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网络传输介质有哪些

网络传输介质有哪些

作者:
来源:
2020/10/27
网络传输介质:同轴电缆、双绞线、光纤,任何的弱电项目基本上都跟他们分不开,那以它们都是如何在项目中应用呢?本期我们一起来详细了解下。

      我们常见网络传输介质同轴电缆、双绞线、光纤,任何的弱电项目基本上都跟他们分不开,那以它们都是如何在项目中应用呢?本期我们一起来详细了解下。

 

 

一、同轴电缆

      同轴电缆曾经是网络传输的主要介质,随着时代发展,现在已经渐渐淘汰。在模拟监控中还有部分应用,当然现在模拟监控也越来越少了。如图,早年使用同轴电缆组网的以太网:

 

二、双绞线

      双绞线是由多组绝缘铜导线相互缠绕而成的线缆,双绞线内部介质也是铜线,内部传输为电信号,根据电磁原理,变化的电流会产生磁场,缠绕目的是:两两抵消磁场,降低信号干扰。

      最早双绞线只有2芯,用于电话数据传输,现在已经淘汰,目前主流的双绞线都是4对8芯。

 

屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线

 双绞线可以分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线,前者由锡箔保护层,能有效防止数据泄密,同时降低外部环境对数据传输的干扰,我们日常项目中使用最多的是非屏蔽双绞线,价格较低。 

 

为什么要用屏蔽双绞线呢?这里面我们分享一个小故事

某航天科工企业,发送火箭,如果内部传送数据由于干扰,有0.01度的偏差,导弹从A地打到B地,可能就偏离了目标几百公里。故此类高可靠场景,肯定要用屏蔽双绞线,防止外部环境对内部数据产生干扰。

 

非屏蔽双绞线的应用

这个是我们弱电人接触的最多的,为什么6类线比超5类线的传输速率快?这是个好问题,做很多项目时,我们都有个错觉,觉得超超5类线与6类线区别不大,6类线与超5类线的区别在那里。

      超五类线(CAT5e):传输频率为100MHz,主要用于百兆或千兆位以太网(千兆比较勉强,标准的线才能达到)。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、更小的时延误差,性能得到很大提高。实际项目中,超五类线虽然也能传千兆,但只建议短距离传千兆使用,长距离传输千兆可能会出现不稳定的情况,这也是项目中常出现的故障,而又容易忽略的问题。

 

      六类线(CAT6):传输频率为250MHz,最适用于传输速率高于1Gbps的应用,主要用于千兆位以太网(1000Mbps)。六类双绞线在外形上和结构上与五类或超五类双绞线都有一定的差别,不仅增加了绝缘的十字骨架,将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内,而且电缆的直径也更粗。

      超六类或6A(CAT6A):传输频率是500 MHz,最大传输速度也可达到10Gbps Mbps,主要应用于千兆位网络中。超六类线是六类线的改进版,同样是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6类/E级标准中规定的一种非屏蔽双绞线电缆,在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。

 

      七类线(CAT7):传输频率至少可达600 MHz,传输速率可达10 Gbps,它主要为了适应万兆位以太网技术的应用和发展。该线是ISO 7类/F级标准中最新的一种屏蔽双绞线。

 

      八类线(CAT8):这里有必要提下八类网线,跟七类网线一样的是双层屏蔽(SFTP),它拥有两个导线对,2000MHz的超高宽屏,传输速率高达40Gb/s,但它最大传输距离仅有30m,故一般用于短距离数据中心的服务器、交换机、配线架以及其他设备的连接。虽然八类线传输距离短,但传输速率和频率带宽是远远超过其他类的。

 

三、光缆

      光纤是利用光在玻璃或塑料纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。

 

 

光纤特点

      重量轻,体积小、传输远(衰减小)、容量大、抗电磁干扰。光缆一般由多根光纤和塑料保护套管及塑料外皮构成。通常看到工人敷设的黑色线缆叫做光缆,里面包含了多组光纤。下图为光纤和光缆图片:

 

单模光纤

      当光纤的几何尺寸可以光波长相比拟时,即纤芯的几何尺寸与光信号波长相差不大时,一般为5~10um,如OS1 - 10微米单模光纤。

 

      单模光纤光纤只允许一种模式在其中传播,具有极宽的带宽,特别适用于 大容量、长距离的光纤通信,可传距离10KM、40KM、80KM、100KM。

 

多模光纤

     多模光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长,一般为50um、62.5um;允许多种模式光信号传播;多模光纤仅用于短距离(500米以内)的光纤传输通信。

 

      OM(Optical Mode)是光模式的意思。是多模光纤表示光纤等级的标准。

      OM1、 OM2、 OM3分别多模光纤的3个等级,不同等级传输时的带宽和最大距离不同,如表:

      千兆和单模对比如下表,非常重要,希望大家理解并记住:
 

 

 

四、交换机光接口、光模块、光纤

      这是一个24口接入交换机,24个千兆电口+4个千兆光口。(不要以为24口交换机就只有24个接口,而是指下行连接用户的接口有24个)。

 

      要使用光接口首先需要安装光模块。目前大部分场景使用的均为双线光模块和双线光纤,部分场景(如平安城市)可能使用单芯光模块和单芯光纤跳线。

 

交换机光接口类型

     如上为光模块接口,目前最常用的光模块接口有SFP(千兆光接口)、SFP+(万兆光接口)、QSFP+(40G光接口)。

 

      万兆向下兼容千兆,毕竟SFP+和SFP接口大小一样,也就是万兆光接口可以插千兆光模块,一般情况都是向下兼容的,部分厂商部分产品可能不能自适应,需要手动指定速率。

 

40G不兼容10G。40G光接口是QSFP+,而10G是SFP+,两者接口大小不一样,故10G光模块是不能直接往40G接口上插的。

 

那问题来了,如果交换机都是40G接口,但有10G接口需要,怎么办呢?其实也很简单,有1分4的线缆,可以将40G接口分成4个10G接口使用,也可以将1个100G接口分成40个25G接口使用。

 

QSFP+ to 4SFP+高速电缆,一端是40Gb/s 的QSFP+接口,另一端是4个10 Gb / s的SFP+ 接口。

 

如果只有10G接口,想要达到40G怎么办? 端口聚合/链路捆绑。不同厂商光模块,能不能相互兼容? 一般均兼容,但现在很多厂商产品,插非原厂光模块会报错,但不影响使用。

 

      前面给大家介绍了很多接口,连接器,不少人应该已经有点晕了,这里给大家做一个总结。

 

总结

      1、相比之下,光纤会复杂得多。光纤交换机光口不同速率接口类型是不一样的,比如前面介绍的SFP(千兆光接口)、SFP+(万兆光接口)、QSFP+(40G光接口)。

      2、要使用交换机上万兆光口,需要插上SFP+万兆光模块,万兆双芯光模块(双芯最常用,一收一发)会有两个LC接口。

      3、如果是两台交换机相联,即需要LC-LC光纤跳线,如果交换机和配线架相联,则看配线架类型,若对端是FC配线架,需要跳线是LC-FC跳线。

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