网络中的传输介质分析

1.4网络中的传输介质08-10-212在一台计算机和其他计算机传输数据之前，必须要建立一条通道以电流、电波或者是光谱的形式来传递数据，此通道就是计算机网络的传输介质即两个物理系统间承载数据的链路。网络传输介质是网络连接设备间的中间介质，是信号传输的媒体08-10-213传输介质的分类通信介质分为有线介质和无线介质两大类网络中常用的有线介质是双绞线、同轴电缆和光纤；常用的无线介质是无线电波、微波和红外线等。选择合适的传输介质是网络构建的基础08-10-214传输介质的分类传输介质有线介质无线介质双绞线同轴电缆光纤UTPSTP细缆线粗缆线单模光纤多模光纤微波激光红外线通信卫星08-10-215传输介质的特性数据传输的质量除了与传送的数据信号及收发两端的设备特性有关外，还直接与通信线路本身的机械和电气特性有关。这些特性主要包括：物理特性：指传输介质的特征。传输特性：传输信号调制技术、信道容量及传输的频带范围。覆盖地理范围：指在不用中继设备情况下，无失真传输所能达到的最大距离。抗干扰特性：指防止噪声对传输信息影响的能力。价格：指线路安装、维护等费用总和。08-10-2161同轴电缆同轴电缆由四层按同轴形式构成，如图所示。从里向外分别是：•内芯金属导体，用于传输数据•绝缘层用于内芯与屏蔽层间的绝缘•屏蔽层金属导体，用于屏蔽外部的干扰•塑料外套用于保护电缆08-10-217电缆类型同轴电缆08-10-218同轴电缆物理特性同轴电缆内芯一般是铜质的，屏蔽性好，抗干扰能力强，传输速率高，常用于设备与设备之间的连接，或用于总线形拓扑的网络中。同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两类。08-10-219(1)基带同轴电缆采用基带传输，即采用数字信号进行传输，用于构建计算机网络。常用的基带同轴电缆有以下两种：50Ω，RG-8和RG-11（用于粗缆以太网）50Ω，RG-58（用于细缆以太网）(2)宽带同轴电缆（75Ω，RG-59）采用宽带传输，即采用模拟信号进行传输，用于构建有线电视网。08-10-2110根据同轴电缆直径的不同，还分为粗缆和细缆粗缆具有较高的可靠性，网络抗干扰能力强，但因网络安装、维护和扩展比较困难，所以仅用于大型局域网主干部分的连接。与粗缆相比，细缆具有安装容易，造价低，网络抗干扰能力强，网络扩展方便等优点。但因为总线的断点较多，致使网络系统的可靠性降低，网络维护也比较困难，所以细缆主要用于局域网的主干连接。另外，在节点较少且分布较紧凑的小型局域网中也常使用纯细缆的结构。08-10-2111细缆在连接处需要切断，在两端安装BNC连接头，BNC连接头与专用T型连接器相连。而粗缆连接时不需要切断。在粗缆组网时，每个接入点必须安装收发器和收发器电缆，安装难度较大，成本较高。无论是粗缆还是细缆，在总线的两端都应安装相匹配的终端电阻，以削减信号的反弹。相比之下，细缆安装简单，造价低。不过，因为细缆在安装时需切断电缆，在接头处容易产生接触不良的隐患，影响了网络的稳定性，也为故障的排除带来了困难。08-10-2112典型的同轴电缆网络08-10-21132双绞线双绞线由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成，如图所示。把两条导线按一定密度对扭在一起可以减少相互间的电磁干扰。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。其中外皮所包的导线两两相绞，形成双绞线对，因而得名双绞线。08-10-21142.2.1双绞线的分类双绞线按其外部包缠的外皮材料不同，可分为屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP）和非屏蔽双绞线（UnshieldedTwisted-Pair，UTP）。08-10-2115屏蔽(STP)与非屏蔽(UTP)双绞线08-10-2116非屏蔽双绞线UTP,由粗约1mm的互相绝缘的一对铜线扭在一起，将一对或多对双绞线线对放入一个绝缘套管。由于非屏蔽双绞线无屏蔽层，抗干扰能力较差，但具有安装简便、较细小、成本低以及节省空间等优点，既适用于点-点连接，又可用于多点连接，故广泛应用于电话系统和计算机网络中。08-10-2117屏蔽双绞线（STP）是在一对或多对双绞线线对的外面加上一个用金属丝（通常为铜质）编织成的屏蔽层，然后再放入一个绝缘套管双绞线外的金属网可以屏蔽传输线使之不受外部电磁干扰，同时作为接地之用。按屏蔽层设置的不同又分为外层屏蔽双绞线和全屏蔽双绞线，屏蔽双绞线的价格比非屏蔽双绞线高。08-10-2118双绞线标准EIA/TIA定义了以下几种类别的双绞线电缆。1类：主要用于传输语音,不用于数据传输。2类：传输频率为1MHz，用于语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类：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。08-10-21194类：传输频率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类：该类电缆增加了绕线密度,传输频率100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps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。超5类：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(StructuralReturnLoss)、更小的时延误差，性能得到很大提高。6类：传输频率250MHz，提供2倍于超五类的带宽，最适用于传输速率高于1Gb/s的应用，主要应用于新一代全双工高速网络。7类:传输速率600MHz。正式标准正在制定中08-10-2120三类线能满足以太网（10Mb/s）对传输介质的要求，其最大传输速率可达16Mb/s，是早起网络中重要的传输介质四类线其传输性能与三类线比较并没有显著提高，一般较少用五类线传输速率可达100Mb/s，因质优价廉成为快速以太网（100Mb/s）的首选传输介质超五类是为千兆以太网而设计，千兆以太网至少要求超五类线。目前计算机通信网络中最常用的还是超五类线。08-10-2121双绞线的连接件使用双绞线组建网络时，需要通过连接件来构建一个完整链路常用的连接件有水晶头、配线架和终端连接件等08-10-21221水晶头水晶头，是一种只能沿固定方向插入并自动防止脱落的塑料接头,专业术语为RJ-45连接器RJ-45是一种网络接口规范,RJ-45接口前端有8个凹槽，简称8P(position)，每个凹槽内有一个金属接点，共有8个，简称8C（Contact），因而也有8P8C的别处类似的还有RJ-11接口,就是我们平常所用的电话接口,用来连接电话线08-10-2123RJ-45连接头08-10-2124•双绞线的两端必须都安装这种RJ-45插头,以便插在网卡(NIC),集线器(HUB)或交换机(SWITCH)的RJ-45接口上,进行网络通讯08-10-21252配线架配线架用于连接配线架和设备之间、配线架与终端之间的双绞线使用配线架可以方便的调整各个区域内的双绞线的连接关系，方便网络线缆的维护和管理08-10-21263终端连接件从配线架连接至用户终端的网线一般不直接介入用户计算机中，而是先将网线连接至信息插座的模块上，再通过跳线与计算机相连08-10-2127双绞线的制作双绞线在实际使用中有两种方式：直通电缆（straight-throughcable）：指双绞线两端的水晶头中的芯线顺序相同，即两端使用同样的打线标准，或都为T568A，或都为T568B交叉电缆（crossovercable），指双绞线两端使用不同的打线标准，一端为T568A，另一端为T568B08-10-2128T568A规定的连接方法是：1——白–绿2——绿色3——白–橙4——蓝色5——白–蓝6——橙色7——白–棕8——棕色T568A规定的连接方法08-10-2129T568B规定的连接方法是：1——白–橙2——橙色3——白–绿4——蓝色5——白–蓝6——绿色7——白–棕8——棕色T568B规定的连接方法08-10-2130直通线直连线可用于将计算机连入到HUB或交换机的以太网口，或者用于连接交换机与交换机白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕123456781234567808-10-2131交叉线用于将计算机与计算机直接相连、交换机与交换机直接相连EIA/TIA568-B标准的交叉线线序排列如右下图所示交叉线白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕1234567812345678双绞线一端双绞线另一端08-10-2132RJ-45连接器对8根针脚的编号的规定08-10-2133在10/兆比秒和100Mb/s以太网中只使用两对导线。也就是说，只使用4根针脚。那么我们应当将导线连接到哪4根针脚呢?现在标准规定使用下表中的4根针脚（1,2,3和6），1和2用于发送，3和4用于接收：08-10-2134具体步骤步骤108-10-2135步骤2：用压线钳的剥线刀口将5类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类线的端头至少2厘米08-10-2136步骤3：将划开的外保护套管剥去（旋转、向外抽）08-10-2137步骤4：露出5类线电缆中的4对双绞线08-10-2138步骤5：按照EIA/TIA-568B标准和导线颜色将导线按规定的序号排好08-10-2139步骤6：将8根导线平坦整齐地平行排列，导线间不留空隙08-10-2140步骤7：准备用压线钳的剪线刀口将8根导线剪断步骤8：剪断电缆线。请注意：一定要剪得很整齐。剥开的导线长度不可太短（10mm～12mm）。08-10-2141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。反复进行调整步骤10：在确认一切都正确后，将RJ-45插头放入压线钳的压头槽内，准备最后的压实08-10-2142步骤11：双手紧握压线钳的手柄，用力压紧步骤12：完成08-10-21433光纤光纤即光导纤维，是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质光纤的中心是用来传播光的圆柱形玻璃芯或塑料芯，直径有几十微米芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，使光线在传输时保持在芯内08-10-2144光纤的的其他特性传输特性：每一根光纤任何时候只能单向传输数字信号。因此，要实现双向通信就必须成对使用。连通性：用于点到点连接。地理范围：在6km～8km的距离内，不用中继器抗干扰性：不受外界的电磁干扰或噪声影响。价格：在双绞线、同轴电缆和光纤三种有线介质中，光纤的价格最高。光纤与铜缆相比，其优点是高带宽、衰减小、不受电磁干扰、细且重量轻、安全性好；缺点是单向传输、且价格比较昂贵。08-10-21452.3.1光纤的分类光纤可分为单模光纤和多模光纤。(1)多模光纤允许许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，即有多条光路。在无中继条件下，传播距离可达几km，采用LED作为光源。(2)单模光纤光纤直径与光波波长相等，只允许一条光线在一条光纤中直线传输，即只有一条光路。在无中继条件下，传播距离可达几十km，采用激光作为光源。08-10-2146电缆类型光纤光纤08-10-2147光纤种类室外重铠光缆多模双芯多模多芯单模单芯08-10-2148光纤接头与跳线示意WSTSCFCLCMTRJMTRJ-ST08-10-2149光纤熔接机产品名称：单芯光纤熔接机[订购该产品]产品型号：日本藤仓FSM-60S使用材料：日本藤仓FSM-60S产品规格：日本藤仓FSM-60S所属分类：进口单芯光纤熔接机光纤熔接机主要用于光通信中，光缆的施工和维护。主要是靠放出电弧将两头光纤熔化，同时运用准直原理平缓推进，以实现光纤模场的耦合。注：此光纤是指光缆中的每一根纤。08-10-2150光收发器光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，在很多地方也被