网络通信介质及通信设备

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1、第3章 网络通信介质及通信设备,本章内容,网络通信介质 （ 同轴电缆 双绞线 光纤 红外线传输 微波通信 ） 网络通信设备 （网卡 调制解调器 集线器 交换机 路由器 无线设备）,3.1.1 同轴电缆,1、同轴电缆的结构,同轴电缆的特点,同轴电缆有较强的抗干扰能力，能够保证数据在电缆中准确无误地传输。 数据在同轴电缆中的传输距离也比双绞线远，不过价格自然也比双绞线高。,2、同轴电缆的分类,应用于计算机网络的同轴电缆主要有两种，即“粗缆”和“细缆”。 （1）同轴粗缆（粗同轴电缆 简称AUI）,粗同轴电缆的参数,直径为1.27cm 阻抗为50 每隔2.5m有一个标记，该标记用于连接收发器,同轴粗缆

2、的特点,同轴粗缆由于直径较粗，因此弹性较差 它的连接头的制作方法也相对复杂得多，不能直接与计算机连接，它需要通过一个转接器转换后，才能连接到计算机上 粗缆的强度较强，具有较高的可靠性，网络抗干扰能力强，最大传输距离也比细缆长，粗缆的主要用途是用作网络的主干线。,同轴粗缆的配件,BNC接头 收发器 终端电阻,BNC接头：用于连接粗缆的两端，如图所示。,收发器：用于连接工作站或其他网段，收发器的接口有RJ-45, BNC, AUI,光纤等，如图所示是一个具有AUI接口的收发器。,同轴粗缆的收发器,同轴粗缆的的终端电阻,终端电阻：其使用和同轴细缆的终端电阻一样，50的终端电阻安装在干线电缆段的两端，

3、用于防止信号的反射。干线电缆段两端的终端电阻必须有一个接地，如图所示。,同轴粗缆的终端电阻,（2）同轴细缆,细缆是指“细同轴电缆”，它的英文简称为“BNC” 。,同轴细缆外观和内部结构,同轴细缆的参数,同轴细缆的直径为0.26cm 最大传输距离180m,同轴细缆的特点,线材价格和连接头成本都比较低，且不需要购 置集线器等设备。 适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。 安装时，同轴细缆线总长不要超过180m，否则信号将严重衰减。,同轴细缆的配件,终端电阻 T型接头 BNC接头,终端电阻,BNC终端匹配器：直接连接BNCT型接头或用于连接BNC接头的两端中的一端，然后再把匹配器的地线接触片与地线

4、连接，如图所示。,终端匹配器,T型接头,T型接头：用于网卡及两段线缆间的相互连接，如图所示。,T型接头,BNC接头,BNC接头，中文全名为细缆连接接头。BNC接头由一个中心针、一个屏蔽金属套筒和外卡座组成，如图所示。中心针连接同轴细缆内芯的铜线，而金属屏蔽网线接在屏蔽金属套筒的内层，外卡座用于和网卡上的BNC T型接头连接。,BNC接头,3.1.2 双绞线,双绞线（Twisted Pair）是一种最常使用的有线物理传输介质。它由两根绝缘的铜线互绞在一起而得名。将两根导线绞在一起的目的是减少来自其他导线中的信号干扰。相对于其他有线物理传输介质（同轴电缆和光纤）来说，双绞线价格便宜，也易于安装使用

5、，但在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制。,双绞线,双绞线电缆的分类,屏蔽双绞线(STP) 非屏蔽双绞线(UTP),1）屏蔽双绞线（STP）,屏蔽双绞线,封套,/,外壳,金属箔屏蔽层,双绞线对,2）非屏蔽双绞线（UTP）,2、双绞线的分类,TIA/EIA 568标准中对双绞线进行了规范的说明，这个标准是早在1991年，由TIA（电信工业协会）和EIA（电子工业协会）两个标准化组织完成的。TIA/EIA 568标准将双绞线电线分成1,2,3,4,5和6类，不久又提出了7类，所有这些电缆都必须符合TIA/EIA 568标准，使用最多的当数3类或5类双绞线。,1类线,1类线（CAT

6、 1）：一种包括两个电线对的UTP形式。1类适用于话音通信，而不适用于数据通信。因为其每秒最多只能传输20千位（Kbps）的数据。,2类线,2类线(CAT 2):一种包括4个电线对的UTP形式。数据传输速率可以达到4Mbps。由于其数据传输速率较低，因此2类线很少用于目前的网络中。,3类线,3类线(CAT 3)：一种包括4个电线对的UTP形式。在带宽为16MHz时，数据传输速度最高可达10Mbps, 3类线一般用于10Mbps的Ethernet或4Mbps的TokenRing。,4类线,4类线(CAT 4)：一种包括4个电线对的UTP形式。它能支持10Mbps的吞吐量，可确保信号带宽高达20M

7、Hz,可用于16Mbps的Token Ring或10Mbps的Ethernet网络。,5类线,5类线（CAT 5）：用于新网安装及更新到Ethernet的最流行的UTP形式。CAT 5包括4个电线对，支持100Mbps吞吐量和100Mbps信号速率。除100Mbps Ethernet之外，CAT 5电缆还支持其他快速连网技术，如异步传输模式（ATM）。,增强CAT 5,增强CAT 5: CAT 5电缆更高级别的版本。它包括高质量的铜线，能提供高的缠绕率，并使用先进的方法以减少串扰。增强CAT 5能支持高达200MHz的信号速率，是常规CAT 5容量的2倍。,6类线,6类线(CAT 6 )：包括

8、4对电线对的双绞线电缆。每对电线被绝缘箔包裹，另一层绝缘箔包裹在所有电线对的外面，同时一层防火塑料封套包裹在第二层箔层外面。绝缘箔对串扰提供了较好的阻抗，从而使CAT 6能支持更大的吞吐量。由于大部分网络不能利用最高容量，加之CAT 6是一种较新的技术，因此很少使用。,7类线(CAT 7)：7类双绞线标准带宽为600MHz。至今为止，国际标准化组织有关7类双绞线的标准还没有正式推出。,3、双绞线的连接方法,双绞线,双绞线的线序标准有两种,EIA/TIA 568 A EIA/TIA 568 B,EIA/TIA规定的两种线序标准,（标准568A）：白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，橙，白棕，棕。 （标准5

9、68B）：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕。,RJ45水晶头,1）直接连接法,直通线（正线） 两端线序一样，都是568B （标准568B）：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕。,2）交叉连接法,交叉线 一端为另一端的1、3和2、6线对调，一端是568A，另一端是568B 1 2 3 （标准568A）：白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，橙，白棕，棕。 6 （标准568B）：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕。,双绞线交叉连接法的各线的作用,3.1.3 光纤,光纤是光导纤维的简称，是一种性能非常优秀的网络传输介质,1、光纤的结构和物理特性,护套,1）光纤的成分,光纤的材料主要有超纯二氧化硅（

10、SiO2） 多成分光导玻璃纤维和塑料纤维等,几种材料构成的光纤的特点,采用超纯二氧化硅制成的光导纤维技术和价格成本都非常高，一般不建议采用，但是其传输损耗是所有光纤材料中最小的。 采用多成分光导玻璃纤维材质制作的光纤，性价比最高。目前，用户通常使用的就是这种光导纤维。 采用塑料纤维制造的光纤传输损耗最大，但是成本较低，一般只用于短距离通信。,2）光纤的构成,2、光纤分类,1）多模光纤 2）单模光纤,1）多模光纤,多模光纤的中心玻璃芯较粗，一般为50m或62.5m，可传输多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。因此，多模光纤传输的距离比较近，一般

11、只有几公里。,2）单模光纤,单模光纤的中心玻璃芯很细，一般为9m或10m，只能传一种模式的光。这是与多模光纤最大的区别。正因为如此，单模光纤的模间色散很小，对光源的稳定性的要求较高，适用于远程通信。,单模光纤和多模光纤的区别,单模光纤和多模光纤的区别在于光线在光纤内的传播方式不同,单模光纤和多模光纤的区别,单模光纤的传输性能优于多模光纤，但价格也较昂贵 多用于长距离 大容量的主干光缆传输系统，一般的局域网中多使用多模光纤,3、光纤的特点,体积小、质量轻 频带宽 信号衰减小 电磁隔离 中继器数量少,3.1.4 红外线传输,红外线通信是一种近距离、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于近距离的无线

12、数据传输,进行“点对点”的直线数据传输，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。,蓝牙通信 “蓝牙”（Bluetooth）原是十世纪统一了丹麦的国王哈洛德(Harold)的外号 。蓝牙技术是爱立信、IBM等5家公司在1998年联合推出的一项无线网络技术。 目前它的传输范围大约为10米左右，传输速率为1Mbps （1.1版），2.0版速率是3Mbps,3.1.5微波通信,1地面微波通信 地面微波通信是以直线方式传播，各个相邻站点之间必须形成无障碍的直线连接，这就是经常看到采用高架天线塔进行微波发送的主要原因。,2卫星通信 卫星通信适合广播数据发送，通过卫星中继站，可以将信号向多个接收结点进行发送

13、。信息传输的时延和安全性差是卫星通信的两个最大的弊端。,3.2 网络通信设备 3.2.1 网卡 一、网卡的外观与用途 网卡，又称为网络卡或者网络接口卡，其英文全称为“Network Interface Card“，简称为NIC。,二、网卡的种类,1.根据网络种类划分 目前的网络有ATM网、令牌环网和以太网之分，所以网卡也有ATM网卡、令牌环网网卡和以太网网卡之分。以太网的连接比较简单，使用和维护起来比较容易，所以目前市面上也以以太网网卡居多。,2.根据传输速率划分,网卡还可按其传输速率（即其支持的带宽）分为: 10Mbps网卡 100Mbps网卡 10/100Mbps自适应网卡 千兆网卡等,目

14、前通常使用的是10/100Mbps自适应网卡,3.根据工作对象来划分,服务器专用网卡 PC网卡 笔记本电脑专用网卡 无线局域网网卡,1）服务器专用网卡,服务器专用网卡是为了适应网络服务器的工作特点而设计的。为了尽可能降低服务器CPU的负荷，一般都自带控制芯片，这类网卡售价较高，一般只安装在一些专用的服务器上。,2）PC网卡,在市场上常见的通常都是适合于PC机使用的PC网卡，俗称为“兼容网卡”，此类网卡价格低廉、工作稳定，现已被广泛应用。,3）笔记本电脑专用网卡,笔记本专用网卡，即为PCMCIA网卡，其大小与扑克牌差不多，只是厚度稍微厚一些。,4）无线局域网网卡,无线局域网网卡是最近新推出的针对

15、无线用户的网卡，它遵循IEEE802.11a、802.11b、802.11g,4.根据主板总线类型划分,1)ELSA与ISA网卡 由于EISA和ISA是早期的总线类型，ISA总线不支持100MHz的数据传输，因此ISA总线的网卡几乎已经被淘汰，ISA网卡。,2）PCI网卡,PCI是一种32位或64位的总线结构，它已经成为几乎所有个人计算机所采用的总线结构之一。,3）USB网卡,USB接口网卡是新近推出的产品，这种网卡是外置式的，具有不占用计算机扩展槽的优点，因而安装更为方便，主要是为了满足没有内置网卡的笔记本电脑用户。,5.根据网卡接口划分,1）RJ-45接口 2）BNC接口 3）混合接口 (

16、RJ-45接口、BNC接口、AUI接口 ),-,三、网卡的选择,1.留意网卡的编号 正规厂家生产的网卡上都直接标明了该网卡所拥有的卡号，一般为一组12位的十六进制数，其中前6位代表网卡的生产厂商，后6位是由生产厂商自行分配给网卡的唯一号码。,2.注意网卡的工作模式,全双工网卡：网卡在向网络中发送数据的同时，也能从网络中接收数据，发送和接收数据互不影响，能够同时进行，提高了网卡的使用效率。,半双工网卡：简而言之，网卡在某个时间点上，只能单一地完成向网络发送数据或者从网络接收数据的工作，而不能同时发送和接收数据，两者不能同时进行。,3.查看网卡的做工 p69 4.根据网卡的类型进行判断,5.注重品牌 国外知名的网络设备生产商如3Com、Intel等的产品性能稳定、品质