网线的作用和工作原理你知道吗？互联网络基础——网络传输介质

互推小编 2023-07-01

万物互联、大数据、云计算、5G等等这些浓重互联网气息的词汇，不断的在改变着我们的生活。

自从我国1994年正式接入世界互联网开始，彻底的打开了互联网世界的大门，谁又能想到通过一根小小的网线，能给我们的生活带来如此巨大的改变。

而常常被人所忽略的小小网线，承载了我们网络世界的介质，它是如何发展的呢？

双绞线：

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）。

根据有无屏蔽层，双绞线分为屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）与非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）。

双绞线常见的有三类线，五类线和超五类线，以及六类线。还有更高标准的七类线和八类线。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。

EIA/TIA 568A的线序定义依次为绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕；EIA/TIA 568B的线序定义依次为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。

根据568A和568B标准，RJ-45连接头（俗称水晶头）各触点在网络连接中，对传输信号来说它们所起的作用分别是：1、2用于发送，3、6用于接收，4、5，7、8是双向线；对与其相连接的双绞线来说，为降低相互干扰，标准要求1、2必须是绞缠的一对线，3、6也必须是绞缠的一对线，4、5相互绞缠，7、8相互绞缠。

由此可见实际上两个标准568A和568B没有本质的区别，只是连接RJ-45时8根双绞线的线序排列不同，在实际的网络工程施工中较多采用568B标准。

同轴电缆：

同轴电缆(Coaxial Cable)是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成，在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体，然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。同轴电缆可用于模拟信号和数字信号的传输，适用于各种各样的应用，其中最重要的有电视传播、长途电话传输、计算机系统之间的短距离连接以及局域网等。长期以来同轴电缆都是长途电话网的重要组成部分。

同轴电缆可分为两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。

基带同轴电缆

基带同轴电缆的屏蔽层通常是用铜做成的网状结构，其特征阻抗为50Ω。该电缆用于传输数字信号，常用的型号一般有粗缆和细缆，最直观的区别在于电缆直径不同。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；但是粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆，安装难度也大，因此总体造价高。相反，细缆则比较简单，造价较低；但由于安装过程中要切断电缆，因而当接头较多时容易产生接触不良的隐患。无论是使用粗缆还是细缆连接的网络，故障点往往会影响到整根电缆上的所有机器，故障的诊断和修复都很麻烦。因此，基带同轴电缆已逐步被非屏蔽双绞线或光缆所取代。

宽带同轴电缆

宽带同轴电缆的屏蔽层通常是用铝冲压而成的，其特征阻抗为75Ω。这种电缆通常用于传输模拟信号，是有线电视网中使用的标准传输线缆，可以在一根电缆中同时传输多路电视信号，宽带同轴电缆也可用作某些计算机网络的传输介质。

光纤：

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是“光的全反射”。

微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。由于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。

一般来说，有两种光纤：支持的多种传播路径或横向模式的光纤被称为多模光纤(MMF)，而支持单一模式的被称为单模光纤（SMF）。

在光纤通信中，单模光纤（SMF）是一种在横向模式直接传输光信号的光纤。单模光纤运行在100M/s或1 G/s的数据速率，传输距离都可以达到至少5公里。通常情况下，单模光纤用于远程信号传输。多模光纤（MMF）主要用于短距离的光纤通信，如在建筑物内或校园里。典型的传输速度是100M/s，传输距离可达2km（100BASE-FX），1 G/s可达1000m，10 G/s可达550m。

多模和单模光纤之间的主要区别是：前者具有更大的直径，通常是50或62.5µm的纤芯直径，而典型的单模光纤是8和10µm的纤芯直径，两者的包层直径都为125µm。通常激光器和LED都作为光源。

激光光源明显比LED光源更昂贵，因为它产生的光，可以精确地控制，并具有高的功率。而LED光源产生的光较分散（许多模式的光），这些光源多使用于多模光纤跳线。同时激光光源通常用于单模光纤跳线。

由于多模光纤比单模光纤具有更大的纤芯尺寸，它支持多个传输模式。此外，像多模光纤一样，单模光纤也表现出由多个空间模式引起的模态色散，但单模光纤的模态色散小于多模光纤。因为这些原因，单模光纤比多模光纤具有一个更高的带宽。

网线作为网络世界的基础，见证了整个互联网时代的兴起和发展。随着网络的不断发展，作为网络传输的介质，网线也在不断的向着更高的带宽、更低的延迟发展。