箔包裹的雙絞線再次包裹起來,防幹擾能力進一步提升,頻率提升至600Mhz可以實現更為穩定的萬兆網絡。

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超七類線Cat7A相對七類線提升線規為22AWG,最大頻率提升至1000Mhz更強更穩定。

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最後則是8類線Cat8,Cat8細分為兩個标準,Cat8.1可以在30m範圍内實現25Gbps網絡,最大頻率為2000Mhz,而Cat8.2可以在三十米範圍内實現40Gbps網絡。

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Cat8.1和8.2基本上已經達到雙絞線的極限,再想提升頻率和傳輸速度雖然仍然可以做到但成本實在太高,對于萬兆以上的網絡環境,光線的應用場景更為廣泛。

從六類線開始,對線規的升級線材越來越粗,屏蔽層導緻線材更硬,如果是家裝埋線的話很難進行抽線換線,建議在預埋線材時留幾根光纖,可以方便以後FTTR光纖入房間。

網線相關的基本概念現在都了解了,以後再看見網線上的英文字符,大家也應該知道代表什麼意思。相對正規的廠家會在網線的外包裝上标注網線頻率和信噪比。

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依據香農公式可以看出信号頻率越高,信噪比越大,網絡速度就越高。懂了這些參數,買網線時就不會被坑了。

網線科普(今天繼續和大家聊聊網線)16

其實呢,家用網絡使用六類或者超六類網線就夠了,有的網線的銅芯采用多股線,多股線相對單股線更軟,性能會比單股線差一些,對于那些超細和扁線通常屏蔽效果差或者性能不達标,不建議使用。

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如果大家還想更加了解網線,我後面會另外寫一篇關于網線的選擇,使用專業工具測評幾款主流的網線給大家作為參考。好了,關于網線我們就聊到這,感謝耐心看到最後的小夥伴們。我們下次接着聊。

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