1 局域网简介
局域网最主要的衡量参数是在给定时间段内的信息处理能力。主要的衡量单位是Mbit/s。自从第一个局域网建立以来,需求量成指数增长;并且至今对Mbit/s速率的需求远未达到稳定。毫无疑问,起始于本世纪的通信革命将在下世纪初达到顶峰。不久以后,电脑使用者都将对声音、数据和图象信号提出更高速率的需求。
如此高速度的增长形势可以用一个词来概括:迷惑。方案在其尚未开发更新之前就已经过时了。标准、规范这些词在局域网工业中的定义也似乎没有实际意义。
因此最终用户不仅只能选择最新的可能的解决方案,而且当术语得到进一步的解释并建立了对应的国际标准后再次进行选择。在这个行业里有很高的不确定性,没有一件事是容易的。
现在,已建立的局域网有以太网和令牌网,它允许最高达到20 Mbit/s。替代这些网络的100 Mbit/s系统已实用化,在高速局域网技术方面有两条不同的路线相互竞争:快速以太网(100BASE-T)和AnyLAN(100VG)。除了这两种由目前的以太网和令牌网自然发展起来的逻辑网络之外,还出现了其它技术:ATM(异步传输模式)。其容量按现在的规定,已可满足未来的增长。ATM运行在155 Mbit/s,而且在622 Mbit/s上已成功试运行。ATM似乎会在未来占主要地位,但在短期内不会大量推广。保证不同制造商的设备间相互连接的界面的开发和标准化仍没有成为现实。
基于快速以太网和令牌网的新技术,不考虑其差异,都致力于使用已有的3类和5类对绞电缆。作为未来局域网技术的ATM,也在考虑使用对绞电缆,在不归零条件(NZR)下其允许速率为155 Mbit/s。在5类UTP电缆上提供622 Mbit/s速率的论证工作已经完成。所以若谁的局域网选择了5类缆就可以满足未来在速率方面的增长。
2 无屏蔽对绞电缆(UTP)与屏蔽对绞电缆(STP)比较
根据美国最新的研究,5类UTP电缆发展得最快,从1993至2000年年平均增长率为27.0%。最近几年美国UTP类缆占所有对绞线缆的比例为52%,而STP类缆仅占1.5%。而欧洲有所不同。除了受北美影响很深的国家,如英国,主要使用UTP外,其它国家屏蔽电缆占有一定比例。在法国、比利时、荷兰、卢森堡已大量安装了S/UTP,而德国流行的一种电缆结构是每对线都屏蔽再加总体屏蔽的S/STP。通过工业调查,能推导出S/UTP的巨大发展。我们还可以预见S/STP的持续减少和UTP的持平。
为什么美国和欧洲总体上有差异?答案明显:在电磁兼容性(EMC)方面,两大洲有不同的标准。因此谁也不能忽视EMC标准,甚至在将来,当为一个新的局域网选择电缆系列时更加重要。在欧洲,规范EMC最重要的法规是EN-55022和EN-55024。在美国,规范EMC的机构是FCC,在加拿大是CSA。FCC和CSA的规范比欧洲类似规范更有宽容性。
我们所说的EMC的意思是指一个系统或局部的设备具有抗环境干扰的能力。也就是说系统既不会发射电磁干扰到环境中去,又不会受环境中电磁场的影响。磁场感应正比于电信号频率。局域网趋向于使用越来越高的传输速率,相应信号有很高的频率。这就是说,当更高的速率成为标准时,电缆系统目前所使用的UTP缆将有不同的电磁性能。对屏蔽的需求不仅可以保护人员而且可以防止在电缆中传输的高频信号建立的电磁场污染环境。
所有的情况都表明高的电磁辐射是由于高速度传输引起的,它将使公众更加关心EMC问题并且有关的立法活动更现得迫切。据此,有理由去考虑在损害UTP电缆应用的情况下推广应用屏蔽缆。
无论如何,屏蔽缆不会有完全的电磁防护性能。安装是一个重要问题。S/STP的安装比UTP更加复杂。如果屏蔽件没有正确接地或建筑的地无效,则屏蔽达不到预期的效果。
3 在绞对线电缆中的信号传输
电缆安装通常达不到理想的环境,电缆的制造也不会完全地理想,总会存在有噪音影响系统的传输性能。经归纳,有两种可能的噪音。第一种来自内部,被称为串音。它来自于同一电缆的其它线对的电磁场影响,导致被串线对产生噪音电流。第二种来自外部,如电力线路,或者安装于外部的其它设备所发射的电磁波。无论是内部或外部的电磁场都会对被串线对的两条导线产生感应电流或感应电动势,由于两条导线的电阻不会绝对相等,两条导线的对地电容也不会完全相等,也就是对地的电容不平衡和同一线对间的电阻不平衡,所以就会存在感应出来不需要的串音。很明显如果我们需要减小噪音,我们就必须控制电容不平衡和电阻不平衡。表1,2,3给出了控制不平衡的办法。
表1