《网络硬件设施简介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络硬件设施简介（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 网络硬件设施简介2.1网络传输介质网络传输介质分两大类：传导型介质和辐射型介质。2.1.1传导型介质信号通过电路传输时，传导型介质利用导体传导即承载信号。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的铝质干线电缆。玻璃纤维通常用 于传导光信号的光纤网络。1. 双绞线双绞线类型有非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线。具体如下： 非屏蔽双绞线（UTP），如图2-1所示，价格低廉、容易安装及重新配置， 无疑是最常见的传输介质，它由两股线规很细的铜线（通常为实心）组成，互相 绝缘，以固定间隔彼此绞合在一起，绞合的作用是为抵消
2、电脉冲传输过程中所形 成的电磁场。现在，UTP被广泛用于局域网（LAN）领域，以便把终端与集线器、 交换机和路由器连接起来。在传输距离（100米）范围内，5类UTP的传输速率可 以达【J100Mbps（bit per second），甚至 1000Mbps。图2-1非屏蔽双绞线 铝箔屏蔽的双绞线FTP，如图2-2所示，带宽较大、抗干扰性能强。相对的， 屏蔽线比非屏蔽线价格及安装成本要高一些，线缆弯曲性能稍差。六类线及之 前的屏蔽系统多采用这种形式。图2-2 屏蔽双绞线 独立屏蔽双绞线STP，如图2-3所示，每一对线都有一个铝箔屏蔽层，如图 2-3所示。四对线合在一起还有一个公共的金属编织屏蔽层
3、，这是七类线的标准 结构。它适用于高速网络的应用，提供高度保密的传输，支持未来的新型应用， 有助于统一当前网络应用的布线平台，使得从电子邮件到多媒体视频的各种信 息，都可以在同一套高速系统中传输。额外的屏蔽层使得七类线有一个较大的线 径，这些特点要求在设计安装和端接时要特别小心，要留有很大的空间和较大的 弯曲半径。图2-3独立屏蔽双绞线屏蔽双绞线需要一层金属箔即覆盖层把电缆中的每对线包起来，有时候利用 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。这意味着金属箔和屏蔽层在焊接时必须与焊接导体时同
4、样小心，而且确保导 入地下的机制安全可靠。，丁?和?丁?的成本高得多，而且安装过程难得多。双绞线根据应用场合不同，有三种做法： 直通线，双绞线两端接入氏（45 （水晶头）的线序相同，即橙白（与橙色绞在一起的那根白色）、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕，这种线序标准叫 T568B，还有一种线序标准叫T568A，目前，中国使用的普遍是T568B标准。 这种线主要用于不同种设备的互连，比如PCM交换机、PC机集线 器、交换机路由器等。 交叉线，双绞线两端接入RJ45的线序不同，一端保持T568B的线序，另一端把1和3, 2和6互换，有人可能会奇怪，双绞线中有8根，为何只交叉其中的4 根呀？双绞线虽然
5、有8根，但真正用于数据传输的只有1，2, 3, 6这4根线， 剩下4根主要起屏蔽等辅助作用。这也是我们经常发现有些工程中只有一根 双绞线接入，电脑和电话却都可以使用，这是因为施工人员为图方便，偷工 减料，把双绞线中不用的两根挪用给电话了。这种线主要用于同种设备的互 连，比如PCPC，路由器路由器，交换机交换机，尤其值得注意的是“PC路由器”也用此种线缆，因路由器起源于PC机，从工作原 理到硬件配置都非常的相似。 全反线，双绞线两端接入RJ45的线序完全相反，这种线主要用于对路由器和 交换机进行初始配置的之用，有时也用于异步传输。随着技术的发展，现在有些新款集线器或交换机能自动识别所接设备的类
6、型，并调整接口状态，自动适应线缆的类型。2. 同轴电缆如图2-4所示，与UTPffi比，同轴电缆含有线规较粗的单层实心导体。导体一 般由铜或覆以铜的铝制成。中间的导体外面覆以一层绝缘材料，这有助于把中间 的导体和外面的金属箔屏蔽层隔开来，这种绝缘材料有助于把传输数据的导体与 屏蔽层隔离开来。外面通常会包一层金属网、再包一层电缆护皮加以保护。中间 粗粗的导体可支持高频信号，几乎不会出现困扰UTP及其同类电缆的信号衰减问 题。图2-4同轴电缆有线电视系统传统上使用同轴线支持高达500-750MHz的信号，传输距离相 当远。信号通常被细分成6MHz的频率信道，用于下行电视传输。当前的系统还 越来越多
7、地划分不同带宽的信道，以实现双向数据甚至语音传输。同轴电缆传输系统目前在国内外有线电视网络仍占有主要地位，它是由多级 干线放大器级联，1级桥接放大器和2级分配放大器组成。干线放大器大都采用压 铸铝合金机盒安装在干线上，对信号进行放大，以补偿干线电缆的损耗，使传输 线路进一步延伸。桥接放大器是干线放大器的派生品种。干线桥接放大器除放大干线中的信号 外，还分出几路支线信号传输到用户分配系统。而桥接放大器则对干线中的信号 不放大，仅对分出的几路信号进行放大并送到用户分配系统。为了能带动更多的 用户，在甚高频有线电视系统中可在支线上再串接2台分配放大器，在全频道系 统中则只能串接1台分配放大器，分配放
8、大器的输出可直接驱动用户分配网。在电缆传输的有线电视系统中，从前端发出的射频电视信号是用同轴电缆传 输给用户的。由于所传输的射频信号都在高频段，因而需要使用比较粗的同轴电 缆以降低损耗，传输较远的距离。对于同轴电缆传输系统，虽然国内外各种放大器的性能已达到相当高的水 平，而且在减少同轴电缆衰减、减少温度系数、提高同轴电缆寿命等方面做了不 少的工作，从而在同样的电长度下能传输更远的距离和提高系统的可靠性，但是 由于同轴电缆传输系统离不开放大器和同轴电缆，系统本身存在一些难以克服的 缺陷，不能无限制地级联十线放大器来增加传输的距离，因而，同轴电缆传输系 统的发展受到了限制。以太网及其它LAN技术原
9、先使用同轴线是因为它能支持高频信息，而且不受 EMI （电磁干扰）影响。然而，面对迅猛发展的数据级UTP，成本高昂加上安装 困难导致同轴线退居其后。同轴电缆根据精细程度不同，分成粗缆和细缆，粗缆的传输距离是500米， 细缆的传输距离是185米。3. 光纤光导纤维简称光纤，它的特点是传输距离远，不易受到电磁干扰。光纤是细 如头发般的透明玻璃丝，可用来传导光信号。光纤由纤芯和包层组成。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。光纤按组成成分来分，有以SiO2为主要成分的石英纤维，有多种组分的多组 分纤维，有以塑料为材料的塑料纤维等。按光纤横截面
10、上折射率来分，有单模光纤和多模光纤。单模光纤采用激光作 为光源，传输的方向是沿光纤直径方向（如图2-5所示），故单模光纤传输速度 较快、传输距离较远、价格相对较贵；多模光纤采用发光二极管作为光源，传输 的方向是全反射，故传输速度较慢、传输距离较近、价格相对较便宜。图2-5光在多模和单模光纤中的传输方向光纤的主要特性有两项，即损耗和色散。光纤每单位长度的损耗或衰减 （dB/km），关系到光纤传输系统的传输距离和中继站的间隔距离，这是一个首要 的特性，对数字信号的传输尤其重要。色散使光纤中的光脉冲在传输过程中发生 展宽和畸变，由于脉冲宽度与频带宽度成反比，脉冲宽度越大，带宽越窄，脉冲 展宽的程度（
11、即带宽的宽窄）直接关系到光纤传输系统的信息容量，决定了在给定 传输距离和误码条件下的码速率上限（即信息传输容量）。目前常用的石英光纤的损耗已接近理论极限，短波段的损耗可达2.1dB/km， 长波段的损耗可达0.2dB/km。光纤的带宽可达数十GHz/km，并在1.3能波长左右 可实现零散色区，光纤传输正向长波段、单模光纤发展。光纤传输系统主要由光纤（或光缆）和中继器组成。在短距离传输系统中，一 般不需要中继器，从发送部分输出的已调光波经耦合器进入光纤。光纤是光纤传 输系统的主要组成部分，其特性好坏对光纤传输系统的性能有很大的影响。为 了增加光纤传输系统的传输距离和传输容量，对光纤传输特性总的要
12、求是损耗尽 可能低和带宽尽可能宽。虽然光纤的损耗和带宽限制了光波的传输距离，由于光 纤损耗很低，故光纤传输的中继距离通常比其它有线通信，甚至比微波通信大得 多。2.1.2辐射型介质辐射型介质并不利用导体，如图2-6所示。确切地说，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电波系统，更正确地说是空间波或 自由空间系统。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。图2-6无线传输在广泛适用的辐射传输系统这一类当中，无线电系统最常见，我们着重介绍 微波和卫星。还有一系列针对特定应用的变种，包括传呼、蜂窝、无绳电话和各 种分组无线系统。自由空间激光系统最常见的就是红外线（
13、Ir），从本质上来说 基于光技术，但不依赖玻璃或塑料导体。相反，信号完全通过空间发射。1、微波所谓微波是指频率大过于1 GHz的电波。如果应用较小的发射功率（约一瓦） 配合定向高增益微波天线，再于每隔1050英哩（约为1680KM）的距离设置 一个中继站就可以架构起微波通信系统。数字微波设备所接收与传送的是数字信 号，数字微波采用正交调幅（QAM）或移相键送（PSK）等调幅方式，传送语 音、数据或是影像等数字信号。与模拟微波比较起来，数字微波具有较佳的通信 品质，而且在长距离的传送过程中比较不会有杂音累积。微波传播的类型可分为两种，一是自由空间传播（Free Space Transmissio
14、n）， 也就是在收发二地之间没有任何阻隔，也没有任何其它的影响（包括反射、折射、 绕射、散射或吸收）下传播，不过这种环境在现实生活中很少会出现；另一种则 是视线传播。当然如果是在完美的状况下，视线传播与自由空间传播并无显著的 差别，不过因为视线传播有将大气层折射与地面物反射等影响因素列入考量，所 以在现实的环境中使用时就会与自由空间传播产生极大的差异。自由空间传播是假设微波传输的两点之间没有物体阻挡，而且除了两点间直 线上不能有阻碍物体外，直线附近的某一个范围内也必须避免物体存在才行，因 为微波天线虽具有良好的指向性，但它所发射的信号路径到底不是一条单纯的直 线，它所发射的波面（Front）是
15、会逐渐扩大的，若这些散逸的电波遇到物体阻 挡，就会变成经由反射路径达到接发点，反射路径与直线路径因为长度不等，所 以到达接收点的相位自然有差，这就是干扰的形成，这种干扰偶尔会对传播有 利，但通常它都是有害的，所以若是以自由空间传播的方式进行则电波传播路径 的直线周围必须预留相当大的空间，这些空间被称之为空城（Clearance）o但是若使用视线传播则不然，当二地相距数10KM，其中有无山林房屋阻挡 常常无法凭视觉决定，再加上地面本身就是弯曲的视线，视线是否会被地孤所阻 也是问题之一，不过上述这些问题都可以藉由精确的地面测量图及实地现场勘测 后绘制的地图来解决（目前以林务局航空测量所可绘制的五分
16、之一空照图最为精 准），在预定收发两点间画一直线即可判断二地之间会受到多少阻碍。工作在微波频谱上的还有几种无线本地环路（WLL）系统，如本地多点分布 业务（LMDS）和多点多信道分布业务（MMDS）系统。这些系统利用了扩散光 束而不是紧密聚焦光束，但用于距离一般限于3到5英里左右的短程应用。一些无 线局域网（WLAN）利用微波范围的射频，而另一些工作在900MHz范围上。2、卫星卫星其实就是非地面微波，有些情形下工作在与地面系统同一频率范围上。 在70和80年代，卫星通信一般使用大型地面站，通过直径1030米的天线进行通 信，那时用户在全球或远距离上打电话、接收电视或其他任何信号，需要这样的 大地球站和大天线。在80年代末、90年代初，当卫星技术进一步发展时，情况发 生了相当
