一. 简答题(共2题,45分)
1. (简答题, 30分)
请在此给出你的实验方案。(明确实验目的,写出规范的实验方案,包含实验假设,描述观察点等)。
Give your design of experiment.
实验方案
(1)实验涵义与表述
本次实验是主要研究网线制作和局域网组建,并以网线制作为核心,来探究网线制作工艺,学习网线制作的技能技巧、功能标准等。
(2)实验目的
- 了解双绞线特性,掌握双绞线的分类与典型应用。
- 熟悉无屏蔽双绞线网线制作的标准和方法。
- 了解网线制作的技能技巧。
- 掌握测试仪的使用。
- 利用做好的网线通过HUB和SWITCH组建局域网
(3)理论依据与假设
理论依据(T568A、T568B标准依据):
1985年初,计算机工业协会(CCIA)提出对大楼布线系统标准化的倡仪,美国电子工业协会(EIA)和美国电信工业协会(TIA)开始标准化制定工作。
1991年7月,ANSI/EIA/TIA568即《商业大楼电信布线标准》问世。1995年底,EIA/TIA 568标准正式更新为EIA/TI A/568A
EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568A与568B。
实验假设:
1.制成双绞线的原因是避免内部数据丢失与外部数据干扰
2.无屏蔽双绞线网线制作过程中核心技巧在于如何正确压线
3.T568A、T568B标准的建立是用于规范大众使用,并提高数据传输效率
(4)研究方法
文献查找、动手实验、上机实验等
(5)实验重点
1.无屏蔽双绞线网线制作过程中按正确线序布线
2.无屏蔽双绞线网线制作过程中正确压线
3.熟练使用网线钳
4.使用交叉线在两台电脑之间实现互ping
2. (简答题, 15分) 对实验获得的数据和结果进行分析对比,并得出合理有效的结论。The data and results obtained from the experiment are analyzed and compared, and reasonable and effective conclusions are drawn.
实验数据分析与结果对比
目标:
线序:平行线
测试仪状况:主测试仪的指示灯应该从1到8逐个顺序闪亮,而远程测试端的指示灯也应该从1到8逐个顺序闪亮。
线序:交叉线
测试仪状况:主测试仪的指示灯也应该从1到8逐个顺序闪亮,而远程测试端的指示灯应该是按着3、6、1、4、5、2、7、8的顺序逐个闪亮。
实验序号 | 线序 | 留线长度 | 网线钳使用力度 | 测试仪状况 | 两台电脑通信状况 |
1 | 平行线 | 约5cm | 用力按压直至出现声响 | 未实现 | 未实现 |
2 | 平行线 | 约3cm | 用力按压直至出现声响 | 未实现 | 未实现 |
3 | 平行线 | 约3cm | 按压途中尽量观察线铜片深度来调整力度 | 实现顺序闪亮 | 未实现 |
4 | 交叉线 | 约3cm | 按压途中尽量观察线铜片深度来调整力度 | 实现交错闪亮 | 实现 |
分析:
在制作网线过程中,3、4号实验实现了预期目标,平行线在测试仪上面顺序闪亮,而交叉线在测试仪上面交错闪亮,并且在交叉线的4号实验中实现了两台电脑的通信。
而在1、2号实验与3、4号实验进行对比可知,1、2号实验中均存在操作不当导致实验失败的状况,主要分布在网线钳的使用以及对于留线长度经验不足的问题上。
结论:
平行线线序测试时主测试仪的指示灯应该从1到8逐个顺序闪亮,而远程测试端的指示灯也应该从1到8逐个顺序闪亮。
交叉线线序测试时主测试仪的指示灯也应该从1到8逐个顺序闪亮,而远程测试端的指示灯应该是按着3、6、1、4、5、2、7、8的顺序逐个闪亮。
无屏蔽双绞线网线制作过程中核心技巧不仅在于如何正确压线,还在于留线的长度是否适中,正确压线的技巧包含了网线钳正确使用、压线力度、留线长度等。
实现两台电脑互ping时需使用交叉线线序的网线。
二. 论述题(共2题,55分)
3. (论述题, 25分)
用文献检索法,对“双绞线的国际标准,双绞线的等级,双绞线性能”这个话题进行文献研究,搜索并获取文献资源,描述你的假设和研究问题,给出你的结论和观点。并按规范给出参考文献 。
Give the topic "international standard of twisted pair, the grade of twisted pair , and the performance of twisted pair ". Analyse and evaluate literature sources. State your working hypothesis or research questions.Provide literature review.Inform the reader about what to expect next and let them decide whether or not to continue reading.
双绞线的国际标准
1985年初,计算机工业协会(CCIA)提出对大楼布线系统标准化的倡仪,美国电子工业协会(EIA)和美国电信工业协会(TIA)开始标准化制定工作。
1991年7月,ANSI/EIA/TIA568即《商业大楼电信布线标准》问世。1995年底,EIA/TIA 568标准正式更新为EIA/TI A/568A
EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568A与568B。[1]
标准568A线序:绿白-1,绿-2,橙白-3,蓝-4,蓝白-5,橙-6,褐白-7,褐-8;
标准568B线序:橙白-1,橙-2,绿白-3,蓝-4,蓝白-5,绿-6,褐白-7,褐-8;
[2]
双绞线的等级及性能
EIA/TIA 568 标准[3]
类别 | 带宽 | 特点 | 典型应用 |
1 | null | 一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆 | 用于报警系统,或只适用于语音传输 |
2 | 4Mbps | 常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网 | 用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输 |
3 | 10Mbps | 在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆, 已淡出市场 | 主要应用于语音、10Mbit/s以太网(10BASE-T)和4Mbit/s令牌环 |
4 | 16Mbps | 最大网段长为100m,采用RJ形式的连接器,未被广泛采用 | 主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T |
5 | 100Mbps | 该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料, 在双绞线电缆内,不同线对具有不同的绞距长度。 | 主要用于100BASE-T 最常用的以太网电缆 |
超5 | 1000Mbps |
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 | 千兆位以太网 |
6 | 1Gbps | 改善了在串扰以及回波损耗方面的性能,具有优良的回波损耗性能 | 千兆网络 |
超6 | 1Gbps | 在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善,可减缓线缆弯折而带来的线对松散,进而减少安装时性能的降低 | 千兆网络 |
7 | 10Gbps | 每一对线都有一个屏蔽层,四对线合在一起还有一个公共大屏蔽层。额外的屏蔽层使得七类线有一个较大的线径 | 万兆网络 |
引脚功能定义[4][5]
以太网10/100Base-T 接口 | 以太网1000Base-T 接口 | ||||
引脚号 | 引脚名称 | 说明 | 引脚号 | 引脚名称 | 说明 |
1 | TX+ Tranceive Data+ | 发送数据+ | 1 | BI DA+ | 双向数据A+ |
2 | TX- Tranceive Data- | 发送数据- | 2 | BI DA- | 双向数据A- |
3 | RX+ Receive Data+ | 接收数据+ | 3 | BI DB+ | 双向数据B+ |
4 | n/c Not connected | 未使用 | 4 | BI DC+ | 双向数据C+ |
5 | n/c Not connected | 未使用 | 5 | BI DC- | 双向数据C- |
6 | RX- Receive Data- | 接收数据- | 6 | BI DB- | 双向数据B- |
7 | n/c Not connected | 未使用 | 7 | BI DD+ | 双向数据D+ |
8 | n/c Not connected | 未使用 | 8 | BI DD- | 双向数据D- |
结论和观点
结论:
双绞线的国际标准在1991年问世,规定一共有九类线(包含超5和超6类),类型在迭代的过程中,性能也在逐渐增加、应用领域也逐渐广泛。
线序标准的制定是为了规范一个合适的标尺来给一个行业以适当的准则,并且提高了效率。
引脚功能定义分为多种不同的以太网(本文仅列举两类),其中百兆以太网的1、2号引脚用于发送数据,3、6号引脚用于接收数据,4、5、7、8号引脚留作备用,而千兆以太网所有的引脚均为双向(既可发送又可接收)数据。
观点:
双绞线随着时代的发展也在不断迭代,未来推陈出新的速度将会越来越快,应用范围也会有常人难以想象的广泛,旧标准也会逐渐被新标准淘汰,而新标准、新类型一定更具有广泛性、易用性与普适性。
4. (论述题, 30分)
描述实验中使用的工具,使用时注意要点及可能有的局限性(包括硬件、软件)。
Describe the tools used in the experiment, points for attention and possible limitations (including hardware and software).Describe the ping tool used in the experiment
材料:双绞线、RJ-45接头
工具:网线钳、PC、测试仪
网线钳:在使用时注意要正确选择剪线口,适当用力,并且在预留网线长度时也需要具有一定经验,在初次学做网线时要做好经常失败的准备。在裁切的时候可能会遇到线交缠很难达到切口整齐的状况,要耐心按照指定步骤进行裁切,必要时可以采用分束裁切的方案。
PC:连接交叉线,打开控制台win+r,输入cmd+回车,ping对方的IP地址即可。
测试仪:平行线时主测试仪的指示灯应该从1到8逐个顺序闪亮,而远程测试端的指示灯也应该从1到8逐个顺序闪亮。交叉线时主测试仪的指示灯也应该从1到8逐个顺序闪亮,而远程测试端的指示灯应该是按着3、6、1、4、5、2、7、8的顺序逐个闪亮。
参考文献
[1]张世杰294,T568A 与 T568B,51CTO博客,2009-05-30 https://blog.51cto.com/u_812182/161653
[2]郭天祥老师,《知之》022-T568A & T568B 直通线与交叉线,线序背后的知识-Neo,2022-01-06https://www.bilibili.com/video/BV1Cb4y1n74y/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=355e1bc2941b1e98a153974ace7f5833
[3]”科普中国“科学百科词条编写与应用工作项目,七类线,百度百科,2021-02-16https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%83%E7%B1%BB%E7%BA%BF/9820178#:~:text=3%EF%BC%89%E4%B8%89%E7%B1%BB%E7%BA%BF%EF%BC%88CA,%E5%99%A8%EF%BC%8C%E5%B7%B2%E6%B7%A1%E5%87%BA%E5%B8%82%E5%9C%BA%E3%80%82
[4]morikawa,1000BASE-Tのloopback試験,2021/12/22 https://wavesplitter.jp/index.php/blog/1000base-tloopback
[5]TopSemic,如何玩儿转千兆以太网?1000BASE-T1是1000BASE-T的升级版吗?信号地如何接到PE?,2021-10-13