网络传输介质菜鸟扫盲-双绞线篇

sukixp

随着计算机的大量使用，网络和综合布线自然成了热门话题，正确的设计和布局一个网络系统不仅提高通信的速度和可靠性，也能使工作效率大幅提高；而在布线中必然会使用到信号传输的载体—传输介质，在一个完整、稳定的网络环境中，传输介质的选择以及正确的利用，是关系到网络是否“长治久安”运行下去的基础。本文就带领大家一起来认识认识目前在组网过程中，使用最为普遍的双绞线。

    大家平常也习惯称双绞线为网线。而实事上网线有两种：一种是同轴电缆（基本已经淘汰），另一种就是双绞线；而双绞线又可分为：屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线，大多数局域网使用非屏蔽双绞线（UTP—Unshielded Twisted Pair）作为布线的传输介质来组网；单根网线由一定距离长的双绞线与RJ45头组成。目前市面上销售网线（双绞线）的地方可以说是多得“数之不尽”。大多数用户选购网线的类型一般是三类线和五类线。而现在一般都是选用五类、超五类非屏蔽双绞线（如图1所示），其传输特性为100MHz，传输速率155Mb/s；此外这类双绞线还具有以下特点：

    直径小，节省所占用的空间。

    重量轻、易弯曲、易安装。

    具有阻燃性、独立性和灵活性。



    图1

    说到双绞线肯定还要说到水晶头以及双绞线的制作。因为双绞线是要连接计算机的两块网卡，而使用之初的双绞线两端并无接头，因此就要用到水晶头。

    一、水晶头

    水晶头又称之为RJ45连接器，如图2所示。个头虽然小，但每条双绞线两端都要通过安装水晶头才能实现与网卡和集线器的连接。



    图2

    连接时，一手拿着水晶头，让使水晶头的塑料弹片朝向自己或向下，然后可以看到双绞线插入口顶端的8个金属引脚，从左到右依次称为第1脚、第2脚……第8脚。双绞线插入时一定要保证充分跟引脚接触才能正常通讯。

    二、双绞线制作

    一般的网络结构最常见的可分为双机直连和多机互连，而双绞线的制作也是有讲究的。不同的网络结构需要使用不同做法的双绞线来连接，大家可按以下原则来使用：计算机等网络设备连接交换时应该使用直通线，即双绞线两端的线序排列一致，遵循的排列规则为：

    橙白——1，橙——2，绿白——3，蓝——4，蓝白——5，绿——6，棕白——7，棕——8

    而同种设备之间的级连（比如交换机之间）使用普通并行接口时，则使用交叉线连接；这种双绞线遵循的排列规则为：

    绿白——1，绿——2，橙白——3，蓝——4，蓝白——5，橙——6，棕白——7，棕——8

    明白了以下原理后，接下来就是具体的制作。

    步骤1：拿着网线一端3-5厘米处，放入压线钳圆形刀口处，稍用力压住手柄使压线钳在网线的垂直方向上来回旋转60°左右（注意一定要小心，别将里面的线对扭断），这样就可将双绞线的外皮剪断而又不伤及到内部的线对，如图3所示。



    图3

    步骤2：这时即会露出双绞线的线对，如图4所示，一共四对。然后依次拆开每对线，并压平以方便后面的重新排列。



    图4

    步骤3：然后按照上面先容的不同排列顺序重新整理好线对，并排列整齐；然后再用压线钳前面的刀口剪齐。

    步骤4：水晶头有塑料弹片的一面朝下，小心将全部线对塞入水晶头的引脚里（如图5所示），最后将水晶头放入压线钳的压线口，用力压紧压线钳的手柄（如图6所示），当听到轻微的一声响才表示安装到位。最后再用测线仪测试网线是否正常。



    图5



    图6

    三、双绞线的测试

　在双绞线制作完成后，一般都要使用专门的网线测试仪（如图7所示）来断定连通性，并且单人就能完成。可检测5E，6E，STP/UDP双绞线，某些产品还能检测同轴电缆及电话线的接线故障。功能再强大一点的能测试出开路，短路，跨接，反接和串接各种情况；能定位接线和连接的错误；能测量线路长度，确定短路开路的距离等。



    图7

    使用网线测试仪时，将网线两端的水晶头分别插入主测试仪和远程测试端的RJ-45端口，将开关开至“ON”（S为慢速档），主机指示灯从1至G逐个顺序闪亮，表示网线连接没有问题。

    如果网线中有几根导线发生断路，则主测试端和远程测试端相应线号的指示灯就会不亮。

    四、双绞线及水晶头相关常识

    除了理解理解双绞线的使用环境以及制作方法外，相关的常识也应该多了解。这样才能更好的运用此类传输介质。比如一般双绞线的使用长度不要超过100米，否则会影响信号的传输或根本连接不上等。

    1、超过100米的网络环境如何使用双绞线连接。

    上面已经说到，当双绞线使用长度超过100米，会影响信号的传输；而实际情况下如果一定要在大于100米的环境下使用，又该怎么办呢？目前业界比较成熟的办法是外加类似桥接器一类的设备来解决，比如CIP-SS-96串口+TCP/IP转换服务器，如图8所示。



    图8

    这是一个可以让工业用RS-232/485/422串口设备马上具备联网能力的设备联网服务器，它们无须PC独立运行，支撑RS-232/485/422通讯接口。具有简便的设置程序，端口速率、应用模式等设置快速简单的特点。

    实现原理为：需要较远连接的设备直接与CIP-SS-96串口与TCP/IP转换服务器的串口端连接，然后CIP-SS-96串口与TCP/IP转换服务器会自动把设备所产生的信号打包成IP数据包发送到以太网上，信号到达以太网并经过处理后再通过CIP-SS-96串口与TCP/IP转换服务器解包还原成设备所需的信号。

    「小提示」在网线距近端80米左右剪断，再连接在一起也能实现200米内的远程连接。

    2、双绞线外皮文字。

    双绞线一般每隔两英尺就有一段文字，它说明了有关此线缆的相关信息，以AMP企业的线缆为例，其文字为：“AMP SYSTEMS CABLEE138034 0100 24 AWG（UL） CMR/MPR OR C（UL） PCC FT4 VERIFIED ETL CAT5 O44766 FT 9907”，其中的具体含义如下所述：

    AMP：代表企业名称。

    0100：表示100欧姆。

    24：表示线芯是24号的（线芯有22、24、26三种规格）。

    AWG：表示美国线缆规格标准。

    UL：表示通过认证的标准。

    FT4：表示4对线。

    CAT5：表示五类线。

    044766：表示线缆当前处在的英尺数。

    9907：表示生产年月。

    3、产品相关。

    五类线因价廉质优等诸多特点是快速以太网（100 Mbps）的首选介质；超五类线则主要用在千兆位以太网（1000 Mbps）中，它是从五类线发展而来。六类产品是新近才颁布的标准，它平衡了以前布线产品无法完成的数据传输吞吐量，同时六类相关产品也向下兼容五类和超五类产品。至于产品的品牌，像AMP、AVAYA、IBDN、泛达、西蒙、耐克森等等在市场上都有不错的口碑。其价格主要以米为单位计算，一般市场价格为1—3元/米不等。

    4、正确选择水晶头。

    水晶头可能是布线产品中再普通不过的东西了。可就是这看来不重要的东西，却导致了很多网络故障的发生，所以其选购也还有些讲究。总的说来应注意以下方面：

    （1）好的水晶头在弹片上都有厂商的标注且都晶莹透亮。

    （2）质量好的水晶头用手指拨动弹片会听到铮铮的声音，将弹片向前拨动到90°也不会折断，而且会恢复原状并且弹性不会改变；另外，将做好的水晶头插入网卡中的时，能听到清脆的响声。

    （3）用压线钳压制时可塑性差的水晶头会发生碎裂。

    五、由双绞线导致的网络故障及排查

    由于双绞线外皮破裂、水晶头接触不良等原因造成的网络故障时有发生，这里列举几个实例帮助大家借鉴。

    1、网线断裂的解决办法。

    现象：一般布线时都习惯将所有网线以及电源线捆在一起埋在地下或墙里，如果断定是网线破损，那么如何查找破损点、如何确定是哪几根线断了呢？



    图9

    分析解决：解决此类情况时除了要用到常见的网线测试仪外，还要用到一个叫直通网线转接头的设备（如图9所示）。该设备一方面可以用作网线延长，另一方面在查找网线破损点问题上也能凑效。

    实现步骤为：找到一根与故障计算机相邻的正常网线，再和故障网线一起插入网线转接头内，两条网线的两端再连入网线测试仪。由于两根网线有一根是正常的，而网线转接头又是直通的，因此，在网线测试仪上马上就可反映出断裂的到底是哪一根了。

    2、水晶头接触不良造成的网络连接中断。

    现象：上网的时候总是时不时的出现“网络电缆未准备好”的提示，可是并没有动过网线。

    分析解决：首先需要检查是否为网卡出现了问题，排除网卡的问题后，然后仔细查看网线是否有破损的痕迹，如果还没有解决问题，那么就应该怀疑是水晶头跟网线的接触不良了。找来网线和水晶头重新做了一根，插入原来的网卡测试，成功的解决了问题。

    问题提醒：网线是通过8个触点和水晶头的接口相连的，水晶头又是通过触片的弹性来和触点相连。如果长时间频繁的对网线进行插拔、扯拉，就会导致触片的弹性降低，发生接触不良的现象；另外某些劣质的水晶头触片本身弹力就不够，更容易发生此类故障。