1 局域網(wǎng)簡介
局域網(wǎng)最主要的衡量參數(shù)是在給定時間段內(nèi)的信息處理能力。主要的衡量單位是Mbit/s。自從第一個局域網(wǎng)建立以來,需求量成指數(shù)增長;并且至今對Mbit/s速率的需求遠未達到穩(wěn)定。毫無疑問,起始于本世紀的通信革命將在下世紀初達到頂峰。不久以后,電腦使用者都將對聲音、數(shù)據(jù)和圖象信號提出更高速率的需求。
如此高速度的增長形勢可以用一個詞來概括:迷惑。方案在其尚未開發(fā)更新之前就已經(jīng)過時了。標準、規(guī)范這些詞在局域網(wǎng)工業(yè)中的定義也似乎沒有實際意義。
因此最終用戶不僅只能選擇最新的可能的解決方案,而且當術語得到進一步的解釋并建立了對應的國際標準后再次進行選擇。在這個行業(yè)里有很高的不確定性,沒有一件事是容易的。
現(xiàn)在,已建立的局域網(wǎng)有以太網(wǎng)和令牌網(wǎng),它允許最高達到20 Mbit/s。替代這些網(wǎng)絡的100 Mbit/s系統(tǒng)已實用化,在高速局域網(wǎng)技術方面有兩條不同的路線相互競爭:快速以太網(wǎng)(100BASE-T)和AnyLAN(100VG)。除了這兩種由目前的以太網(wǎng)和令牌網(wǎng)自然發(fā)展起來的邏輯網(wǎng)絡之外,還出現(xiàn)了其它技術:ATM(異步傳輸模式)。其容量按現(xiàn)在的規(guī)定,已可滿足未來的增長。ATM運行在155 Mbit/s,而且在622 Mbit/s上已成功試運行。ATM似乎會在未來占主要地位,但在短期內(nèi)不會大量推廣。保證不同制造商的設備間相互連接的界面的開發(fā)和標準化仍沒有成為現(xiàn)實。
基于快速以太網(wǎng)和令牌網(wǎng)的新技術,不考慮其差異,都致力于使用已有的3類和5類對絞電纜。作為未來局域網(wǎng)技術的ATM,也在考慮使用對絞電纜,在不歸零條件(NZR)下其允許速率為155 Mbit/s。在5類UTP電纜上提供622 Mbit/s速率的論證工作已經(jīng)完成。所以若誰的局域網(wǎng)選擇了5類纜就可以滿足未來在速率方面的增長。
2 無屏蔽對絞電纜(UTP)與屏蔽對絞電纜(STP)比較
根據(jù)美國最新的研究,5類UTP電纜發(fā)展得最快,從1993至2000年年平均增長率為27.0%。最近幾年美國UTP類纜占所有對絞線纜的比例為52%,而STP類纜僅占1.5%。而歐洲有所不同。除了受北美影響很深的國家,如英國,主要使用UTP外,其它國家屏蔽電纜占有一定比例。在法國、比利時、荷蘭、盧森堡已大量安裝了S/UTP,而德國流行的一種電纜結(jié)構(gòu)是每對線都屏蔽再加總體屏蔽的S/STP。通過工業(yè)調(diào)查,能推導出S/UTP的巨大發(fā)展。我們還可以預見S/STP的持續(xù)減少和UTP的持平。
為什么美國和歐洲總體上有差異?答案明顯:在電磁兼容性(EMC)方面,兩大洲有不同的標準。因此誰也不能忽視EMC標準,甚至在將來,當為一個新的局域網(wǎng)選擇電纜系列時更加重要。在歐洲,規(guī)范EMC最重要的法規(guī)是EN-55022和EN-55024。在美國,規(guī)范EMC的機構(gòu)是FCC,在加拿大是CSA。FCC和CSA的規(guī)范比歐洲類似規(guī)范更有寬容性。
我們所說的EMC的意思是指一個系統(tǒng)或局部的設備具有抗環(huán)境干擾的能力。也就是說系統(tǒng)既不會發(fā)射電磁干擾到環(huán)境中去,又不會受環(huán)境中電磁場的影響。磁場感應正比于電信號頻率。局域網(wǎng)趨向于使用越來越高的傳輸速率,相應信號有很高的頻率。這就是說,當更高的速率成為標準時,電纜系統(tǒng)目前所使用的UTP纜將有不同的電磁性能。對屏蔽的需求不僅可以保護人員而且可以防止在電纜中傳輸?shù)母哳l信號建立的電磁場污染環(huán)境。
所有的情況都表明高的電磁輻射是由于高速度傳輸引起的,它將使公眾更加關心EMC問題并且有關的立法活動更現(xiàn)得迫切。據(jù)此,有理由去考慮在損害UTP電纜應用的情況下推廣應用屏蔽纜。
無論如何,屏蔽纜不會有完全的電磁防護性能。安裝是一個重要問題。S/STP的安裝比UTP更加復雜。如果屏蔽件沒有正確接地或建筑的地無效,則屏蔽達不到預期的效果。
3 在絞對線電纜中的信號傳輸
電纜安裝通常達不到理想的環(huán)境,電纜的制造也不會完全地理想,總會存在有噪音影響系統(tǒng)的傳輸性能。經(jīng)歸納,有兩種可能的噪音。第一種來自內(nèi)部,被稱為串音。它來自于同一電纜的其它線對的電磁場影響,導致被串線對產(chǎn)生噪音電流。第二種來自外部,如電力線路,或者安裝于外部的其它設備所發(fā)射的電磁波。無論是內(nèi)部或外部的電磁場都會對被串線對的兩條導線產(chǎn)生感應電流或感應電動勢,由于兩條導線的電阻不會絕對相等,兩條導線的對地電容也不會完全相等,也就是對地的電容不平衡和同一線對間的電阻不平衡,所以就會存在感應出來不需要的串音。很明顯如果我們需要減小噪音,我們就必須控制電容不平衡和電阻不平衡。表1,2,3給出了控制不平衡的辦法。
表1