《传输介质幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传输介质幻灯片（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第三节 网络介质,主要内容3.1 网络介质简介3.2 数据发送方式3.3 介质特性3.4 数据的传输方式3.5 介质分类,2,3.1 网络介质简介,网络介质： 指网络传输数据的载体。网络介质是数据发送的物理基础，它位于O S I 模型的最底层（物理层）。 最初的网络是通过又粗又重的同轴电缆发送数据的。 目前，大部分网络介质类似于电话线电话线一样，具有易弯曲的外部，内部则是绞接的铜线。由于网络要求更高的速度、更多的用途，并且更可靠，网络介质也随之不断地更新。 现代网络不仅使用铜线，还可能使用光纤、红外线、无线电波或其他介质。 在对网络通信作充分理解之前，必须首先理解数据是如何发送的，同时也应
2、熟悉各类网络介质的特性,3,3.2 数据发送方式,信息可通过两种方式被发送：模拟方式和数字方式，这两种方式均使用电压产生相应的信号。,1、模拟信号：使用可变电压以产生连续波，也因为这个原因导致了数据发送的不精确。,模拟信号的一个优点是它能对细节进行表示，但是噪声、或来自其他源的干扰，会严重地影响模拟信号，比数字信号更易于出错，因此模拟信号对于数据发送并不是最佳选择。,4,2、数字信号：由脉冲值为1 或0 的精确电压组成，如同在任何二进制系统中用1 和0 组合来对信息进行编码一样，在数字信号中每个脉冲被称为一个二进制数或位。一个位只能有两种可能值：1 或0 。连续8 位组成1 个字节， 个字节携
3、带一个信息片。,相对于模拟信号，数字信号传输数据时更可靠些。,5,随着信号的传播，信号能量会逐渐减少，这就是信号的衰减。模拟信号和数字信号存在着衰减。为了补偿衰减，要经常对数字信号和模拟信号进行转发，也即使将信号重新放大，以使它们传播得更远。,1、模拟信号的转发：在模拟信号转发过程中会出现这样的问题当它被转发时信号幅度将增强，同时伴随的被累积的噪声幅度也将增强，这种杂乱无章的增强将使得模拟信号变形更加严重。下图显示了因噪声而变形并在随后又被放大的模拟信号的波形。,6,2、数字信号的转发：相对于模拟信号，数字信号被转发时，实际上是将原始信号以不变形的、并且无噪声的放大形式重新发送，该过程也被称之
4、为波形再生。再生一个数字信号的设备被称之为中继器。,网络仅仅收发由精确脉冲所表示的1 和0 两种模式，因为数字传输要比依靠可变电压的模拟传输可靠得多，并且数字发送几乎不受噪声影响。所以大部分网络仅限于使用数字传输。 也有使用模拟信号传输数据的情况：比如使用调制解调器连接两个系统。在发送端，调制解调器将数字信号调制成模拟信号，通过传输模拟信号的电话线传输；在接收端，调制解调器将数字信号解调成模拟信号。Modem (调制解调器)是Modulator(调制)Demodulator(解调)。这个词反映了该设备的功能，,7,3.3 介质特性1、吞吐量和带宽,当设计一个网路时，需要决定使用哪一种传输介质时
5、，必须将连网需求与介质特性进行匹配。 一般情况下选择数据传输介质时必须考虑种特性：吞吐量和带宽、成本、尺寸和可扩展性、连接器以及抗噪性。,在选择一个传输介质时所要考虑的最重要的因素可能是吞吐量。吞吐量是在一给定时间段内介质能传输的数据量，通常情况下单位为每秒兆位或Mbps 进行度量。吞吐量也被称为容量。每种传输介质的物理性质决定了它的潜在吞吐量。例如，物理规律限制了电沿着铜线传输的速度，从而也限制了铜线的吞吐量。,1、吞吐量和带宽,带宽：是指一中介质能传输的最高频率和最低频率之间的差值；单位通常用Hz。例如，用无线信号在870 880 MHz之间进行网络通信，那么带宽将是10MHz 。带宽的范
6、围直接与吞吐量相关，带宽越大，吞吐量越大。,8,介质特性2、成本, 安装成本：尽量选择自己能够安装这种介质，有些介质必须雇佣承包商才能安装；为了节约成本也可以从服务提供商租借线路。 新的基础结构相对于复用已有基础结构的成本：尽量选择能够使用已有设备的网络介质。 维护和支持成本：应选择容易维护的网络介质。 因低传输速率而影响生产效率所付出的代价。所选择的网络介质应该能够满足自己机构对网速的要求。 更换过时介质的成本：不应选择需迅速替换的介质,2、选择网络介质时应该考虑下面的成本因素,9,介质特性3、尺寸和可扩展性,三种规格决定了网络介质的尺寸和可扩展性：每段的最大节点数、最大段长度、以及最大网络
7、段数。在进行布线时，这些规格中的每一个都是基于介质的物理特性的。 每段最大节点数：与衰减有关。对一个网络段每增加一个设备都将略微增加信号的衰减。为了保证一个清晰的强信号，必须限制一个网络段中的节点数。 最大网络段长度：一个信号能够传输并仍能被正确解释的最大距离即为最大网络段长度。若超过这个长度，易于发生数据损失。这也是由衰减造成。因为在传输一定的距离之后，一个信号可能因损失得太多以至于无法被正确解释。在这种损失发生之前，可以使用网络上的中继器对信号进行重发和放大。类似于每段最大节点数，最大段长度也因不同介质类型而不同。 最大网络段数：在一个网络中，可以有几个网络段存在，但网络段的数目有一个限制
8、，不是任意大的。信号能够正确传输并被正确解释的最大网络分段数，称为最大网络段数。原因：当一个网络过长时，会因为数据传输的延时而出现数据通信的错误。,10,Thinnet（10Base2，细同轴电缆) 允许最大网络段长度为185 （大约称为200）米，Thinnet 每段最多仅能容纳3 0 个节点（每段最大节点数），它的最大网络段数为3（约5 5 0 多米）。为最小化干扰，Thinnet网络中的设备应至少分隔0.5米。,11,介质特性4、连接器,连接器是连接电线电缆与网络设备的硬件。网络设备可以是一个文件服务器、工作站、交换机或打印机。每种网络介质都对应一种特定类型的连接器。所使用的连接器的种类
9、将影响网络安装和维护的成本、网络增加段和节点时的容易度，以及维护网络所需的专业技术知识。 用于UTP 电缆的连接器RJ45（看上去更像一个大的电话线连接器）在接入和替换时比用于同轴电缆的连接器BNC的插入和替换要简单得多，UTP电缆连接器同时也更廉价，并可用于许多不同的介质设计。,12,介质特性5、抗噪性,正如前面提到的，噪声能使数据信号变形。噪声影响一个信号的程度与传输介质有一定关系。某些类型的介质比其他介质更易于受噪声影响。 无论是何种介质，都有两种类型的噪声会影响它们的数据传输：电磁干扰（E M I ）和射频干扰（R F I ）。E M I 和R F I 都是从电子设备或传输电缆发出的波
10、。发动机、电源、电视机、复制机、荧光灯以及其他的电源都能产生E M I 和R F I 。R F I 也可由来自广播电台或电视塔的强广播信号产生。 对任何一种噪声，都能够采取措施限制它对网络的干扰。例如，可以远离强大的电磁源进行布线。如果环境仍然使网络易受影响，应选择一种能限制影响信号的噪声量的传输。电缆可以通过屏蔽、加厚、或抗噪声算法获得抗噪性。假如屏蔽的介质仍然不能避免干扰，你可以使用金属管道或管线以抑制噪声并进一步保护电缆。,13,3.4 基带和宽带传输,在网络中，数据的传输有两种传输方式：基带传输和宽带传输,1、基带 是一种传输形式，其中，数字信号通过直流脉冲被发送，这种直流形式需要独占
11、电线的容量。因此，基带系统一次仅能传输一个信号或一个信道。信道是指以传输介质为为基础的信号通路，它是传输数据的物理基础 基带系统中的每个设备都共享相同的信道。当基带系统上一个节点在传输数据，网络中所有的其他节点在发送数据前必须等待前面的传输结束。基带传输支持双向信号流，即意味着计算机能在相同长度的电缆上同时发送和接收信息。 基带传输易受衰减影响，也就是一个数字信号随着它从源出发向远处传输时将逐渐损失能量。为了补偿信号损失，基带系统使用中继器再生和放大信号，从而使数据传输的距离能超过电缆的最大段长度。一般来说基带系统是廉价的，而且安装简单。基带传输又叫数字传输，是指把要传输的数据转换为数字信号，
12、使用固定的频率在信道上传输。例如计算机网络中的信号就是基带传输的。 和基带相对的是频带传输，又叫模拟传输，是指信号在电话线等这样的普通线路上，以正弦波形式传播的方式。我们现有的电话、模拟电视信号等，都是属于频带传输,14,2、宽带传输：宽带也是一种传输形式，使用射频（RF）模拟脉冲，其中，信号被调制到不同频率范围。射频模拟脉冲与基带不同，宽带技术不涉及数字脉冲。 a.宽带系统能同时接入几个信道，因而能够比基带系统传输更多的数据。 宽带传输能将有线电视带入家庭。有线电视能够传输的数据量至少是一个典型基带系统（如Ethernet）传输数据量的2 5 倍。 b.在宽带系统中，信号仅仅只能进行单向传输
13、。因此，宽带电缆必须为数据的发送和接收提供独立的电缆。由于大部分有线电视电缆只提供一条电线，若不做任何修改，它将不能用于把数据从屋中向外传输。 c.由于使用一些额外的硬件，宽带传输通常比基带传输昂贵得多。 d.另一方面，宽带系统能够比基带系统跨越更长的距离。宽带（Broadband）传输：将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号，称为宽带传输。宽带是比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。使用这种宽频带传输的系统，称为宽带传输系统.其通过借助频带传输，可以将链路容量分解成两个或更多的信道，每个信道可以携带不同的信号，这就是宽带传输。,15,3.5 介质分类同轴电缆,网络可以使用
14、多种传输介质：网络电缆（同轴电缆、双绞线、光纤），无线传输介质（红外、射频）,同轴电缆（coaxial line、coaxial-cable）：在2 0 世纪8 0 年代，它是Ethernet网络的基础，曾经是多年流行的传输介质。然而，随着时间的推移，大部分现代局域网中，双绞线电缆逐渐取代了同轴电缆。 同轴电缆包括：有绝缘体包围的一根中央铜线、一个网状金属屏蔽层以及一个塑料封套。,16,17,细同轴50 ，D=1.02cm，10Mbps185m、4中继、5段（925m）优缺点：价格低安装方便（T型连接器、BNC接头、Terminator）抗干扰能力强距离短可靠性差,18,粗同轴50 ，D=2.
15、54cm，10Mbps500m、4中继、5段（2500m）优缺点：价格稍高安装方便（收发器、收发器电缆、Terminator）抗干扰能力强距离中等可靠性好,19,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，它不如光纤传输信号的距离远。 b. 另一方面，同轴电缆要比双绞线电缆昂贵得多， c. 通常只支持较低的吞吐量。 d. 同轴电缆要求网络段的两端必须通过一个终端电阻器（终结器）进行终结。,20,1. Thicknet(10Base5) 粗缆 Thicknet电缆，也被称之为Thick
16、wire Ethernet 。它是一种用于原始Thicknet 网络大约 厘米厚的硬同轴电缆。由于这种电缆常用一层黄色封套覆盖， Thicknet 有时也被称为yellow Ethernet 或yellow garden hose 。 IEEE将Thicknet 命名为10Base5 Ethernet 。 “10 ”代表10Mbps的吞吐量，“Base ”代表是基带传输，“5 ”代表了Thicknet 电缆的最大段长度为500米。 在较新的网络中几乎不能发现Thicknet ，只有在较老的网络中才可能发现它。在这种网络中它一般用于将一数据机柜与另一个相连以作为网络骨干的一部分。 由于这种电缆常用一层黄色封套覆盖， Thicknet 有时也被称为“yellow Ethernet ”。 Thicknet 的特性总结如下： 吞吐量虽然有可能在传输速度为100Mbps的网络中使用Thicknet 电缆，但根据IEEE802.3标准，Thicknet传输数据的最大速率是10Mbps 。它使用基带传输。 成本Thicknet 比光纤便宜得多，但比其他类型的同轴电缆，如Thinnet ,要昂贵得多，比双绞线贵的更多。,
