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水晶头和网线(一)

2024-02-17 13:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

更新情况: 2023.11.14——文章结构优化,网线特性参数更新补充,见第二部分 2023.12.7——新增大唐保镖、康普线缆内容,见第三部分

在文章开始前,你应该有一个整体性的概念,即不要把水晶头/网络模块(网络面板)和网线割裂来看,要知道由水晶头或者网络模块和网线组成的是一个网络中的物理层整体,就像火腿肠不仅有中间的部分,也要有两端的铝环才能同时组成一个完整的火腿肠。

对于稳定传输的网络介质,多数家庭和网络已经选择六类水晶头搭配六类网线,所以这里直接跳过超五类铜缆及水晶头、模块,涉及六类以及超六类的传输介质内容。

一、如何选择网线

与水晶头不同,网线的选择还是应该看福禄克测试的十几项电气参数,所以可以根据第四点同步查询产品的官方参数进行选择,另外在这里还介绍了一些市面常见有意思的判断方法(我们将它们叫笨办法):

1、网线的基本结构

非屏蔽的网线:

整体结构分为 = PVC外被+十字骨架+HDPE绝缘层+无氧铜线芯+抗拉绳

另外,为了降低信号干扰,四对对绞的线芯,每对对绞的绞距不同,仔细观察会发现有的密有的疏。但是正规网线同一对双绞线的绞距肯定是均匀分布的。

非屏蔽的六类网线结构

双屏蔽的网线:

整体结构分为 = PVC外被+铝箔加编织屏蔽层+十字骨架+HDPE绝缘层+无氧铜线芯+线对铝箔屏蔽层+抗拉绳

2、网线分类标识

购买线缆时经常看到UTP或者FTP这种参数,这其实是标识网线是屏蔽类还是非屏蔽类。这里简介一下,一些网线的命名。

按照屏蔽方式分类:

Unshielded Twisted Paired:非屏蔽双绞线UTPFoil Twisted-Pair:铝箔屏双绞线FTPShielded Twisted-Pair:独立屏蔽双绞线STP

根据标准也就知道,网线中SF/FTP、U/UTP等标志是什么意思了

按照使用场景:

咱们大多数提到的是室内网线,其实还有一部分是室外使用的网线。

这种一般是黑色,外层有PE护套,能起到耐磨、防晒、抗寒作用。如果没有线材穿管,实际使用尽量不要室内室外混用,否则用不了多久,室内网线就风化了。这种一般是室外监控、别墅场景的可视对讲或者是室外AP使用。

3、简易的网线质量判断方式:省流:判断网线最好的方法是看厂家的福禄克测试报告

3.1、从直观感知上的判断

一些市面上常见的方法整理如下:

比如整箱重量啦:一个是同样300米一箱的六类规格网线。好网线用手一提,你会发现比其他的网线重很多。拎起箱子那一刻,经常布线的师傅会说两种话:我去,这么轻?or 我去,这么重?比如线芯柔韧度啦:无氧铜线芯和杂质线芯差距很大,就是剥开线皮,线芯软的多半是铜的比例高,特别硬的,感觉线芯还扎手像铁丝一样(比如铜包铝)不能随意弯曲。这种有杂质的会伤网线钳的刀片,而且容易划伤手。比如用打火机烧线芯:即剥开网线,将裸漏的线芯点燃。在灼烧的过程中,无氧铜烧过之后,线芯会略发红和黄;铜包铝烧过之后,铝遇热会熔化并发灰白色;铜包铁烧过之后,铁遇热炽烧后会基本是发黑的颜色。这是很多现场布线人员常用的简易方法。比如容易剥开的网线外被啦:品质网线的PVC外被不太容易被撕开,而质量较差的网线相对非常容易撕开还有看米标是否清晰:品质网线的米标非常清晰,而且不会用手用力一抹字体就掉

看网线外皮,就知道哪个撕开费力了

3.2、简单工具判断线径测量:使用游标卡尺,如果网线是23AWG线规,看看线径是否满足标准,即线芯直径在≥0.57±0.01mm。长度测量:某些厂家为了偷工减料,会在网线外被虚标米数。这种坑人的事儿我遇到过不少次,有时候布线没有图纸,可以参考现场标准的60×60的地砖,根据米标放线。结果即便预留了冗余长度和尾线,最后还是因为网线虚标米数,全部不够长...,可见虚标多严重。电阻测量:使用万用表进行测量,这个是自己使用方法里比较标准一些的。网线电阻达到标准:百米直流电阻≤9.5欧姆。铜的导通性要优于铝、铁等金属,一般认为,整箱300米的网线,其电阻大于30欧姆为网线含有杂质或者线径不足。

4、福禄克测试省流:品质网线厂家都可以提供满足标准的福禄克测试报告通过线缆厂商的官网,我们可以查询到公开的线缆相关的性能参数,进行选择

4.1、执行标准

上面提到的标准正是线缆厂家进行线缆生产的依据,也基于以下标准进行测试线缆是否合格的准绳。

标准大致有两种:

网络应用级:IEEE802.3标准:10/100/1000/10G Base-T标准,运行不同标准,不同类型的网线支持长度不同元件级别/链路级:ANSI/TIA-568.2-D(北美标准);ISO/IEC 11801:2017(国际标准);GB/T 50312-2016(国标)

比如罗格朗的六类网线的执行标准为TIA 568-C.2,而最新的双绞线电缆系统标准为TIA 568.2-D,已经于2018年发布,未来将会取代TIA 568-C.2;当然这可能是打印错误,在官网的632720编号产品中,明确表示支持最新的TIA执行标准

一般来说,大家更关心应用级标准,就是线缆与链路支持的最大网速。在ANSI/TIA-568.2-D测试标准中:6A类(500MHz)-IEEE802.3的10G Base-T标准,即如果想要稳定跑10G以上的链路,需要6A以上的标准。线缆与搭建的物理层链路质量好不好,不要完全迷信品牌和价格,最准确的是由基于标准的测试决定的。

4.2、传输时延与时延偏离省流:传输时延越小越好,时延偏离越小越好

传输时延(Propagation Delay):

信号从一端到另一端的时间,标准最大值≤555ns时延值越小说明线缆的传输速度越快;时延大说明线缆质量差,数据损耗大,增加丢包、重传、延迟变大的概率,影响网络稳定性

时延偏离(DeLay Skew):

4对双绞线传输时延的偏差,最小和最大的时延之差≤50ns千兆、万兆网络,过大的时延偏离会导致同时从四个线对发送的信号无法同时抵达接收端,可能引发误码,还是会影响传输质量

比如一舟的CAT6A的非屏蔽网线的传播时延和时延偏差

4.3、衰减

就是信号经过线缆传输,信号强度由强变弱,这个很好理解。

在实际中你肯定听过,网线部署不能超过100米,这其中包括网线长度超过100米,损耗衰减就会很大。

另外,以下原因也可能导致网线衰减过大:

首先就是线芯材质,不是高纯度的无氧铜,而是铜包铝或者铜包铁另外,铜线的结构直径过细,生产的线径比标准线规规定还细,也会让衰减增加

这里不得不提到线规:

AWG是指美国线规(American wire gauge),AWG前面的数值表示导线形成最后直径前所要经过的孔的数量,数值越大,导线经过孔的等级越高,导线的直径也就越小

4.4、特性阻抗与回波损耗省流:减少回波损耗对于物理介质搭建的影响:一个是施工工艺,在布线时减少损耗网线,一个是线缆品质较好本身的回波损耗就很小,一个是使用与线缆配套的水晶头和网络模块

但是线缆在实际部署中,不仅从发射端到接收端受到衰减的影响,还会受到反射信号的影响

你可以想象,将每箱的网线分成若干个微型的段儿,在理想的情况下,每个微段儿的性能应该是相同的,毕竟是同一箱网线嘛,材质/导体直径/导体中心的距离/绝缘材料啥的,肯定都一样。

这些线缆的一些电气特性:电阻、电容、电感的分布,专业上叫特性阻抗

然而实际上:

夸张一下,A1和A2处肯定不能一样,其实实际网线中也会出现这种情况

但是实际工艺不可能做到这一点,做到A1处的网线的上述特性与A2处的网线完完全全百分之百相同,肯定是有误差的嘛,对吧水晶头和网络模块处,经过处理的网线一端线缆的电气性能,也不可能和中间传输的网线完完全全百分之百相同,又是剥线又是叉片挤压,形状都变了,咋可能不影响性能,对吧还有一个就是在实际布线的时候,或者换网线,生拉硬拽用蛮力的、摩擦损坏线皮的,怎么可能受损伤的部位和其他位置的网线完全一致?

因为生产工艺和施工工艺的不同,肯定会影响到两导体中心距、中心导体直径和绝缘材料,进而影响到线缆的电阻、电容和电感,也就是不同线缆段儿的特性阻抗值不同,即阻抗不连续,或者说阻抗突变。

阻抗突变又能咋样呢?

也就是说,一条传输链路想要顺畅的传输信息,需要阻抗具有良好的连接性。由于阻抗不连续/不匹配所造成的信号反射,专业上叫回波损耗(Return Loss)。

但是实际使用不可避免的会在水晶头、网络插座等地方影响到链路的阻抗,所以线缆厂商会对线缆及网络模块进行工艺和设计优化,来改善阻抗的连续性。

特别注意:工作在高频链路,即六类以及规格以上链路,由于每个厂商生产的线缆、水晶头的设计参数不相同,通常是不兼容的,应该使用同厂商适配产品。

4.5、电阻和POE供电

现在的网络中使用到POE的场景有很多,所以线缆与POE测试相关的参数也是很重要的。

网络中使用POE的场景包括不限于:

无线覆盖中无线AP接入设备数据传输和供电视频监控摄像头数据传输和供电智能家居网关设备数据传输和供电门禁与可视对讲等设备数据传输和供电

以无线覆盖AP供电功率为例。对于线缆来说,POE功率的升高意味着线缆里面需要更多线对去供电。在生产制作的时候,线芯之间的偏差会导致传输的电流和电阻问题

大家注意到一个问题没有,在无线覆盖中,就是从WIFI5到WIFI6,POE供电的功率在直线上升。对于POE交换机端口的供电功率支持在提升,对于网线的要求自然也再提升,因为交换机可以很轻易的更换,而网线却大多数不能,尤其是在家用的场景中。

与POE供电密切相关的网线的测试项为:

直流环路电阻,所有四对线<25Ω线对中的直流电阻不平衡,所有四个(四个线对)测量值<0.2Ω或3.0%线对间的直流电阻不平衡,所有六个(六组不同线对之间)测量值<0.2Ω或7.5%

如图所示为一舟六类网线的相关性能参数

二、产品选择

1、可选择的品牌

现在的网线品牌非常多,而且很杂,不可能每个人买网线都要进行测试,所以以品牌和预算平衡为主。这里的品牌不一定是大家耳熟能详的,而是综合布线品牌。

建议首选综合布线品牌,然后在这些综合布线品牌中根据自己的预算选产品。

综合布线品牌:康普、泛达属于国际一线品牌,TCL-罗格朗也不错;国内有大唐保镖、一舟、普天网红数码品牌:绿联、山泽、秋叶原通信和安防厂商也有综合布线产品:TPLINK、海康威视、宇视、大华、爱普华顿等

啥?你不确定这个品牌是不是综合布线品牌?你直接打开它的官网看看主营业务是啥不就得了。

有两个核心业务相关,图片来自罗格朗官网

2、千兆链路

CAT6规格网线+水晶头/模块,组成的物理链路,满足稳定千兆链路(1000Base-T),一般网线线缆上有字体CAT6。

PS:家装如果考虑性价比,这里还是用罗格朗比较合适,因为网线搭配水晶头都没有那么贵。

国际一线品牌:

康普(COMMSCOPE;美国品牌):

国际一线网线品牌之一,千兆链路涉及的部分如下:六类网线线缆、六类水晶头(RJ45)、六类模块(还有网络面板)

康普的网络设备不太好买,真的就是:东市买骏马、西市买鞍鞯、南市买辔头、北市买长鞭了。哈哈哈。如果用康普的网线却用了一些二流的水晶头和模块,真是可惜网线了。

整条物理介质由同品牌产品组成,尽量减少阻抗突变

六类网线线缆:

产品型号:1859620-6网线分类:U/UTP,非屏蔽双绞线(还记得上面提到的网线分类吗,见于第二部分第2小节)长度规格:305(304.8)米/箱标准:ANSI/TIA-568.2-D、CENELEC EN 50288-6-1、ISO/IEC 11801 Class E线规:24AWG(线芯0.51mm±0.02mm)线缆外径:5.588 mm

RJ45-水晶头:

产品型号:6-2843007-1适用网线规格:Cat6A/Cat6(超六类/六类)适用线规:26-23AWG触点材质:磷青铜、镀层为金插拔寿命:≥750次

网络模块和网络面板:

网络模块和网络面板要搭配使用,以下为网络模块参数性能

产品型号:8-1375055-6适用网线规格:Cat6(六类)适用线规:24-22AWG触点材质:铍铜、镀层为金

泛达(PANDUIT;美国品牌):

国际一线网线品牌之一,千兆链路涉及的部分如下:六类网线线缆、六类水晶头(RJ45)、六类模块(还有网络面板)。可以闭眼入。

六类网线线缆:

产品型号:——网线分类:U/UTP,非屏蔽双绞线(还记得上面提到的网线分类吗,见于第二部分第2小节)长度规格:305米/箱阻燃等级:CM/CMR/LSZH线规:24AWG(线芯0.51mm±0.01mm)

RJ45-水晶头:

产品型号:SP688适用网线规格:Cat6(六类)适用线规:24-26AWG(特别注意这里是24-26,不能搭配23AWG线规)触点材质:磷青铜、镀层为金插拔寿命:≥2500次(这稳定性已经是家用天花板了)

网络模块和网络面板:有点贵,这里就不提了。

TCL-罗格朗(legrand;法国品牌):

日常我使用最多的网线品牌。不是因为别的,第一眼打开包装就感觉很用心的产品。内置的滚动线轴放线非常方便。

六类网线线缆:

产品型号:632720网线分类:U/UTP,非屏蔽双绞线(还记得上面提到的网线分类吗,见于第二部分第2小节)长度规格:305米/箱标准:ANSI/TIA-568.2-D/ISO/IEC 11801/YD/T 1019线规:23AWG(线芯0.57mm±0.02mm)线缆外径:5.7mm

RJ45-水晶头:

产品型号:632719适用网线规格:Cat6(六类)适用线规:23AWG触点材质:磷青铜、镀层为金插拔寿命:≥750次

国内一线品牌:

比如大唐保镖、一舟这种综合布线厂家。

水晶头选择注意事项、网络模块、万兆网络传输介质,见《网络搭建指南一—水晶头和网线(二)》

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