2网络传输介质与硬件设备

项目规划项目规划项目引导组建计算机网络，最关键的是选择采用什么样的传输介质和网络连接设备，这些选择不仅关系到计算机网络的性能，而且关系到组建网络的成本。本单元主要介绍目前常见的一些网络传输介质和网络设备。技能建构2.1网络传输介质2.1.1双绞线问题探究：观察学校计算机机房，看看设备间是用什么介质连接的？一、双绞线的结构局域网中的双绞线电缆由不同颜色的4对8芯线放在一个绝缘套管中组成，如图2-1所示。双绞线的目的是为了抵消电缆中由于电流流动而产生的电磁场干扰，对绞的两条线，扭绞的次数越多，抗干扰的能力越强。图2-1双绞线2.1网络传输介质二、双绞线的分类根据组成结构不同，双绞线可分为屏蔽双绞线(ShieldedTwistedPair，STP)和非屏蔽双绞线(UnshieldedTwistedPair，UTP)。非屏蔽双绞线电缆最早在1881年被用于贝尔发明的电话系统中。1900年美国的电话线网络亦主要由UTP所组成，由电话公司所拥有。非屏蔽双绞线是一种数据传输线，现已广泛用于以太网络和电话线中。如图2-2所示非屏蔽双绞线易弯曲、易安装，具有阻燃性，布线灵活。图2-2非屏蔽双绞线图2-3屏蔽双绞线2.1网络传输介质屏蔽双绞线(图2-3)是在一对双绞线外面有金属筒缠绕，有的还在几对双绞线的外层用铜编织网包上，用作屏蔽，最外层再包上一层具有保护性的聚乙烯塑料，屏蔽双绞线抗干扰性好，但价格高，安装困难。根据屏蔽方式的不同，屏蔽双绞线又分为两类，即STP（ShieldedTwisted-Pair）和FTP（FoilTwisted-Pair）。STP是指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线，而FTP则是采用整体屏蔽的屏蔽双绞线。需要注意的是，屏蔽只在整个电缆均有屏蔽装置，并且两端正确接地的情况下才起作用。所以，要求整个系统全部是屏蔽器件，包括电缆、插座、水晶头和配线架等，同时建筑物需要有良好的地线系统。2.1网络传输介质三、双绞线的型号电气工业协会/电信工业协会(EIA/TIA)按双绞线电气特性将其定义为7种型号，级别越高性能越好。局域网中常用第5类和第6类双绞线，它们都为非屏蔽双绞线，由4对双绞线构成一条电缆。1类双绞线：主要用于电话连接，通常不用于数据传输。2类双绞线：通常用在程控交换机，ISDN和T1/E1数据传输也可以采用2类电缆，2类线的最高带宽为1MHz，在局域网中很少使用。3类双绞线：又称为声音级电缆，适合于10Mb/s双绞线以太网和4Mb/s令牌环网的安装，同时也能运行16Mb/s的令牌环网，目前已从市场上消失。4类双绞线：最高传输速率为20Mb/s，其他特性与3类双绞线一样，能更稳定地运行16Mb/s令牌环网，目前在布线中已经很少使用。5类双绞线：又称为数据级电缆，最高传输速率100Mb/s，能够运行100Mb/s以太网和FDDI，传输距离为100m，目前大量应用于很多局域网中。超5类双绞线：最高传输速率可达155Mb/s，传输距离可达130m，是目前最常见的双绞线类型。6类、7类双绞线是新型的电缆，能提供更高的传输速率和更远的距离，其中6类双绞线的最高传输速率可以达到1000Mb/s，适用于低成本的高速以太网的骨干电路。2.1网络传输介质四、双绞线制作标准与跳线类型每条双绞线中都有8根导线，导线的排列顺序必须遵循一定的规律，否则就会导致链路的连通性故障，或影响网络传输速率。1.T568-A与T568-B标准目前，最常用的布线标准有两个，分别是EIA/TIAT568-A和EIA/TIAT568-B两种。在一个综合布线工程中，可采用任何一种标准，但所有的布线设备及布线施工必须采用同一标准。通常情况下，在布线工程中采用EIA/TIAT568-B标准。2.1网络传输介质（1）按照T568B标准布线，水晶头的8针（也称插针）与线对的分配如图2-4所示。线序从左到右依次为：1-白橙、2-橙、3-白绿、4-蓝、5-白蓝、6-绿、7-白棕、8-棕。4对双绞线电缆的线对2插入水晶头的1、2针，线对3插入水晶头的3、6针。（2）按照T568A标准布线水晶头的8针与线对的分配如图2-5所示。线序从左到右依次为：1-白绿、2-绿、3-白橙、4-蓝、5-白蓝、6-橙、7-白棕、8-棕。4对双绞线对称电缆的线对2接信息插座的3、6针，线对3接信息插座的1、2针。2.1网络传输介质（1）按照T568B标准布线，水晶头的8针（也称插针）与线对的分配如图2-4所示。线序从左到右依次为：1-白橙、2-橙、3-白绿、4-蓝、5-白蓝、6-绿、7-白棕、8-棕。4对双绞线电缆的线对2插入水晶头的1、2针，线对3插入水晶头的3、6针。（2）按照T568A标准布线水晶头的8针与线对的分配如图2-5所示。线序从左到右依次为：1-白绿、2-绿、3-白橙、4-蓝、5-白蓝、6-橙、7-白棕、8-棕。4对双绞线对称电缆的线对2接信息插座的3、6针，线对3接信息插座的1、2针。2.判断跳线线序只有清楚如何确定水晶头针脚的顺序，才能正确判断跳线的线序。将水晶头有塑料弹簧片的一面朝下，有针脚的一方向上，使有针脚的一端指向远离自己的方向，有方型孔的一端对着自己，此时，最左边的是第1脚，最右边的是第8脚，其余依次顺序排列。2.1网络传输介质3.跳线的类型按照双绞线两端线序的不同，通常划分两类双绞线。（1）直通线根据EIA/TIA568-B标准，两端线序排列一致，一一对应，即不改变线的排列，称为直通线。直通线线序如表2-1所示，当然也可以按照EIA/TIA568-A标准制作直通线，此时跳线的两端的线序依次为：1-白绿、2-绿、3-白橙、4-蓝、5-白蓝、6-橙、7-白棕、8-棕。表2-1直通线线序端1白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕端2白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕2.1网络传输介质（2）交叉线根据EIA/TIA568-B标准，改变线的排列顺序，采用“1-3，2-6”的交叉原则排列，称为交叉网线。交叉线线序如表2-2所示：表2-2交叉线线序端1白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕端2白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕2.1网络传输介质在进行设备连接时，需要正确的选择线缆。通常将设备的RJ-45接口分为MDI和MDIX两类。当同种类型的接口通过双绞线互连时（两个接口都是MDI或都是MDIX），使用交叉线；当不同类型的接口（一个接口是MDI，一个接口是MDIX）通过双绞线互连时，使用直通线。通常主机和路由器的接口属于MDI，交换机和集线器的接口属于MDIX。例如交换机与主机相连采用直通线，路由器和主机相连则采用交叉线。表2-3列出了设备间连线，其中N/A表示不可连接。随着网络技术的发展，目前一些新的网络设备，可以自动识别连接的网线类型，用户不管采用直通网线或者交叉网线均可以正确连接设备。在实际的连接中，只有4对线中的2对线用于传输数据。其中1、2线对用于发送数据，3、6线对用于接收数据。表2-3设备间连线主机路由器交换机MDIX交换机MDI主机交叉交叉直通N/A路由器交叉交叉直通N/A交换机MDIX直通直通交叉直通交换机MDIN/AN/A直通交叉集线器直通直通交叉直通2.1网络传输介质任务描述：某学校办公室因工作需要新增了两台电脑（jwk029和jwk030），这两台电脑通过现有的交换机（有空余的端口）进行连接，实现资源共享和上网功能。jwk029分配的IP地址为192.168.100.29，网关是192.168.100.254，DNS是202.102.224.68，jwk030分配的IP地址为192.168.100.30，网关是192.168.100.254，DNS是202.102.224.68。根据实际情况制作两根适当长度的双绞线，将这两根双绞线的一端连接在电脑的网卡上，另一端连接在交换机的端口上，然后分别在两台电脑上进行IP地址等相关配置。双绞线的制作就是把双绞线的4对8芯网线按一定规则插入到水晶头中，这类网络的制作所需材料是双绞线和水晶头，所需工具是一把网线压线钳。任务2.1双绞线的制作与测试操作技能：一、直通双绞线的制作1.双绞线制作过程可分为四步，简单归纳为“剥”、“理”、“查”、“压”四个字。具体操作如下：步骤1：准备好5类双绞线、RJ-45插头和一把专用的压线钳，如图2-6所示。步骤2：用压线钳的剥线刀口将5类双绞线的外保护套管划开（小心不要将里面的双绞线的绝缘层划破），刀口距5类双绞线的端头至少2厘米，如图2-7所示。任务2.1双绞线的制作与测试图2-6准备工具与材料图2-7划开保护套管操作技能：步骤3：将划开的外保护套管剥去（旋转、向外抽），如图2-8所示。步骤4：露出5类线电缆中的4对双绞线，如图2-9所示。任务2.1双绞线的制作与测试图2-8剥去保护套管图2-9四对双绞线操作技能：步骤5：按照EIA/TIA-568B标准（橙白、白、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕）和导线颜色将导线按规定的序号排好，如图2-10所示。步骤6：将8根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙，如图2-11所示。任务2.1双绞线的制作与测试图2-10排线图2-11排列操作技能：步骤7：准备用压线钳的剪线刀口将8根导线剪断，如图2-12所示。步骤8：剪断电缆线时一定要剪得很整齐。剥开的导线长度不可太短。可以先留长一些。不要剥开每根导线的绝缘外层，如图2-13所示。任务2.1双绞线的制作与测试图2-12剪导线图2-13剪断后的电缆线操作技能：步骤9：将剪断的电缆线放入RJ-45插头试试长短（要插到底），电缆线的外保护层最后应能够在RJ-45插头内的凹陷处被压实。反复进行调整，如图2-14所示。步骤10：在确认一切都正确后（特别要注意不要将导线的顺序排列反了），将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，准备最后的压实，如图2-15所示。任务2.1双绞线的制作与测试图2-14插入并调整电缆线图2-15放入压线钳的压头槽操作技能：步骤11：双手紧握压线钳的手柄，用力压紧，如图2-16和图2-17所示。完成后，插头的8个针脚接触点就穿过导线的绝缘外层，分别和8根导线紧紧地压接在一起。步骤12：完成后的结果如图2-18所示。任务2.1双绞线的制作与测试图2-16用力压紧图2-17压线图2-18完成后的水晶头完成线缆一端的水晶头的制作，需要制作双绞线另一端的水晶头，按照EIA/TIA-568B和前面介绍的步骤，以相同的方法制作另一端的水晶头。举一反三：二、双绞线交叉线的制作制作双绞线交叉线的步骤和操作要领与制作直通线一样，只是交叉线两端一端按EIA/TIA-568B标准，另一端是EIA/TIA-568A标准。任务2.1双绞线的制作与测试三、跳线的测试制作完成双绞线后，下一步需要检测它的连通性，以确定是否有连接故障。通常使用电缆测试仪进行检测。建议使用专门的测试工具（如FlukeDSP4000等）进行测试。也可以购买廉价的网线测试仪。如常用的上海三北的“能手”网络电缆测试仪。如图2-19所示。测试时将双绞线两端的水晶头分别插入主测试仪和远程测试端的RJ-45端口，将开关开至“ON”(S为慢速档)，主机指示灯从1至8逐个顺序闪亮。如图2-20所示。任务2.1双绞线的制作与测试图2-19“能手”网络电缆测试仪图2-20网络跳线测试若连接不正常，按下述情况显示：（1）当有一根导线断路，则主测试仪和远程测试端对应线号的灯都不亮。（2）当有几条导线断路，则相对应的几条线都不亮，当导线少于2根线联通时，灯都不亮。（3）当两头网线乱序，则与主测试仪端连通的远程测试端的线号亮。（4）当导线有2根短路时，则主测试器显示不变，而远程测试端显示短路的两根线灯都亮。若有3根以上(含3根)线短路时，则所有短路的几条线对应的灯都不亮。（5）如果出现红灯或黄灯，就说明存在接触不良等现象，此时最好先用压线钳压制两端水晶头一次，再测，如果故障依旧存在，就得检查一下芯线的排列顺序是否正确。如果芯线顺序错误，那么就应重新进行制作。如果测试的线缆为直通线缆，测试仪上的8个指示灯应该依次闪烁。如果线缆为交叉线缆，其中一侧同样是依次闪烁，而另一侧则会按3、6、1、4、5、2、7