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1、1.3、信息载体、通信线路和连接设备,【一】信息载体,计算机网络通信中信息的载体是电磁波。P9,用于数据通信的电磁波主要集中在无线电波、微波和红外 线等范围内,数据通信: 是指在计算机之间、计算机与终端以及终 端与终端之间传送表示字符、数字、语音、图像的 二进制代码0、1比特序列的过程。 按照在传输介质上传输的信号类型，可以分为： 模拟信号 数字信号两类,模拟数据： 是指在某个区间产生连续的值，其电平随时间而连续变化,能够完整、正确的表示原始信息。 数字数据 以不连续的离散的数字或符号形式表示的数据，不适宜进行远距离传输。 下图分别表示模拟信号和数字信号。,信源（发送机）、信宿（接收机）和信道
2、。,信息传输信系统由三个主要部分组成：,调制解调器（Modem）的作用： 一是把计算机要发送的数据转换成载波信号，送到电话线路上传送，称为调制；二是把从电话线路上接收到的载波信号转换成数字信号，送入计算机中处理，称为解调。,网络中的信息载体,现在比较流行的使用方式为：局域网由双绞线连接到桌面，光缆作为通信干线，卫星用于跨国界传输。,同轴电缆,同轴电缆： 基带同轴电缆用于数字传输 ,具有高带宽和极好的噪声抑制特性。 1km的电缆可以达到1Gb/s2Gb/s的数据传输速率。 宽带同轴电缆用于模拟传输,使用标准的有线电视技术 .频带高达300MHz.又分为多个信道 ,电视和CD质量数据可在一条电缆上
3、混合传输。,1.3.2 通讯线路的分类,粗同轴电缆,细同轴电缆,50（基带同轴电缆）,75（宽带同轴电缆）,粗同轴电缆,细同轴电缆,粗同轴电缆,细同轴电缆,粗同轴电缆,50（基带同轴电缆）,细同轴电缆,粗同轴电缆,75（宽带同轴电缆）,同轴电缆的特点： a. 同轴电缆的绝缘体和防护屏蔽层，使得它对噪声干扰有较高的抵抗力。所以在信号必须放大之前，同轴电缆能比双绞线电缆将信号传输得更远，当然，它不如光缆传输信号的距离远。 b. 另一方面，同轴电缆要比双绞线电缆昂贵得多，,双绞线,双绞线及其分类 双绞线（TP）由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度互相绞在一起。 双绞线按其外部包缠的外皮材料不同可分
4、为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP） 在双绞线中增加屏蔽层的目的就是为了提高电缆的物理性能和电气性能，减少电缆信号传输中的电磁干扰。,屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线,在双绞线中增加屏蔽层的目的就是为了提高电缆的物理性能和电气性能，减少电缆信号传输中的电磁干扰。,双绞线的制作,双绞线的接法,T568A线序 1 2 3 4 5 6 7 8 绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕 T568B线序 1 2 3 4 5 6 7 8 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕,（1）直通线 直通线的两端线序相同，两头都按T568B线序标准连接。 直通线一般用来连接两个性质不同的接口，如PC机到交换机/集线
5、器，交换机/集线器到路由器。 （2）交叉线。 交叉线的两端使用不同标准，一头按T568A线序连接，一头按T568B线序连接。交叉线一般用于连接两个性质相同的端口，比如交换机到交换机、主机到主机等。,直通线和交叉线,同类型设备之间使用交叉线 不同类型设备之间使用直通线,交叉线,交叉线,交叉线,直通线,直通线,双绞线的特点 双绞线电缆是目前局域网中最通用的电缆形式，它相对便宜，灵活并且易于安装，有着比较合适的最大网络段长度。双绞线电缆能轻易地应用于多种不同的拓扑结构中，在总线和星形拓扑结构中经常见到。 双绞线电缆有一个缺点，那就是由于其灵活性，它比同轴电缆更易遭受物理损害。,光导纤维简称为光纤，一
6、般采用石英玻璃制成的。在它的中心部分包括了一根或多根玻璃纤维，通过从激光器或发光二极管发出的光波穿过中心纤维来进行数据传输。,如同双绞线电缆，光缆也存在许多不同的类型，各种类型的光缆最终分成两大类：单模式和多模式。 单模光纤携带单个频率的光将数据从光纤的一端传输到另一端。通过单模光纤，数据传输的速度更快，并且距离也更远。但是这种光纤开销太大，因此不被考虑用于一般的数据网络。 相反，多模光纤可以在单根或多根光纤上同时携带几种光波。这种类型的光纤通常用于数据网络。,光缆,光纤传输系统中使用的是光缆而不是光纤。光缆按其中的光纤纤芯的数目可以分成单芯光缆、双芯光缆、多芯光缆等。如图所示。,价格上，光纤
7、大于同轴电缆，同轴电缆大于双绞线。 性能上，光纤传输速率大于同轴，同轴的大于双绞线。 外观上，同轴电缆的外观一般是圆的，比如有线电视的线。屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线外观没什么区别，只是屏蔽双绞线剥开看到里面有屏铝泊包裹。光缆的线比较小，里面是光导纤维，细如发丝。 双绞线通常用于较短距离的连接。,复用和交换,带宽：每秒可传输比特数，用赫兹 (Hz)来表示。,复用和交换是为了提高通信线路带宽的利用率，降低费用。,信道复用技术,信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上，共享信道资源。,发送端1,发送端2,发送端3,发送设备,接收设备,接收端1,发送设备,接收设备,接收端2,发送设备,接收设备,
8、接收端3,信道,不采用多路复用技术,采用多路复用技术,发送端1,发送端2,发送端3,发送设备,接收设备,信道,接收端1,接收端2,接收端3,合 成,分 解,多路复用的目的是为了降低建设通信线路的费用，提高传输 信道的利用率,调制,解调,数据通信系统或计算机网络系统中, 为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号,这就是所谓的多路复用技术。 采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输,在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM (Time Division M
9、ultiplexing)是两种最常用的多路复用技术。 举个例最简单的例子：从A地到B地，坐公交2块。打车要20块，为什么坐公交便宜呢?这里所讲的就是“多路复用”的原理。,多路复用,频分多路复用FDM,在一条通信线路上设置多个信道，每路信道的信号以不同的载波频率进行调制，各路信道的载波频率互不重叠，但在时间上是重叠的，可以同时在一个信道内传输。这样一条通信线路就可以同时传输多路信号。,频分多路复用（FDM）的基本原理: 就像一条宽马路划分为几个车道，另外有线电视采用该技术，多用于模拟信号的传输。,时分复用TDM,采用固定时间片分配方式，将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定时间段（一个周期）
10、，再将每一时间段划分成等长度的多个时隙，每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。,时分多路复用（TDM） 每一时间片由复用的一个信号占用,而不像FDM那样,同一时间同时发送多路信号。这样,利用每个信号在时间上的交叉,就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。以信道传输时间作为分割对象，通过多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现，因此时分多路复用更适用于数字信号的传输。,波分多路复用（WDM） 是指在一根光纤中传输多种不同波长的光信号，由于波长不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波长解复用器将各路波长分解出来。,电路交换,人们可以打一次电话来体验这
11、种交换方式。 打电话时，首先是摘下话机拨号。拨号完毕，交换机就知道了要和谁通话，并为双方建立连接，等一方挂机后，交换机就把双方的线路断开，为双方各自开始一次新的通话做好准备。因此，可以体会到，电路交换的动作，就是在通信时建立（即联接）电路，通信完毕时拆除（即断开）电路。 典型应用：打固定电话、对讲机、传真。,缺点：独占性 在建立电路之后、释放线路之前，即使站点之间无任何数据可以传输，整个线路仍不允许其他站点共享。就和打电话一样，人们讲话之前总要拨完号之后把这个连接建立，不管你讲不讲话，只要不挂机，这个连接是专为你所用的，如果没有可用的连接，用户将听到忙音。因此线路的利用率较低，并且容易引起接续
12、时的拥塞。,分组交换,分组交换是以分组为单位进行传输和交换的，它是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。 典型应用：邮局邮寄信件、包裹，快递,IP电话，电力供应。,计算机网络中的连接设备,计算机网络中的连接设备,网卡,网络接口卡 NIC(Network Interface Card,简称网卡) 网卡的主要技术指标是传输速度， 1Kbps=1024bps, 1Mbps=1024Kbps 1Gbps=1024Mbps 1Tbps=1024Gbps,网卡作用:1.接收网络上传过来的数据 2.把计算机中的数据送入网络,网卡：RJ-45
13、接口(连接双绞线);,计算机网络中的连接设备,计算机网络中的连接设备,集线器,交换机,集线器（HUB）通常被作为局域网的中心连接点，工作在物理层。采用集线器连接的网络，当某条线路或某端口出现故障时，不会影响网上其它端口节点的正常工作。采用集线器的网络数据传输效率低，容易造成网络堵塞，还可能会出现一些数据传输过程中的安全隐患。选用集线器作为连接设备是组建一个小型局域网比较经济的方案。,交换机是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集等特点的交换产品，工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层。 其主要作用是把局域网分成网段、减少流量、避免冲突、增加带宽，以便提高局域网的性能。,计算机网络中的连接设备,计算机网络中的连接设备,网卡,集线器,交换机,路由器,是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。路由工作在OSI模型的物理层、数据链路层和网络层。,计算机网络中的连接设备,计算机网络中的连接设备,网卡,集线器,交换机,路由器,网关,从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”，是实现不同协议之间转换的设备，工作在物理层到应用层上。,
