文章目录
网线的类型
- 网线（网络电缆）是计算机网络中用于连接设备、传输数据的物理介质。常见的网线为双绞线类型圆网线和扁网线：
-
图片来自：扁平网线到底是不是智商税？这话得三说着
-
广义上的分类（主要针对双绞线）：
| 类别 | 带宽 | 最大速率（典型） | 最大距离 | 屏蔽类型 | 常见用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| 同轴电缆 | 约1 GHz（视类型而定） | 10 Mbps | 500 m（基带以太网） 3.6km（有线电视/Cable宽带，配合放大器） | 外层金属编织屏蔽 + 铝箔 | 有线电视（CATV）、Cable Modem 宽带接入、旧式以太网（10BASE2/5/36）、近些年EOC可高速传输（MoCA系列可达270 M~10 G） |
| Cat 3 | 16 MHz | 10 Mbps | 100 m | UTP | 旧电话线、10BASE-T（已淘汰） |
| Cat 5 | 100 MHz | 100 Mbps | 100 m | UTP | 100BASE-TX（基本淘汰） |
| Cat 5e（增强型） | 100 MHz | 1 Gbps | 100 m | UTP/STP | 千兆以太网主流（仍广泛使用） |
| Cat 6 | 250 MHz | 1 Gbps（稳定） 10 Gbps（≤55 m） | 100 m（1G） 55 m（10G） | UTP/STP | 千兆/万兆短距 |
| Cat 6a（增强型） | 500 MHz | 10 Gbps | 100 m | 多为 STP/FTP | 数据中心、万兆以太网 |
| Cat 7 | 600 MHz | 10 Gbps（可支持40G@30m） | 100 m（10G） ≈15--30 m（25G/40G） | S/FTP（每对+整体屏蔽） | 高要求工业、医疗、未来网络（ISO/IEC 标准，非TIA） |
| Cat 8 | 2000 MHz（2 GHz） | 25G/40G | 30 m | 全屏蔽（通常 S/FTP） | 数据中心机柜内高速互联（如服务器--交换机） |
| 单模光纤（SMF） | > 100 GHz（理论极高） | 10G / 25G / 100G / 400G+ | 10 km -- 80+ km（取决于光模块） | 无（玻璃纤维，天然抗干扰） | 电信骨干网、城域网、长距离数据中心互联 |
| 多模光纤（MMF） （OM3/OM4/OM5） | OM3: 2000 MHz·km OM4: 4700 MHz·km OM5: 宽波段支持 | 10G / 40G / 100G | OM3: 300 m（10G） OM4: 400--550 m（10G） 100G: ≤150 m | 无 | 数据中心机房内部、短距高速链路 |
- 非屏蔽双绞线（UTP, Unshielded Twisted Pair）
- 屏蔽双绞线（STP 或 FTP, Shielded Twisted Pair / Foiled Twisted Pair）
- S/FTP、F/UTP 等命名表示屏蔽方式（如整体屏蔽+每对屏蔽）
- 国际标准（TIA/EIA-568）定义了"类别（Category, Cat）"来标识双绞线的带宽和速率支持能力.
- 所有 Cat5e 及以上都使用 8芯4对线，RJ45 接头。
- 实际速率还取决于网卡、交换机等设备支持。
网线上传输的信号
- 一般地，网线上传输的是经过线路编码和多电平脉冲调制的基带信号，而非带通（频谱搬移后围绕某个载波频率）调制，千兆及以上以太网使用了类似调制的技术（如 PAM-5）来提高频谱效率。
- 注：100BASE-TX中使用的4B/5B类似8B/10B。
| 特性 | 4B/5B | 8B/10B |
|---|---|---|
| 编码效率 | 80% | 80% |
| 直流平衡 | 不保证 | 严格保证（通过 Running Disparity） |
| 时钟恢复支持 | 是（限制连续 0） | 是（更强，更多跳变） |
| 控制字符 | 有限 | 丰富（12 个 K 字符） |
| 复杂度 | 较低（查表即可） | 较高（需跟踪 disparity） |
| 典型应用 | FDDI, 100BASE-TX | PCIe, SATA, USB 3.0, Gigabit Ethernet |
- 注：1000BASE-T的PAM-5 牺牲纵向噪声容限（电平间隔变小），换取更高的数据速率，而不增加横向符号率（避免带宽爆炸）。
以太网选择基带传输的特性：
短距离 （≤100 米）：无需频分复用，独占信道更高效。
低延迟 ：省去调制/解调过程。
成本低 ：PHY 芯片设计更简单（相对射频）。
抗干扰：差分信号 + 双绞线天然抑制共模噪声。
而 DSL/Wi-Fi 必须用载波:电话线要同时传语音和数据（FDM &OFDM）,无线信道需多用户共享频谱
距离
100m
- 网线类似低通滤波器,存在传输线路模型方程。
- 在给定的频率下，频率越高，衰减越大，衰减随距离线性增长。所以在给定距离上，网线能传输的频率存在上限。
- 可粗略估算基带信号的频率：数字信号的带宽与上升沿时间经验公式 BW = \frac{0.35}{T_r}，可通过示波器测量、模型估算、模型仿真得到具体的上升沿时间，另外芯片厂商可能在规格书中给出上升特定条件的上/下降时间。
- 网线太长接收端接收到的是严重变形的原始信号，可能无法解码信息。
- 在兼顾性能、成本、兼容性和历史协议等要求情况下,10/100/1000BASE-T 统一采用 100 米规范。
- 工程布线，需严格遵守综合布线规范（如 ISO/IEC 11801 或 GB 50311），确保系统稳定性和可维护性。
使用高质量线缆（如无氧铜、Cat6/Cat6A）进行视频监控
-
劣质网线（铜包铝、铁芯、细线径）：80 米就可能丢包。
-
优质无氧铜（OFC）Cat6 网线：
- 导电性好、电阻低（注：温度会也有一点影响，铜的固有物理特性使其电阻随温度升高而线性增加约0.39%/°C）
- 屏蔽性能强（如 STP/FTP）
- 实测在 120~150 米内仍可稳定传输百兆视频流
-
监控摄像头通常只需 2~8 Mbps 带宽（H.265 编码），远低于千兆（1000 Mbps），因此对带宽要求低，更容易"超距运行"（实际上，用千米的无线网桥也能传输4K的视频）。
-
以下的交换机可以传输260米，看同型号的淘宝评论说需要打开超远距离开关，网速是10M。
RS-485 标准
-
如果用网线传输485数据，在 100 kbps 及以下速率时，传输距离可达一千米。
-
根据 TIA/EIA-485-A 标准：
- 在 100 kbps 及以下速率 时，最大传输距离可达 1200 米（约 4000 英尺）；
- 距离与速率成反比：速率越高，最大距离越短（使用特性阻抗约 120 Ω 的双绞屏蔽线，并正确端接终端电阻）。
| 波特率（bps） | 典型最大距离（使用优质双绞线） |
|---|---|
| 9600 | ≈ 1200 m |
| 19200 | ≈ 1000 m |
| 38400 | ≈ 800 m |
| 115200 | ≈ 300--500 m |
| 1 Mbps | ≈ 100 m 或更短 |
- 注意事项：
- RS-485 推荐电缆阻抗：120 Ω
- 网线（Cat5e/Cat6）标称阻抗：100 Ω
- 虽然不完全匹配，但在中低速率 （≤115200 bps）和合理距离内，影响不大。
- 距离 > 50 米或速率 > 19200 bps 时，必须在总线两端加 120 Ω 终端电阻，以消除信号反射。
- RS-485 是差分信号，但长距离时两端设备可能有地电位差；
- 使用隔离型 RS-485 收发器，或单独拉一根地线（但避免形成地环路）。
- 若使用 RJ45 接口，建议自定义引脚定义并做好标识，避免与以太网混淆！
DSL方式
- DSL（Digital Subscriber Line ，数字用户线路）是一种利用传统电话线（铜质双绞线） 实现高速数据传输的宽带接入技术。它能在不影响普通电话服务（POTS）的前提下，提供比传统拨号上网快得多的互联网连接（语音占用 0--4 kHz，DSL 使用 25 kHz 以上）。其将以太网数据封装后调制到高频载波上，在普通双绞线上传输,支持 2 芯（RJ11，下图）或 4 芯（RJ45）电话线。
-
通过 频分复用（FDM/OFDM） 或 回波抵消（Echo Cancellation） 技术，将语音与数据信号分离。
-
需在用户端和局端分别安装 DSL 调制解调器（Modem） 和 DSLAM（DSL Access Multiplexer）。
| 类型 | 全称 | 下行速率 | 上行速率 | 最大距离 | 特点 |
|---|---|---|---|---|---|
| ADSL | Asymmetric DSL | 1.5--8 Mbps（理论最高 24 Mbps） | 16--640 Kbps | ≤5.5 km | 下行远大于上行，适合家庭上网 |
| ADSL2/2+ | --- | 最高 12--24 Mbps | 最高 1--3.5 Mbps | ≤6 km | ADSL 增强版，更高效编码，抗噪更强 |
| VDSL | Very-high-bit-rate DSL | 13--52 Mbps | 1.5--10 Mbps | ≤1.5 km | 速率高但距离短，常用于光纤到楼（FTTC） |
| VDSL2 | --- | 最高 100--200 Mbps | 对称或非对称 | ≤500 m--1.5 km | 支持 G.vector 抗串扰，主流用于 FTTN/FTTC |
| SDSL | Symmetric DSL | 1--2 Mbps | 1--2 Mbps | ≤3 km | 上下行对称，面向企业应用 |
| HDSL | High-bit-rate DSL | 1.544 / 2.048 Mbps | 对称 | ≤3.7 km | 早期对称 DSL，需多对线 |
注：实际速率受线路质量、距离、干扰等因素影响，通常低于理论值。电话线通常只有 1--2 对线，无严格阻抗控制。
专有基带扩展技术"的网络延长器（Ethernet Extender）
-
网络延长器（Ethernet Extender）通过优化物理层（PHY）来突破标准 100 米限制。
-
增强驱动电流（High Drive Strength）：标准 PHY 发送幅度约 1--2 V；延长模式下提升至 2.5--3.3 V，补偿长线衰减。过高的驱动可能违反 IEEE 802.3 电气规范，仅限私有模式使用。
-
强制降低速率：自动或手动锁定为 10BASE-T （而非 100/1000 Mbps）；10BASE-T 信号主频仅 5 MHz（vs 100BASE-TX 的 31.25 MHz）；低频信号在铜线中衰减更小，串扰更低。- 关闭高频分量 / 滤波整形： 通过发送滤波器抑制 >10 MHz 成分；减少趋肤效应和介质损耗。
-
自适应均衡 + 回波抵消：接收端使用判决反馈均衡器 （DFE）或线性均衡器补偿信道失真；在全双工模式下（如 100 Mbps 扩展），需回波抵消分离收发信号。
这些功能通常集成在 专用 PHY 芯片中，由厂商通过寄存器配置启用"Long Reach"模式。
| 品牌 | 产品示例 | 技术基础 | 最大距离 |
|---|---|---|---|
| Moxa | EDS-4000/G4000 系列交换机 | Microchip EER（LAN87xx 系列如 LAN8720, LAN8742+LAN93xx 系列带交换功能） | 200 m @ 100 Mbps |
| Westward Sales | WE-100LRE | Realtek SLR（RTL8201F-VB / RTL8211F千兆 PHY、RTL8306M交换芯片） | 500 m @ 10 Mbps |
| TRENDnet | TPE-E110 | 专有基带扩展 | 200 m |
| Planet Technology | IES-3080I | Microchip PHY + 工业设计 | 250 m |