知识备查—网络传输介质全攻略：同轴电缆篇

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知识备查—网络传输介质全攻略：同轴电缆篇

2004-10-15 作者：天极网阅读量：

在组网过程中，计算机及网络设备之间需要传输介质来进行信息与数据的连接与传递。如果将网络中计算机比作货站，而数据信息是汽车的话，那么，网络传输介质就是不可缺少的公路。网络传输介质包括双绞线、铜轴电缆、光纤等。

同轴电缆

同轴电缆在20世纪80年代初的局域网中使用最为广泛，因为那时集线器的价格很高，在一般中小型网络中几乎看不到。所以，同轴电缆作为一种廉价的解决方案，得到广泛应用。然而，在进入21世纪的今天，随着以双绞线和光纤为基础的标准化布线的推广，同轴电缆已逐渐退出布线市场。不过，目前一些对数据通信速率要求不高、连接设备不多的一些家庭和小型办公室用户还在使用同轴电缆。

1．同轴电缆的传输特性

与双绞线相比，同轴电缆的抗干扰能力强，屏蔽性能好，所以常用于设备与设备之间的连接，或用于总线型网络拓扑中。

在网络中，同轴电缆适合传输速率10Mbps的数字信号，但具有比双绞线更高的传输带宽。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。1Km的电缆可以达到1~2GB／s的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。

2．同轴电缆的结构

同轴电缆是由一根空心的圆柱网状铜导体和一根位于中心轴线位置的铜导线组成的，铜导线、空心圆柱导体和外界之间分别用绝缘材料隔开。具有足够的可柔性，能支持254mm(10英寸)的弯曲半径。中心导体是直径为2．17±0．013mm的实芯铜线。

绝缘材料必须满足同轴电缆电气参数。屏蔽层是由满足传输阻抗和ECM规范说明的金属带或薄片组成，屏蔽层的内径为6．15mm，外径为8．28mm。外部隔离材料一般选用聚氯乙烯(如PVC)或类似材料。

3．同轴电缆的类型

有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50n电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆。另一种是75Q电缆，用于模拟传输，即宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生产厂家。

使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300MHz(常常到450MHz)；由于使用模拟信号，需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。

宽带系统又分为多个信道，电视广播通常占用6MHz信道。每个信道可用于模拟电视、 CD质量声音(1．4MB／s)或3MB／s的数字比特流。电视和数据可在一条电缆上混合传输。宽带系统和基带系统的一个主要区别是：宽带系统由于覆盖的区域广，因此，需要模拟放大器周期性地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号，因此，如果计算机间有放大器，则报文分组就不能在计算机间逆向传输。为了解决这个问题，人们已经开发了两种类型的宽带系统：双缆系统和单缆系统。

（1）双缆系统

　　双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。为了传输数据，计算机通过电缆1将数据传输到电缆数根部的设备，即顶端器(head-end)，随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往下传输。所有的计算机都通过电缆1发送，通过电缆2接收。

（2）单缆系统

另一种方案是在每根电缆上为内、外通信分配不同的频段。低频段用于计算机到顶端器的通信，顶端器收到的信号移到高频段，向计算机广播。在子分段系统中， 5~30MHz频段用于内向通信，40-300MHz频段用于外向通信。在中分系统中，内向频段是5~116MHz，而外向频段为168~300MHz。这一选择是由历史的原因造成的。

宽带系统有很多种使用方式在一对计算机间可以分配专用的永久性信道；另一些计算机可以通过控制信道，申请建立一个临时信道，然后切换到申请到的信道频率；还可以让所有的计算机共用一条或一组信道。从技术上讲，宽带电缆在发送数字数据上比基带(即单一信道)电缆差，但它的优点是已被广泛安装。

4．同轴电缆的连接方法

同轴电缆一般安装在设备与设备之间。在每一个用户位置上都装备有一个连接器，为用户提供接口。根据直径的不同，同轴电缆又分为细缆和粗缆两种。

1)．粗缆Ethernet的组成规则

为保证构成粗缆Ethernet具有规范确定的性能，必须遵循一定规则。下面就此进行叙述。

规则1：粗缆上的收发器(Transceiver)或MAU(媒体连接单元)必须处于电缆每2．5 m的标记处，其容差应在0．05m范围内，终接器也应置于这些标记处。

规则2：电缆段的最大长度限制为500m(1640ft)。

规则3：电缆最小弯曲半径为254mm。

规则4：一个500m长的电缆段上可允许安装的收发器数最多100个。

规则5：每个电缆段仅一次接地，而且仅仅一次。

规则6：10BASE5段可经过中继器与10BASE2段相连，但10BASE2段绝不能用来连接两段粗缆。

规则7：收发器电缆(或AUI电缆)的最大长度为50m。

规则8：如可能，同轴电缆尽可能使用一整根，避免使用多节互联在一起的电缆。如果不得不使用多节互联，最好每节电缆长度为23．4m的奇整数倍：23．4m，70．2m，117m。

规则9：电缆段两端必须用50欧的终接，以免产生反射现象。

规则10：使用中继器时，任何两个站之间允许的最大传输通路为5个段，4个中继器，在5个段中最多3个同轴电缆段，其余为链路段。中继器不能并行连接，否则网络会形成环路。

2)．细缆Ethernet的组成规则

细缆Ethernet和粗缆Ethernet所遵循的协议都是IEEES02．3CSMA／CD，不同的是一种用粗缆作为传输媒体，另一种使用细缆作为传输媒体。由于电缆的粗细不同，在组成规则上有很多方面的不同。

细缆Ethernet的收发器功能不像粗缆时那样在电缆上有一独立的收发器，用以执行收发功能，在细缆Ethernet情况下，收发功能由网络接口板中的电子线路来执行，或者说，这种功能是集成到网卡中的。细缆与网卡的连接使用一种特殊的连接器，称为BNC-T连接器。由于细缆价格便宜，又比较灵活，在小型的LAN环境中，或工作组环境中使用曾一度相当普遍。

在使用细缆构成网时，必须遵循下述规则：

规则1：电缆类型应为RG58。

规则2：缆段最大长度为185m。

规则3：收发器之间的最小距离为0．5m(注意，收发器在网卡上)。

规则4：一个缆段上允许连接的工作站为30个。

规则5：电缆最小弯曲半径为50mm。

规则6：必须使用50n的BNC连接器和终接器。

规则7：在粗、细混合组网时，细缆部分只能处于网络外围，即不能连接一个以上的粗缆段。

规则8：任何不使用的BNC-T阳性连接器决不能终接，而是置入适当的保护套内。

3)．粗缆安装

粗缆一般采用一种类似夹板的Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。电缆两端头设有终端器，以削弱信号的反射作用。因粗缆的安装和接头的制作较为复杂，现在中小型局域网很少使用它。

4)．细缆的安装和测试

普通用户会经常使用细缆组建小型局域网，这主要是从节约设备开支的角度出发，或者由于所使用的某些早期的集线器之间无法用双绞线连接。下面介绍细缆的制作方法和过程。

（1）细缆的制作方法

制作细缆时所需的工具要比制作RJ-45接头多。除压线钳、斜口钳外，还需要尖嘴钳、万用表(最好为数字万用表)，必要时还需使用电烙铁。具体的制作过程如下。

第1步，根据连接距离的要求，用斜口钳剪取一定长度的细缆(不少于0．5m)，然后将BNC专用接头的金属套筒套到电缆上。

第2步，用压线钳的剥线端剥去电缆外面的一层胶体保护层，长度与BNC接头的长度相当，约2cm。注意在剥去保护层时不要使用其他的工具，否则会切断与保护层相隔的金属网。

第3步，拨开金属网层，并利用压线钳的剥线端将金属网层与中心铜导线之间的半透明绝缘体剥去一段，长度大约为 0．4~0．5cm。

第4步，将中心铜导线用手集中扭绕，以免散开。然后插入BNC头中铜质针头的小孔内，直到半透明绝缘层紧靠铜质针头时为止。此时旋入铜质针头上的小螺钉，将中心铜导体固定在铜质针头内。有的BNC接头不用螺钉固定，而必须使用电烙铁将其焊接。

第5步，用尖嘴钳把BNC接头的两个金属片捆紧。金属片正好将金属网反向压紧在最外面的胶体保护层上。

第6步，将金属套筒向上旋入BNC接头，制作结束。

（2）细缆的导通性测试

与双绞线相比，细缆的导通性测试比较简单。可用万用表测试针芯与BNC接头的外套是否短路。如果短路则需重做。因为BNC连接头的内部结构不尽相同，所以在制作过程中可能存在某些细微的差别。要根据实际所选用的接头制作。不过，这里建议使用本文中所讲的使用螺纹连接的BNC头，避免使用烙铁焊接时可能存在的接触不良或焊接不牢固等问题，以保证线缆的导通性能。

5)．细缆组网的特点

在使用细缆进行布线时，如果不使用中继器等设备(用于放大信号)，其整个网络的总线长度(网段)最大为185m。但是，当网络中存在中继器时，最多可使用4个中继器连接5个网段，使网络直径达到185X 5=925m。同时，还应注意每段细缆最短不能小于0．5m，而且同一网段中连接的计算机数量一般应在20台以下。

5．同轴电缆的选购

在选购同轴电缆时要注意：粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络，它的标准距离长、可靠性高，由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要，灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆，安装难度大，所以总体造价高。相反，细缆安装则比较简单，造价低，但由于安装过程要切断电缆，两头需装上基本网络连接头(BNC)，再接在T型连接器两端，所以当接头多时容易产生接触不良的隐患，这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。

责任编辑：水蜜桃
文章来源：天极网 2004-10-15