大连理工大学网络教育学院
本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：浅谈有线传输介质在电气领域的应用
层 次： 专科起点本科
专 业： 电气工程及其自动化
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2022年5月18日
随着现在科技的发展,高质量高效率的传输介质日益紧缺，人们对信息速率的要求日益增高，有线传输介质已成为我国在现有信息传输中大的问题，介质的选择和改进也就刻不容缓。本次论文所要研究的传输介质的选择和改进，既是针对现有介质增加改进方向和好想法的目的。
本论文从技术层面对双绞线、同轴电缆、光缆各自在传输特性等方面进行了分析，指出它们的优、缺点和应用范围。最后总结，有线传输技术受无线传输影响很大，但是如果可以相互启发，相互改进，相互学习发展全面，就可以有很好的发展前景。
关键词：有线传输介质；双绞线；同轴电缆；光缆；光纤；
目 录
内容摘要························································································ I
引 言························································································· 1
1 有线传输介质综述········································································ 2
1.1 课题研究的起源·································································· 2
1.2 课题研究的现状·································································· 2
1.3 本论文的主要工作······························································· 2
2 双绞线······················································································ 3
2.1 工作原理··········································································· 3
2.2 特性与分类········································································ 3
2.3 功用················································································ 4
2.4 适用场合··········································································· 4
2.5 安装注意事项····································································· 4
3 同轴电缆··················································································· 6
3.1 工作原理··········································································· 6
3.2 特性与分类········································································ 6
3.2.1 同轴电缆的主要特性···················································· 6
3.2.2 同轴电缆的分类························································ 8
3.3 功用················································································ 9
3.4 使用场合··········································································· 9
3.5 安装注意事项····································································· 9
4 光纤························································································ 12
4.1 工作原理········································································· 12
4.2 特性与分类······································································ 12
4.3 功用··············································································· 12
4.4 使用场合········································································· 12
4.5 安装注意事项···································································· 13
5 结论························································································ 14
参考文献······················································································ 15
引 言
在信息化时代中，信息的传输的方式的方法大致可以分为两类即有限传输和无线传输，这两种传输方式各有其优点和缺点。本文针对有线传输技术展开了研究。有线传输是具有许多的优势是无线传输无法比拟的，如有线传输方式速度快，信息丢失少、准确性高等等，被广泛的应用在通信工程的各个专业和方向，极大的推动了社会的发展进步。正是由于有线传输方式的众多优点和长处，目前在社会的各个领域当中越来越被重视和采用，需求量在不断的增长[[1]]。
1 有线传输介质综述
1.1 课题研究的起源
有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方，有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号，光纤传输光信号。不同的传输介质，其特性也各不相同。他们不同的特性对网络中数据通信质量和通信速度有较大影响。
1.2 课题研究的现状
在这个新媒体迅速发展的新时代， 无线传输技术基本实现全球化，已经不在被电缆、光缆所局限，具备移动性，且无线传输技术的能够以简单的形式实现，在 WIFi 技术领域以及手机通信等方面有着非常广泛的应用，已经是人们日常生活中必不可少的通讯技术了。即便如此，有线传输技术也依旧是现如今市场的主流传输手段，并不会因为无线传输技术的进步与发展而被逐渐取代。 有线传输技术自身的确存在着诸多问题，有着多个方面的不足与困扰，在新的时代也面临着挑战，因此对于有线传输技术的创新与完善，也迫在眉睫[[2]]。
1.3 本论文的主要工作
本论文主要研究从技术层面对双绞线、同轴电缆、光缆各个单独在传输特性等方面进行了初步分析,分别指出它们的优、缺点和应用范围,这样能够读者对它们有一个综合的比较。
2 双绞线
2.1 工作原理
双绞线是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕（一般以逆时针缠绕）在一起而制成的一种通用配线，属于信息通信网络传输介质。双绞线过去主要是用来传输模拟信号的，但现在同样适用于数字信号的传输。
2.2 特性与分类
按照线径粗细分类
双绞线常见的有3类线，5类线和超5类线，以及最新的6类线，前者线径细而后者线径粗，型号如下：
（1）一类线（CAT1）：线缆最高频率带宽是750kHZ，用于报警系统，或只适用于语音传输（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不同于数据传输。
（2）二类线（CAT2）：线缆最高频率带宽是1MHZ，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。
（3）三类线（CAT3）：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为10Mbps（10Mbit/s），主要应用于语音、10Mbit/s以太网（10BASE-T）和4Mbit/s令牌环，最大网段长度为100m，采用RJ形式的连接器，目前已淡出市场。
（4）四类线（CAT4）：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps（指的是16Mbit/s令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器，未被广泛采用。
（5）五类线（CAT5）：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，线缆最高频率带宽为100MHz，最高传输率为100Mbps，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和1000BASE-T网络，最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。通常，4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。
（6）超五类线（CAT5e）：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（Structural Return Loss）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。
（7）六类线（CAT6）：该类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。
（8）超六类或6A（CAT6A）：此类产品传输带宽介于六类和七类之间，500MHz，目前和七类产品一样，国家还没有出台正式的检测标准，只是行业中有此类产品，各厂家宣布一个测试值。
（9）七类线（CAT7）：带宽为600MHz，可能用于今后的10吉比特以太网。
通常，计算机网络所使用的是3类线和5类线，其中10 BASE-T使用的是3类线，100BASE-T使用的5类线。
2.3 功用
双绞线在很多方面（模拟和数字）都得到广泛的应用。它是由两条互相绝缘的铜导线按一定密度的螺旋结构绞合成的绞线对。线对合的结果，首先，降低了外界电磁场对又绞的干扰以及双绞线线对之间的串音干扰，其次，降低了非平衡型传输线之间的互电容。最后，使传输线的特性阻抗能保持恒定。
2.4 适用场合
双绞线的应用场合是：电子管加热用灯丝电路、指示灯以及继电器电路等。这些电路的电流一般比信号电流大得多，而且其频率为市电频率，因而形成交流哭噪声可能性极大，所以这些电路除了必须远离信号电路外，其导线要用双纹线。另外，脉冲电路等当脉冲信号的传输线稍长一些，也常用双绞线[[3]]。
2.5 安装注意事项
双绞线一般用于星型网络的布线，每条双绞线通过两端安装的RJ-45连接器（俗称水晶头）将各种网络设备连接起来。双绞线的标准接法不是随便规定的，目的是保证线缆接头布局的对称性，这样就可以使接头内线缆之间的干扰相互抵消。
超五类线是网络布线最常用的网线，分屏蔽和非屏蔽两种。如果是室外使用，屏蔽线要好些，在室内一般用非屏蔽五类线就够了，而由于不带屏蔽层，线缆会相对柔软些，但其连接方法都是一样的。一般的超五类线里都有四对绞在一起的细线，并用不同的颜色标明。
双绞线有两种接法：EIA/TIA 568B标准和EIA/TIA 568A标准。
将水晶头的尾巴向下(即平的一面向上)，从左至右，分别定为1 2 3 4 5 6 7 8，以下是各口线的分布：
T568A线序：
1 2 3 4 5 6 7 8
绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕
T568B线序：
1 2 3 4 5 6 7 8
橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕
在整个网络布线中应用一种布线方式，但两端都有RJ-45 plug 的网络联线无论是采用端接方式A，还是端接方式B，在网络中都是通用的。双绞线的顺序与RJ45头的引脚序号--对应。10M以太网的网线使用1，2，3，6编号的芯线传递数据，100M以太网的网线使用 4，5，7，8编号的芯线传递数据。为何现在都采用4对(8芯线)的双绞线呢？这主要是为适应更多的使用范围，在不变换基础设施的前提下，就可满足各式各样的用户设备的接线要求。例如，我们可同时用其中一对绞线来实现语音通讯。
100BASE-T4 RJ-45对双绞线的规定如下：
1、2用于发送，3、6用于接收，4、5，7、8是双向线。 1、2线必须是双绞，3、6双绞，4、5双绞，7、8双绞。
一般地直通线：两头都按T568B线序标准连接；交叉线：一头按T568A线序连接，一头按T568B线序连接。
具体连接情况：1）对等网（两台计算机的网卡直接互连）：采用交叉线接法，网线两端接法不同。2）网卡与交换机（或HUB）：采用直通线接法，网线两端接法相同。3）交换机与交换机（或HUB）级联：采用交叉线接法，网线两端接法不同 。
