《网络基础 教学课件 ppt 作者 陈华 孟宗洁 主编 刘福新 王珺萩 主审第四章 网络传输介质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络基础 教学课件 ppt 作者 陈华 孟宗洁 主编 刘福新 王珺萩 主审第四章 网络传输介质（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 网络传输介质,本章主要讲授网络中传输介质的基本知识，通过本章的学习，应掌握以下基本内容： 了解基本传输介质的分类 能针对不同的应用场合制作RJ-45双绞连线 了解光纤连接制作的过程 能认识无线网络产品，并知道其相应的功能,传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。目前网络的传输介质有多种，可以分为两类：有线传输介质和无线传输介质。有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光缆；无线传输介质包括无线电波、微波、红外线和激光。传输介质的特性对网络数据通信质量有很大的影响，它的影响包括如下几点：1、物理特性；2、传输特性；3、地理范围；4、连通性；5、抗干扰性及干扰性。下面分别介绍几种常用的
2、介质。,4.1 有线通信线路,4.1.1 双绞线 双绞线(TP：Twisted Pair wire)是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把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线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根2226号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，,如图4-1所示。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的扭绞长度，一般地说，扭绞长度在38.1cm至14cm内，按逆时针方向扭绞，相邻线对的扭绞长度在12.7cm以上。与其他传输介质相比，双绞线在
3、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，但价格较为低廉。 目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP：Unshielded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP：Shielded Twisted Pair)。,图4-1,4.1.2 同轴电缆 同轴电缆在实际中有很广泛的应用，比如有线电视网。同轴电缆中央是一根铜线，外面包有绝缘层。同轴电缆由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的金属屏蔽网和最外层的护套组成，如图4-2所示。这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场，也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号。它们可以分为两类：,图4-2 同轴电缆示意图,（1）基带同轴电缆 同轴
4、电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，即宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生产厂家。,（2）宽带同轴电缆 使用有线电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。 由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300MHz（常常到450MHz）；
5、又由于使用模拟信号，因而需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。,(3) 同轴电缆网络 同轴电缆网络一般分为三类： a.主干网 主干线路在直径和衰减方面与其他线路不同，前者通常由有防护层的电缆构成。 b.次主干网 次主干电缆的直径比主干电缆小。当在不同建筑物的层次上使用次主干电缆时，要采用高增益的分布式放大器，并要考虑电缆与用户出口的接口。,c.线缆 同轴电缆不可绞接，各部分是通过低损耗的连接器连接的。连结器在物理性能上与电缆相匹配。中间接头和耦合器用线管包住，以防不慎接地。若希望电缆埋在光照射不到的地方，那么最好把电缆埋在冰点以下
6、的地层里。如果不想把电缆埋在地下，则最好采用电杆来架设。同轴电缆每隔100米设一个标记，以便于维修。必要时每隔20米要对电缆进行支撑。在建筑物内部安装时，要考虑便于维修和扩展，在必要的地方还需提供管道，保护电缆。,（4）网络拓扑结构 同轴电缆一般安装在设备与设备之间。在每一个用户位置上都装备有一个连接器，为用户提供接口。在计算机网络布线系统中，对同轴电缆的粗缆和细缆有三种不同的构造方式，即细缆结构、粗缆结构和粗/细缆混合结构。,a.细缆结构 将细缆切断，两头装上BNC头，然后接在T型连接器两端。细缆网络结构如图4-3所示。,图4-3 细缆网络结构示意图,b.粗缆结构 粗缆一般采用一种类似夹板的
7、Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。电缆两端头设有终端器，以削弱信号的反射作用。粗缆以太网结构如图4-4所示。,图4-4 粗缆网络结构示意图,c.粗/细缆混合结构 在建立一个粗/细混合缆以太网时，除需要使用与粗缆以太网和细缆以太网相同的硬件外，还须提供粗缆和细缆之间的连接硬件：N-系列插口到BNC插口连接器和N-系列插头到BNC插口连接器。,4.1.3 光缆 光缆不仅是目前可用的传输介质，而且是今后若干年将会继续使用的传输介质，其主要原因是这种介质具有很大的带宽。光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的介质。光导纤维电缆由一捆纤维组成，简称为光缆，如图4-5
8、所示。光缆是由许多细如发丝的塑胶或玻璃纤维外加绝缘护套组成，光束在玻璃纤维内传输，防磁防电，传输稳定，质量高，适于高速网络和骨干网。光纤与电导体构成的传输媒体最基本的差别是，它的传输信息是光束，而非电气信号。因此，光纤传输的信号不受电磁的干扰。,图4-5 光缆示意图 利用光缆连接网络，每端必须连接光/电转换器，另外还需要一些其它辅助设备。,表4-1 同轴电缆、双绞线、光缆的性能比较,4.2 双绞线传输介质的品种、性能与标准 双绞线是一种最普通、使用最广泛的传输介质，它相对便宜、灵活且易于安装。随着计算机网络技术的发展，双绞线在计算机网络中的应用也越来越多。,虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息
9、的，但同样适用于数字信号的传输，特别适用于较短距离的信息传输。在传输期间，信号的衰减比较大，并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。只要精心选择和安装双绞线，就可以在有限距离内达到每秒几百万位的可靠传输率。当距离很短，并且采用特殊的电子传输技术时，传输率可达100Mbps155Mbps。,由于利用双绞线传输信息时要向周围幅射，信息很容易被窃听，因此要花费额外的代价加以屏蔽。屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹，以减小幅射，但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。类似于同轴电缆，它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装
10、技术。但它有较高的传输速率，100米内可达到155Mbps。,另外，非屏蔽双绞线电缆具有以下优点： (1) 无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间； (2) 重量轻、易弯曲、易安装； (3) 将串扰减至最小或加以消除； (4) 具有阻燃性； (5) 具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。,4.2.1 双绞线的种类 目前 EIA/TIA（电气工业协会电信工业协会）为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用3、4、5类。这五种型号如下： （1）1类双绞线 主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不用于数据传输。 （2）2类双绞线 传输频率为1MHz，用于语
11、音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。,（3）3类双绞线 指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10base-T，成为广泛应用于电话安装的标准电缆。 （4）4类双绞线 该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。 （5）5类双绞线 该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为1
12、00Mbps的数据传输，主要用于100base-T和10base-T网络，这是最常用的以太网电缆。,近几年还出现超5类、6类和7类双绞线标准，其中超5类是增强型的5类双绞线，衰减和串扰比5类小，工作于全双工通信时，最高传输速率可达近1000Mbps，信道长度不能超过100m ；6类双绞线频率范围应当在1250MHz之间，基本链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m，可用在1.22.4Gbps的传输速率；另一种是7类双绞线，它的频率将达到600MHz，但是其连接模块的结构与目前的RJ-45完全不兼容，标准正制定中。,4.2.2 双绞线电缆的测试数据 100欧姆4对非屏蔽双绞线有3类线、
13、4类线、5类线和超5类线之分。主要的性能指标为衰减、分布电容、直流电阻、直流电阻偏差值、阻抗特性、返回损耗、近端串扰。标准测试数据如表4-2（a）和(b)所示。,表4-2 双绞线的标准测试数据,(a),(a),(a),（b）,4.2.3 常用的双绞线电缆 综合布线中最常用的双绞线电缆有以下几种： (1) 5类4对非屏蔽双绞线 该电缆是美国线缆规格为24的实芯裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料，传输频率达100MHz。导线组成如表4-3所示，物理结构如图4-4所示。 表4-3 导线色彩编码,图4-4 5类4对非屏蔽双绞线,(2) 5类4对24AWG100欧姆屏蔽电缆 该电缆是美国线规为24的裸铜导体
14、，以氟化乙烯做绝缘材料，内有一24AWG TPG漏电线。传输频率达100MHz，导线组成如表4-4所示，物理结构如图4-5所示。 表4-4 导线色彩编码,注：表中屏蔽项“0.0020.051铝/聚酯带最小交叠20及一根24AWG TPC漏电线”的含义是：1、屏蔽层厚度为0.002厘米或0.051英寸。 2、20代表在20恒定温度下。,图4-5 5类4对24AWG100欧姆屏蔽电缆,(3)5类4对26AWG屏蔽软线 该电缆由4对线和一根26AWG TPC漏电线组成，传输频率达100MHz。导线组成如表4-5所示，物理结构如图4-6所示。 表4-5 导线色彩编码,图4-6 5类4对26AWG屏蔽软
15、线,(4) 5类4对24AWG非屏蔽软线 该电缆由4对线组成，用于高速数据传输，适合于扩展传输距离，应用于互连或跳接线。传输速率达100MHz。导线组成如表4-6所示，它的物理结构如图4-7所示。 表4-6 导线色彩编码,图4-7 5类4对24WAG100非屏蔽软线,4.2.4 超5类布线系统 超5类布线系统是一个非屏蔽双绞线(UTP)布线系统，导线组成如表4-7所示。 表4-7 导线色彩编码,通过对它的“链接”和“信道”性能的测试表明，它超过TIA/EIA568的5类线要求。与普通的5类UTP比较，其衰减更小，串扰更少，同时具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(SRL)、更小的时延误
16、差，性能得到了提高。它具有四大优点： (1)提供了坚实的网络基础，可以方便转移、更新网络技术。 (2)能够满足大多数应用的要求，并且满足低偏差和低串扰总和的要求。 (3)被认为是为将来网络应用提供的解决方案。 (4)充足的性能余量，给安装和测试带来方便。 与5类线缆相比，超5类在近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比四个主要指标上都有较大的改进。,4.2.5 双绞线与RJ-45头的连接技术 在网络组建过程中，双绞线的接线质量会影响网络的整体性能。双绞线在各种设备之间的接法也非常有讲究，应按规范连接。 双绞线一般用于星型网络的布线，每条双绞线通过两端安装的RJ-45连接器（俗称水晶头）将各种网络设备连接起来。双绞线的标准接法不是随便规定的，目的是保证线缆接头布局的对称性，这样就可以使接头内线缆之间的干扰相互抵消。,在非屏蔽双绞线与RJ45水晶头连接时，有两种方法。这两种方法是由EIATIA规定的。EIATIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568A与568B(表4-8)。 表4-8 568A/568线序排列,在整
