1 局域網(wǎng)簡(jiǎn)介
局域網(wǎng)最主要的衡量參數(shù)是在給定時(shí)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(gè)局域網(wǎng)建立以來,需求量成指數(shù)增長(zhǎng);并且至今對(duì)Mbit/s速率的需求遠(yuǎn)未達(dá)到穩(wěn)定。毫無疑問,起始于本世紀(jì)的通信革命將在下世紀(jì)初達(dá)到頂峰。不久以后,電腦使用者都將對(duì)聲音、數(shù)據(jù)和圖象信號(hào)提出更高速率的需求。
如此高速度的增長(zhǎng)形勢(shì)可以用一個(gè)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(shí)了。標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范這些詞在局域網(wǎng)工業(yè)中的定義也似乎沒有實(shí)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(dāng)術(shù)語得到進(jìn)一步的解釋并建立了對(duì)應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)后再次進(jìn)行選擇。在這個(gè)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(dá)到20 Mbit/s。替代這些網(wǎng)絡(luò)的100 Mbit/s系統(tǒng)已實(shí)用化,在高速局域網(wǎng)技術(shù)方面有兩條不同的路線相互競(jìng)爭(zhēng):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(luò)之外,還出現(xiàn)了其它技術(shù):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(zhǎng)。ATM運(yùn)行在155 Mbit/s,而且在622 Mbit/s上已成功試運(yùn)行。ATM似乎會(huì)在未來占主要地位,但在短期內(nèi)不會(huì)大量推廣。保證不同制造商的設(shè)備間相互連接的界面的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化仍沒有成為現(xiàn)實(shí)。
基于快速以太網(wǎng)和令牌網(wǎng)的新技術(shù),不考慮其差異,都致力于使用已有的3類和5類對(duì)絞電纜。作為未來局域網(wǎng)技術(shù)的ATM,也在考慮使用對(duì)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(zhǎng)。
2 無屏蔽對(duì)絞電纜(UTP)與屏蔽對(duì)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(zhǎng)率為27.0%。最近幾年美國UTP類纜占所有對(duì)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(shí)、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(duì)線都屏蔽再加總體屏蔽的S/STP。通過工業(yè)調(diào)查,能推導(dǎo)出S/UTP的巨大發(fā)展。我們還可以預(yù)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(biāo)準(zhǔn)。因此誰也不能忽視EMC標(biāo)準(zhǔn),甚至在將來,當(dāng)為一個(gè)新的局域網(wǎng)選擇電纜系列時(shí)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(jī)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(gè)系統(tǒng)或局部的設(shè)備具有抗環(huán)境干擾的能力。也就是說系統(tǒng)既不會(huì)發(fā)射電磁干擾到環(huán)境中去,又不會(huì)受環(huán)境中電磁場(chǎng)的影響。磁場(chǎng)感應(yīng)正比于電信號(hào)頻率。局域網(wǎng)趨向于使用越來越高的傳輸速率,相應(yīng)信號(hào)有很高的頻率。這就是說,當(dāng)更高的速率成為標(biāo)準(zhǔn)時(shí),電纜系統(tǒng)目前所使用的UTP纜將有不同的電磁性能。對(duì)屏蔽的需求不僅可以保護(hù)人員而且可以防止在電纜中傳輸?shù)母哳l信號(hào)建立的電磁場(chǎng)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(guān)心EMC問題并且有關(guān)的立法活動(dòng)更現(xiàn)得迫切。據(jù)此,有理由去考慮在損害UTP電纜應(yīng)用的情況下推廣應(yīng)用屏蔽纜。
無論如何,屏蔽纜不會(huì)有完全的電磁防護(hù)性能。安裝是一個(gè)重要問題。S/STP的安裝比UTP更加復(fù)雜。如果屏蔽件沒有正確接地或建筑的地?zé)o效,則屏蔽達(dá)不到預(yù)期的效果。
3 在絞對(duì)線電纜中的信號(hào)傳輸
電纜安裝通常達(dá)不到理想的環(huán)境,電纜的制造也不會(huì)完全地理想,總會(huì)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(duì)的電磁場(chǎng)影響,導(dǎo)致被串線對(duì)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(shè)備所發(fā)射的電磁波。無論是內(nèi)部或外部的電磁場(chǎng)都會(huì)對(duì)被串線對(duì)的兩條導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由于兩條導(dǎo)線的電阻不會(huì)絕對(duì)相等,兩條導(dǎo)線的對(duì)地電容也不會(huì)完全相等,也就是對(duì)地的電容不平衡和同一線對(duì)間的電阻不平衡,所以就會(huì)存在感應(yīng)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