超长双绞线连接实例浅析
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摘要：本文从双绞线布线的两个实例出发，思考特殊情况下超长双绞线的特殊连接方法，并使用傅里叶公式对其进行理论分析，最后列出适用于超长双绞线连接的特殊情况和注意事项。
关键词：超长；长距离；双绞线
中图分类号：TP334.9 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 11-0000-01
Analysis of Long Twisted-Pair Connection Examples
Wu Gang
(Hubei Xianning Health School,Xianning437100,China)
Abstract:Two examples from the twisted pair wiring starting to think about long twisted pair of special circumstances,a special connection method,and its theoretical formula using Fourier analysis,the final list for long twisted pair connect the special circumstances and considerations.
Keywords:Long;Long-distance;Twisted pair
计算机网络工程的实施过程中，网络布线系统采用何种线缆，需要根据实际的需求和线缆的相关使用标准来进行选择。例如：按照以太网（IEEE802．3系列）标准，如果主机与网络设备之间的距离在100m以内的，可以使用双绞线，超出100m的就不应该使用双绞线[1]。但是在实际的网络工程中，有时会遇到一些特殊情况导致只能使用一根超长双绞线，这就很容易出现连接故障。下面根据笔者的实例说说如何解决。
一、布线的两个实例
笔者在一所中专任教，一次，要将宿管科的两台微机连接至网络中心（距离较远），使用双绞线连接，并在宿管科用一台交换机中转，结果两台微机无法与网络中心PING通，经测试双绞线正常，怀疑交换机有问题，继而发现两台微机之间可以PING通，交换机没问题？刚好手边有一台集线器，尝试用这台集线器替换交换机，连接正常。
另一次，学校新建一幢楼，临时搭建的工地指挥部的微机要连入互联网，使用双绞线连接，在工地边的保卫科临时加上一台交换机作数据中转，结果无法PING通，经检测双绞线正常，交换机也正常，联想到上次实例，找来一台集线器，一切正常。此时速率较低，但作为权宜之计倒也适合。
二、对这两个实例的思考
这两次实例引起我的重视，经过多次试验，发现当双绞线连接距离较远（100M或更长），一端连接10M/100M自适应交换机，另外一端连接10M/100M自适应交换机或者10/100M自适应网卡的时候，均会出现无法PING的情况，任意一端或两端同时换用集线器则能PING通并正常连接。我得出这样一个初步的结论，双绞线距离较长，并且两端都是可以达到100M连接速率的网络设备的时候，双方网络设备协议约定使用100M速率进行通信，然而由于距离较长，实际使用中还存在双绞线质量不良、布线不规范的问题，导致在100M速率下频繁丢包、出错，而一旦有一端速率调至10M，双方设备只能协议约定使用10m速率进行通信，此时双绞线轻松胜任，于是恢复正常通讯，当然速度较慢。
三、对这两起案例的理论分析
使用双绞线布线时，距离增加，线缆传输的频谱特性随之下降比较明显，影响信号有效传输，根据傅里叶级数公式：
双绞线的频率特性是一个低通信道，当方波信号通过一个低通信道时，可以等幅衰减通过的谐波数量越多。则接收设备正确识别原始方波信号的可能性就越大，反之信号将难以识别
长度为大于100m的五类非屏蔽双绞线：双绞线上传输速度为lOOMb/s的信号；双绞线的等幅衰减带宽变窄为B/2Hz，可以等幅衰减通过的谐波数量为：
N=（B/2）/f=（B/2）/（125M/8）=32B*10-9
随着双绞线长度的增加。其等幅衰减频宽变窄后，可以通过的等幅衰减谐波数量也将减少，当N小于4时输出信号将难以被接收设备识别。根据公式N=（B/2）/f，当B减少时，只有降低f（即降低双绞线上信号的传输速度）。才能保证N不变。
长度大于100m的五类非屏蔽双绞线：双绞线上传输速度降为10Mb/s的信号。为了解决传输中的同步问题。实际使用2b的码组来编码1b的实际输入数据，所以通信线路上实际传输的方波信号每秒状态的变化次数为2OM，即20Mb/s[2]。
如果每秒信号变化20M次．则状态变化8次需要的时间为：8/20Ms。根据傅里叶级数公式，一次谐波的周期T为：8/20Ms；一次谐波的频率f为：20M/8Hz。方波信号（每秒状态变化次数为20M次）通过此双绞线后。可以等幅衰减通过的谐波数量将为正常情况下的3．125倍。在此情况下，接收方设备完全可以识别信号。
四、结语
使用超长双绞线连接应该说还是有意义的，可以为特殊情况下的网络工程提供解决办法和解决思路，这些特殊情况包括：
1.连接距离比较远（超出100m），较少的资金限制使用光纤等较高成本媒介；或者只需提供一段时间的临时连接且用户数量较少，此时10m速率能满足所需；或者所在环境比较恶劣如中途无法供电，无法使用交换机等设备加强信号延长铺设距离。
2.连接距离不远（不超出100m），双绞线因各种问题（质量较差或使用时间太长）导致实际连接速率降低。
在这样的特殊情况中使用一根超长双绞线需要注意以下几点：
1.在连接机器数量比较少或者临时连接的情况下可以使用10M集线器作为连接设备。
2.为保证整体网络的速度，连接主干网的一端可以使用10M/100M自适应交换机，但此超长双绞线连接的另外一端必须为10M集线器或10M网卡。
3.如果两端都是10M/100M自适应设备，那至少有一端能将与这条双绞线连接的端口强制设为lOMb/s。
参考文献：
[1]James F Kurose,Keith W.Rose.计算机网络一自顶向下方法与Internet特色[J].机械工业出版社,2005
[2]David Groth,Jim McBee.网络布线从入门到精通[M].电子工业出版社,2001
[作者简介]吴刚，湖北咸宁卫生学校，教技中心副主任，助理讲师。