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1、主讲：宋一兵计算机网络基础与应用高等职业技术学校第4章 传输介质与网络设备 4.1 传输介质 计算机网络基础与 应用4.2 网卡 4.3 集线器 第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4 交换机 4.5 路由器 4.6 其他网络设备 4.4节4.5节4.6节计算机网络基础与应用4.1 传输介质 传输介质是网络中传输数据、连接各网络节点的实体，可 以分为有线传输介质和无线传输介质两大类。 有线传输介质：利用金属、玻璃纤维以及塑料等导体传输 信号，一般金属导体被用来传输电信号，通常由铜线制成 ，双绞线和大多数同轴电缆就是如此。有时也使用铝，最 常见的应用是有线电视网络覆以铜线
2、的铝质干线电缆；玻 璃纤维通常用于传输光信号的光纤网络；塑料光纤（POF） 用于速率低、距离短的场合。 无线传输介质：不利用导体，信号完全通过空间从发射器 发射到接收器。辐射介质有时被称为无线介质。只要发射 器和接收器之间有空气，就会导致信号减弱及失真。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.1 双绞线 双绞线是局域网最基本的传输介质，由具有绝缘保护层的4 对8线芯组成，每两条按一定规则缠绕在一起，称为一个线 对。两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低 信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另 一根
3、线上发出的电波抵消。不同线对具有不同的扭绞长度 ，从而能够更好地降低信号的辐射干扰。 双绞线一般用于星型拓扑网络的布线连接，两端安装有 RJ45头，用于连接网卡与交换机，最大网线长度为100 m 。如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继 器，最多可安装4个中继器，连接5个网段，最大传输范围 可达500 m。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.1 双绞线 1、非屏蔽双绞线。 在传输期间，信号的衰减比较大，并且会产生波形畸变。 采用UTP双绞线的局域网带宽取决于所用导线的质量、 长度及传输技术。一般五类以上
4、UTP双绞线的传输速率 可以达到100 Mbit/s。 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.1 双绞线 1、非屏蔽双绞线。 在传输期间，信号的衰减比较大，并且会产生波形畸变。 采用UTP双绞线的局域网带宽取决于所用导线的质量、 长度及传输技术。一般五类以上UTP双绞线的传输速率 可以达到100 Mbit/s。 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.1 双绞线 2、屏蔽双绞线。 STP需要一层金属箔即覆盖层把电缆中的每对线包起来， 有时
5、候利用另一覆盖层把多对电缆中的各对线包起来或 利用金属屏蔽层取代这层包在外面的金属箔。覆盖层和 屏蔽层有助于吸收环境干扰，并将其导入地下以消除这 种干扰。屏蔽双绞线又包括以下两种类型。 铝箔屏蔽的双绞线 独立屏蔽双绞线计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.1 双绞线 2、屏蔽双绞线。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.1 双绞线 EIA/TIA（美国电子和通信工业协会）为双绞线电缆定义了 5种不同规格的型号。 一类线：主要用于传输语音
6、，不用于数据传输。 二类线：传输频率为1 MHz，用于语音传输和最高传输 速率为4 Mbit/s的数据传输。 三类线：指目前在ANSI和EIA/TIA 568标准中指定的电 缆。该电缆的传输频率为16 MHz，用于语音传输及最高 传输速率为10 Mbit/s的数据传输，主要用于10base-T网 络。 四类线：该类电缆的传输频率为20 MHz，用于语音传输 和最高传输速率为16 Mbit/s的数据传输，主要用于基于 令牌网和10baseT/100baseT网络。 五类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的 绝缘材料，传输速率为100 Mbit/s，用于语音传输和最高 传输速率为100 M
7、bit/s的数据传输，主要用于10base T/100baseT网络，这是最常用的以太网电缆。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.1 双绞线 在使用双绞线组建网络时，必须遵循“543”规则，即网 络中任意两台计算机间最多不超过5段线（集线设备到 集线设备或集线设备到计算机间的连线）、4台集线设 备、3台直接连接计算机的集线设备。 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.2 同轴电缆 同轴电缆是局域网中较早使用的传输介质，主要用于总线型
8、拓扑结构的布线，它以单根铜导线为内芯（内导体），外 面包裹一层绝缘材料（绝缘层），外覆密集网状导体（外 屏蔽层），最外面是一层保护性塑料（外保护层）。 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.2 同轴电缆 同轴电缆有两种：一种为75 同轴电缆；另一种为50 同轴 电缆。75 同轴电缆：常用于CATV（有线电视）网，故称为 CATV电缆，传输带宽可达1 Gbit/s，目前常用的CATV电 缆传输带宽为750 Mbit/s。 50 同轴电缆：常用于基带信号传输，传输带宽为1 20 Mbit/s，总线型以太网就使用50 同
9、轴电缆。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.2 同轴电缆 同轴电缆一般用于总线型网络布线连接 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.2 同轴电缆 粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性 较好。用户通常采用外部收发器与网络干线连接。粗缆网 络每条干线的长度可达500 m，如要拓宽网络范围，则需 要使用中继器，采用4个中继器连接5个网段后最大传输 范围可达2 500 m。用粗缆组建局域网，如果直接与网卡 相连，网卡必须带有A
10、UI接口（15针D型接口）。粗缆网 络虽然各项性能较高，具有较大的传输距离，但是网络安 装和维护等方面比较困难，且造价较高。 细缆利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡，同轴电缆 的两端需安装50 终端电阻器。细缆网络每段干线长度 最大为185 m，每段干线最多可接入30个用户，如采用4 个中继器连接5个网段，最大传输范围可达925 m。细缆 网络安装较容易，而且造价较低，但因受网络布线结构的 限制，其日常维护不是很方便，一旦某个用户出现故障， 便会影响其他用户的正常工作。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.
11、3 光纤 1、光纤结构与原理 光纤（光导纤维）的结构一般是双层或多层的同心圆柱体， 由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率 稍低的材料做成的包层。 纤芯：纤芯位于光纤的中心部位，由非常细的玻璃（或 塑料）制成。 包层：包层位于纤芯的周围，是一个玻璃（或塑料）涂 层。 涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓 冲层和二次涂覆层，由分层的塑料及其附属材料制成。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.3 光纤 由于纤芯的折射率大于包层的折射率，故光波在界面上形成 全反射，使光只能在纤芯中传播，实现通信 计
12、算机网络基础与 应用根据光纤传输模数的不同，光纤主要分为两种类型， 即单模光纤和多模光纤 。第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.3 光纤 3、光缆 因为光纤本身比较脆弱，所以在实际应用中都是将光纤制成 不同结构形式的光缆。光缆是以一根或多根光纤或光纤 束制成，符合光学机械和环境特性的结构 。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.3 光纤 4、优缺点 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7
13、节4.1.4 无线传输介质 1、微波通信 微波通信是在对流层视线距离范围内利用无线电波进行传输 的一种通信方式，频率范围为240 GHz。微波通信与通 常的无线电波不一样，是沿直线传播的，由于地球表面 是曲面，微波在地面的传播距离与天线的高度有关，天 线越高距离越远，但超过一定距离后就要用中继站来接 力。两微波站的通信距离一般为3050 km，长途通信时 必须建立多个中继站。中继站的功能是变频和放大，进 行功率补偿，逐站将信息传送下去。计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.4 无线传输介质 2、卫星通信 卫星通信是
14、以人造卫星为微波中继站，它是微波通信的特殊 形式。卫星接收来自地面发送站发出的电磁波信号后， 再以广播方式用不同的频率发回地面，为地面工作站接 收。卫星通信可以克服地面微波通信距离的限制。一个 同步卫星可以覆盖地球的三分之一以上表面，3个这样的 卫星就可以覆盖地球上全部通信区域。 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.1.4 无线传输介质 3、红外通信 红外系统采用光发射二极管（LED）或激光二极管（ILD）来进行站 与站之间的数据交换。红外设备发出的红外光信号（即常说的 红外线）非常纯净，一般只包含电磁波或小范围电磁
15、频谱中的 光子。传输信号可以直接或经过墙面、天花板反射后，被接收 装置收到。 红外线没有能力穿透墙壁和其他一些固体，而且每一次反射后信号 都要衰减一半左右，同时红外线也容易被强光源给盖住。红外 线的高频特性可以支持高速度的数据传输，它一般可分为点到 点式与广播式两类。 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.2 网卡 计算机与外界局域网的连接是通过在主机箱内插入一块网络 接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）来 实现计算机和网络电缆之间的物理连接，为计算机之间 相互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进行高
16、速 数据传输。 计算机网络基础与 应用第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.2.1 网卡的功能与分类 1、网卡的功能 网卡能够完成物理层和数据链路层的大部分功能，包括网卡 与网络电缆的物理连接、介质访问控制（如实现 CSMA/CD协议）、数据帧的拆装、帧的发送与接收、错 误校验、数据信号的编/解码（如曼彻斯特代码的转换） 以及数据的串行/并行转换等功能。计算机网络基础与 应用随着集成度的不断提高，网卡上的芯片个数在不断减少 。网卡的功能大同小异，其主要功能有以下3个。 数据的封装与解封：发送时将网络层传递的数据加上首 部和尾部，组成以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部 和尾部，然后送交网络层。 链路管理：主要是实现CSMA/CD协议。 编码与译码：一般使用曼彻斯特编码与译码。第4章： 传输介质与网络 设备 4.1节4.2节4.3节4.4节4.5节4.6节4.7节4.2.
