一般來說，計算機網絡布線系統采用何種線纜，需要根據實際的需求和線纜的相關使用標準來進行選擇。例如：按照以太網（IEEE802．3系列）標準，如果主機與網絡設備之間的距離超過100 m，就不應使用雙絞線布線。但是在實際的網絡設計中，常常會遇到一些特殊情況，如：“沒有足夠的資金購買光纜等媒介及兩端設備”或“臨時性機構，沒有必要使用昂貴的線纜”，使我們面臨難以抉擇的境地。
　　
　　本文主要討論當距離超長時，在工程實際中是否可以非標準的使用雙絞線布線。
　　
　　從原理上分析，對于雙絞線布線距離的限制主要有以下2個方面：以太網的最短幀長和距離超長造成的線纜傳輸特性下降，下面將分別進行分析。
　　
　　1　以太網中最短幀長對線纜長度的限制
　　以太網絡的工作方式可以簡單的使用“載波偵聽／沖突檢測（CSMA／CD）”來描述。其中的“沖突檢測”表示：當某計算機（如：主機A）以廣播的形式發送某幀時，在發送的過程中一直檢測信道，通過比較發出信號是否與檢測到的信號一致，決定發出的幀是否和其他計算機（如：主機B）發出的幀產生了沖突，如果A主機在發送某幀的過程中沒有檢測到沖突，就認為這一幀發送成功。
　　
　　但是，如果幀與鏈路的沖突域相比太短，就會發生圖1中“沖突檢測”失敗的情況。
　　
　　如圖1（a）所示，主機A發出一幀，由于幀長與鏈路的沖突域相比較短，在發送的過程中沒有檢測到沖突，認為此幀已經發送成功。
　　
　　如圖1（b）所示，主機A與主機B分別處在沖突域的兩端，電磁波從A主機傳送到B主機需要的時間為τ。幀頭差時間ε還沒有到達B主機。
　　
　　如圖1（c）所示，由于主機B還沒有檢測到主機A發出的幀，所以有可能也發出一幀。在主機A發出幀時間τ后，在主機B處發生了沖突。
　　
　　如圖1（d）所示，沖突的信號需要再經時間τ才能到達主機A。
　　
　　結果：主機A認為這幀已經發送成功，但實際上此幀在主機B處發生了沖突，“沖突檢測”失敗。
　　 　
　　所以每幀必須至少可以持續發送2τ時間（即經過2τ時間后此幀還沒有發送完），這樣才能保證“沖突檢測”機制的成功。
　　
　　τ的大小由網絡協議標準定義，當τ確定后，則最短幀長也被確定，反過來一個沖突域的最大范圍便被確定（在10 Mb／s以太網中，2τ被定義為51．2μs，最短幀長為64 B，一個沖突域最多由4個中繼器組成），進而一個沖突域中的線纜最大長度也會有一個限制。
　　
　　分析原因：早期的同軸電纜只有一個總線式信道，并且網絡設備大多為物理層的設備（如：中繼器，HUB），他無法擺脫以太網的多主機共享鏈路方式（CSMA／CD）的本質所造成的限制。
　　
　　但實際上，一條雙絞線內有8根線纜可供使用，并且數據鏈路層的設備（如：交換機）的價格大大下降。現在可以徹底地擺脫這種限制。解決的方法是：使用交換機將每一段線纜劃分成不同的沖突域，并將網絡接口設備的工作模式設置為全雙工。這樣每個主機在收和發的方向都有了一個專用的信道，不再需要CSMA／CD，也就沒有了沖突域對線纜長度的限制。所以以太網的最短幀長對線纜長度的限制是可以被解決的。
　　
　　實際上在萬兆以太網協議（IEEE802．3ae）中，就沒有定義CSMA／CD的工作模式，其中重要的一個原因就是為了取消沖突域對網絡線纜長度的限制。
　　
　　2　隨距離增加，線纜傳輸特性的下降對線纜長度的限制
　　2．1　信號總體功率下降對線纜長度的限制
　　
　　正常情況下，五類雙絞線的直流阻抗為9Ω／百米，當雙絞線長度不超過200 m時，其直流阻抗在18Ω（9Ω／百米×2百米）以內。而布線要求總阻抗不能大于19Ω。所以200 m以內雙絞線的直流阻抗引起的信號總體功率下降，一般不會影響接收設備對信號的獲得，所以在此距離采用五類雙絞線布線可以不必考慮直流阻抗的影響。
　　
　　2．2　線纜頻率特性下降對線纜長度的限制
　　
　　根據傅里葉級數公式：
　　 　
　　任何持續的數據信號，都可以被分解為正弦和余弦函數的n次諧波。
　　
　　在計算機局域網中，使用雙絞線進行基帶傳輸［1］（即數字信號不經過任何調制，而是只經過簡單的頻譜變換或碼形變換后就直接送往傳輸信道）。這樣就可以將雙絞線上的傳輸信號作為方波進行分解，變換為諧波后再進一步研究。
　　
　　如圖2所示［2］，當方波信號通過一個低通信道時，可以等幅衰減通過的諧波數量越多，則接收設備正確識別原始方波信號的可能性就越大，反之信號將難以識別。
　　
　　如圖3所示，雙絞線的頻率特性正是一個低通信道，可 以等幅衰減的通過從A點（低頻）到C點頻率的諧波。當線纜距離過長時，會造成AC之間的距離變窄及等幅衰減通過諧波數量下降。
　　 　
　　 　
　　下面按照4種不同假設情況進行推導并得出結論。
　　
　　假設1：
　　
　　①長度為100 m的五類非屏蔽雙絞線；
　　
　　②雙絞線上傳輸速度為100 Mb／s的信號；
　　
　　③雙絞線的等幅衰減的帶寬為BHz（如圖3）：B＝C－A。
　　
　　推導1：
　　
　　由于在傳輸速度為100 Mb／s的以太網中，采用的編碼方式是4B／5B（即為解決傳輸中的同步問題，實際使用5 b的碼組來編碼4 b的實際輸入數據［3］），則通信線路上實際傳輸的方波信號每秒狀態的變化次數為125M，即125M b／s。
　　
　　如果每秒信號變化125M次，則狀態變化8次需要的時間為：8／125M s。
　　
　　根據傅里葉級數公式，一次諧波的周期T為：8／125M s；一次諧波的頻率f為：125M／8 Hz。
　　
　　方波信號（每秒狀態變化次數為125M次）通過長度為100 m五類雙絞線后，可以等幅衰減通過的諧波數量N1（個）為：
　　 　
　　結論1：
　　
　　因為假設1符合五類雙絞線的布線標準，所以當等幅衰減通過的諧波數量為N1時，接收方設備可以識別。
　　
　　假設2：
　　
　　①長度為大于100 m的五類非屏蔽雙絞線；
　　
　　②雙絞線上傳輸速度為100 Mb／s的信號；
　　
　　③雙絞線的等幅衰減帶寬變窄為B／2 Hz。
　　
　　推導2：
　　
　　可以等幅衰減通過的諧波數量N2（個）為：
　　 　
　　隨著雙絞線長度的增加，其等幅衰減頻寬B變窄后，可以通過的等幅衰減諧波數量也將減少，如圖2所示，當N2小于4時輸出信號將難以被接收設備識別。
　　
　　然而在假設2下，很難保證等幅衰減通過足夠的數量的諧波。
　　
　　根據公式N＝B／f，當B減少時，只有降低f（即降低雙絞線上信號的傳輸速度），才能保證N不變。
　　
　　假設3：
　　
　　①長度大于100 m的五類非屏蔽雙絞線；
　　
　　②雙絞線上傳輸速度降為10 Mb／s的信號；
　　
　　③雙絞線的等幅衰減的帶寬變窄為B／2 Hz。
　　
　　推導3：
　　
　　在以太網協議中，10 Mb／s與100 Mb／s為最常見的數據傳輸速度，所以可以考慮將數據傳輸速度降為10 Mb／s。
　　
　　在10 Mb／s的以太網中，采用的是曼徹斯特編碼（即為了解決傳輸中的同步問題，實際使用2 b的碼組來編碼1 b的實際輸入數據），所以通信線路上實際傳輸的方波信號每秒狀態的變化次數為20M，即20M b／s。
　　
　　如果每秒信號變化20M次，則狀態變化8次需要的時間為：8／20M s。
　　
　　根據傅里葉級數公式，一次諧波的周期T為：8／20M s；
　　
　　一次諧波的頻率f為：20M／8 Hz。
　　
　　方波信號（每秒狀態變化次數為20M次）通過此雙絞線后，可以等幅衰減通過的諧波數量N3為：
　　 　
　　即使線纜長度增加導致了等幅衰減帶寬變窄一半，但如果將數據傳輸速度降為10 Mb／s，假設3下可通過的諧波數量N3將為假設1（正常情況）下N1的3．125倍。
　　
　　在此情況下，接收方設備完全可以識別信號。
　　
　　假設4：
　　
　　①長度為大于100 m的五類非屏蔽雙絞線；
　　
　　②雙絞線上傳輸速度為10 Mb／s的信號；
　　
　　③雙絞線的等幅衰減的帶寬變窄為B／k Hz；
　　
　　④等幅衰減通過的諧波數量N4＝N1。
　　
　　推導4：
　　

　　結論4：
　　
　　在假設4下即使線纜等幅衰減帶寬下降為原來16％（1／6．25），只要降低數據通信的速度，也可以保證接收的諧波數量達到正常的情況（假設1）下的N1，即接收方可以正確識別。
　　
　　3　結語
　　根據以上的分析，筆者認為在設計一段距離為200 m以內的線路的時候，可以非標準的使用雙絞線進行布線，但具體應采用以下方法：
　　
　　（1）為保證整體網絡的速度，可以使用接口為10／100 Mb／s自適應的交換機，但將與這條雙絞線連接的交換機端口強制設為10 Mb／s和全雙工模式。
　　
　　（2）采用五類或超五類雙絞線布線，提高施工工藝，盡量避開強干擾源，以減少線纜性能參數的下降。
　　
　　在實際工程中，對使用一段長度約200 m的雙絞線進行連接的計算機進行測試：
　　
　　①使用IE瀏覽器訪問Internet正常；
　　
　　②使用ping程序進行測試，10 min丟包率為0％。結果證明以上基于傅里葉的分析