第三章：物理层网络设备和传输介质

计算机网络基础保定职业技术学院程治国PowerBar中国专业PPT设计交流论坛第三章物理层设备及传输介质•3.1双绞线（TP，TwistedPairwire）•3.2同轴电缆•3.3光纤•3.4网络接口卡（网卡NIC）•3.5中继器•3.6集线器PowerBar中国专业PPT设计交流论坛网络传输介质•一、局域网传输介质–双绞线•传输距离：100米–屏蔽双绞线（STP)–非屏蔽双绞线（UTP)–同轴电缆•传输距离：185米，500米•细缆•粗缆–光纤•单模光纤•多模光纤PowerBar中国专业PPT设计交流论坛3.1双绞线PowerBar中国专业PPT设计交流论坛–5类双绞线（Cat5）：有UTP和STP两种形式。由4对（8根）线组成，最高传输速率100Mbps。用于百兆以太网中的100BASE-TX。–超5类双绞线（EnhancedCat5）•又叫增强型5类双绞线。它是将现在的五类非屏蔽双绞线的性能加以改善，不少性能指标都有很大改善•能达到167Mbps的传输速率•可用于千兆以太网中的1000BASE-T的组网。–6类双绞线（Cat6）•它是一个新级别的电缆，除了各项性能指标有较大提高之外，其带宽会扩展至200MHz以上•可用千兆以太网中的1000BASE-TX的组网。由4对线（8根）组成，有非屏蔽、单屏蔽、双屏蔽三种。其中双屏蔽除了有一层箔绝缘体屏蔽所有电线对（8根）外，另外还有一层箔绝缘体屏蔽每一对绞线（2根）•其传输速率是常规5类双绞线的6倍。但由于它是一种新技术且大部分网络技术不能应用其速率。双绞线的类别PowerBar中国专业PPT设计交流论坛双绞线的选购–可以在双绞线上看到一些字符，这些字符包括以下一些信息：•1、双绞线的生产商和产品号码•2、双绞线类型•3、NEC/UL测试和级别•4、CSA防火测试•5、长度标志•6、生产日期PowerBar中国专业PPT设计交流论坛双绞线标识•AMP超5类双绞线上的字符信息：•AMPNETCONNECTCATEGORY5eCABLEE138034130024AWGCM/MP(UL)CMG/MPG(UL)VERIFIEDTOCATEGORY5001969FT0245–AMPNETCONNECT：指的是该双绞线的生产商。–CATEGORY5eCABLE：指该双绞线通过UL测试，达到超5类标准。–E1380341300：代表其产品号。–24AWG：说明这条双绞线是24AWG电线的线对所构成。铜电缆的直径通常用AWG(AmericanWireGauge)单位来衡量。通常AWG数值越小，电线直径越大。我们通常使用的双绞线均是24AWG。–CM/MP（UL）、CMG/MPG(UL)VERIFIED：表示该双绞线的类型且该双绞线满足UL(UnderwritersLaboratoriesInc.保险业者实验室)的标准要求。–001969FT：双绞线的长度点，FT为英尺缩写。–0245：是指制造厂的生产日期，这里是2002年45周。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛双绞线的RJ-45连接头PowerBar中国专业PPT设计交流论坛–T586A标准•白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕–T586B标准•白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕双绞线线序标准PowerBar中国专业PPT设计交流论坛•不管是T586A还是T586B，只要双绞线的两端按同一个标准做出来的网线，就称为采用平行接法做的网线，也叫直连线（straightthroughcable）。•若在双绞线的一端用T586A标准，另一端用T586B标准，这种做法称为交叉接法，又称交叉线（crossovercable）。•交叉线一般用在两个网卡之间的连接、两个交换机或集线器端口的连接上（Up-Link与另一个设备的普通端口连接除外）。双绞线的接线类型PowerBar中国专业PPT设计交流论坛双绞线的制作工艺–双绞线与RJ-45头的连接•步骤–剪断：利用压线钳的剪线刀口剪取适当长度的网线–剥皮：用压线钳的剪线刀口将线头剪齐剥除外包皮后的张开双绞线电缆–排序：将4个线对的8条细导线一一拆开（568A、568B）–插入：一手以拇指和中指捏住水晶头，使有塑料弹片的一侧向下，针脚一方朝向远离自己的方向，并用食指抵住–压制：因为水晶头是透明的，所以可以从水晶头有卡位的一面或侧面可以清楚地看到每条芯线所插入的位置PowerBar中国专业PPT设计交流论坛3.2同轴电缆–同轴电缆（CoaxialCable）这种介质大家都接触过，因为我们家里的有线电视信号就是通过同轴电缆传输的，但是这里要讲的同轴电缆是计算机网络的传输介质，与有线电视同轴电缆不同。同轴电缆从外向内由护套、金属屏蔽层、绝缘层和铜芯导体组成PowerBar中国专业PPT设计交流论坛同轴电缆特性–金属屏蔽层一方面防止信号的衰减，另一方面可防止外界磁场干扰中心导体上的信号。–同轴电缆的这种结构，使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。–同轴电缆的带宽取决于电缆长度。1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放大器。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛•宽带同轴电缆:家庭里用于有线电视信号传输的这种同轴电缆就是宽带同轴电缆，这种电缆的阻抗是75欧姆，采用的是频分复用技术，用于传输模拟信号。•基带同轴电缆:计算机通信采用的同轴电缆被称为基带同轴电缆，这种电缆的阻抗是50欧姆，用于传输数字信号，像10BASE-5、10BASE-2中的传输介质都属于基带同轴电缆。•基带同轴电缆根据电缆直径又可以分为粗缆和细缆两种在传统以太网中，第一个定义的介质类型就是粗缆，如10BASE5又叫粗缆以太网，因为它使用粗缆作为传输介质。粗缆适用于早期比较大型的局部网络，它的标准距离长，可靠性高。但它的缺点是造价高、网络投资大，安装难度大。因为在10BASE5中，除了昂贵的粗缆外、而且它还需要收发器和收发器电缆。同轴电缆分类PowerBar中国专业PPT设计交流论坛在10BASE2中定义的传输介质就是细缆，因此它又叫细缆以太网。细缆的安装相对于粗缆而言要简单一些、造价低一些。工作站通过BNC头连接到细缆上细缆两端接终端电阻以防止信号反射，但细缆以太网常常由于接触不良而经常发生网络中断。同轴电缆连接器PowerBar中国专业PPT设计交流论坛3.3光纤–光纤通常由纤芯、包层、护套组成,纤芯通常由石英玻璃制成–由于光纤是利用光传输信号，因而在纤芯外面包围着一层折射率低的玻璃封套，以确保光在纤芯内传播而不会透射到外面去。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛光纤的规格分类•根据传输模数分类光纤可分为单模光纤(SMF：SingleModeFiber)和多模光纤(MMF：MultiModeFiber)•光纤的类型由模材料(玻璃或塑料纤维)及芯和外层尺寸决定,芯的尺寸大小决定光的传输质量。常用光纤有以下几类：8.3μm芯、125μm外层、单模。62.5μm芯、125μm外层、多模。50μm芯、125μm外层、多模。100μm芯、140μm外层、多模。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛光纤的连接方式•1、模块式连接光纤连接器按连接类型可分为FC型、ST型、SC型、LC型、MT型，•2、机械结合•3、熔接熔接是用高压电弧放电的方法将连接光纤的连接点熔化并连接在一起。其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛光纤通信设备•光纤通信系统及组成–光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。–光源是光波产生的来源，有两种光源被用作信号源：发光二极管LED(Light-EmittingDiode)和半导体激光ILD(InjectionLaserDiode)–光纤是传输光波的通信介质。–光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。–光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将光信号转变成电信号,经解码后再作相应处理。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛光缆•光缆–光缆是由一捆光纤组成，但有些光缆中除光纤外还加有钢丝、钢带、钢管等护铠，以增加光缆的强度和韧性，防止光缆在拐弯、架空、地埋、穿越水底时折断PowerBar中国专业PPT设计交流论坛光缆分类•光缆（Fiberopticcable）种类–单芯互联光缆–双芯互联光缆–分布式光缆–分散式光缆–室外光缆4～12芯铠装型与全绝缘类型–室外光缆24～144芯铠装类型与全绝缘类型–单管全绝缘型室内/室外光缆PowerBar中国专业PPT设计交流论坛2.4网络接口卡（网卡NIC）•网络接口卡(NICNetworkInterfaceCard)也叫网卡或网络适配器，是计算机与网络的实体连接器件，控制计算机与线缆之间数据的流动，并将计算机总线上的并行数据重构为串行方式传到网络上。•MAC地址是Ethernet网卡上带的地址，为48位长。每个Ethernet网卡厂家必须向IEEE组织申请一组MAC地址，在生产网卡时编程于网卡上的串行EPROM中。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛PowerBar中国专业PPT设计交流论坛网卡及扩展槽网卡相关总线频率各类PCI总线速度表总线名称位宽（比特）工作频率最高速度备注PCI3233MHz133MB/sPCI1.06433MHz266MB/sPCI2.26466MHz533MB/sPCI-X1.06466MHz533MB/s向下兼容，已有实用产品。64100MHz800MB/s64133MHz1.06GB/sPCI-X2.064266MHz2.1GB/s2002年7月推出前两个频率的标准规范。11月才开始开发PCI-X1066。64533MHz4.3GB/s641066MHz8.6GB/sPCIExpressX12.5GHz312MB/s推出进度稍晚于PCI-X2.0。X22.5GHz625MB/sX42.5GHz1.25GB/sX82.5GHz2.5GB/sX162.5GHz5GB/s速度与PCI-X533相当。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛2.5中继器•中继器（RPrepeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转转接工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，对接收到的弱信号进行分离，并再生放大以保持与原数据相同，以此来延长网络的长度。2.6集线器•集线器的英文名称就是我们通常见到的“HUB”，英文“HUB”是“中心”意思，在网络连接中集线器就处在拓扑结构星型接法的中心上。集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。PowerBar中国专业PPT设计交流论坛集线器的连接方式级连方式堆叠方式