第2章 數(shù)據(jù)通信及計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第第2章章 數(shù)據(jù)通信及計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通信及計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.1 數(shù)據(jù)通信的基數(shù)據(jù)通信的基 2.6 計算機網(wǎng)絡(luò)標準計算機網(wǎng)絡(luò)標準 本概念本概念 化組織化組織2.2 常見傳輸介質(zhì)常見傳輸介質(zhì) 2.7 計算機網(wǎng)絡(luò)體系計算機網(wǎng)絡(luò)體系2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2.4 數(shù)據(jù)交換方式數(shù)據(jù)交換方式 2.8 OSI參考模型參考模型2.5 差錯檢驗和控制差錯檢驗和控制 2.9

2、TCP/IP參考模型參考模型第第2章章 數(shù)據(jù)通信及計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通信及計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 本章主要內(nèi)容2.1.1 2.1.1 信息、數(shù)據(jù)與信號信息、數(shù)據(jù)與信號 信息信息是人對現(xiàn)實世界事物存在方式或運動是人對現(xiàn)實世界事物存在方式或運動狀態(tài)的某種認識狀態(tài)的某種認識;數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式形式;信號信號是數(shù)據(jù)的具體的物理表現(xiàn)。是數(shù)據(jù)的具體的物理表現(xiàn)。河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化

3、實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雪雪六角形六角形涼涼白色白色信息信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號信號例子例子 2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息：人對雪花和馬的認識信息：人對雪花和馬的認識數(shù)據(jù)：二進制數(shù)，十進制數(shù)數(shù)據(jù)：二進制數(shù)，十進制數(shù)信號：電壓，光，磁場強度信號：電壓，光，磁場強度2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信

4、息信息( Information)：字母、數(shù)字、語音、圖象的組合。：字母、數(shù)字、語音、圖象的組合。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)：傳遞信息的實體，常是二進制代碼序列。：傳遞信息的實體，常是二進制代碼序列。信號信號(Signal)：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電信號表示形式。：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電信號表示形式。 -模擬信號與數(shù)字信號模擬信號與數(shù)字信號 數(shù)據(jù)通信即是指在計算機之間傳送表示字母、數(shù)數(shù)據(jù)通信即是指在計算機之間傳送表示字母、數(shù)字、符號的二進制代碼序列的模擬或數(shù)字信號的過程。字、符號的二進制代碼序列的模擬或數(shù)字信號的過程。信道信道(Channel)：傳送信息的線路（或通路）。：傳送信息的線路（或通路）。一條通

5、一條通信線路往往包含一條發(fā)送信道和一條接收信道，也可包信線路往往包含一條發(fā)送信道和一條接收信道，也可包含許多個信道。含許多個信道。 2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 數(shù)字信道和模擬信道數(shù)字信道和模擬信道 數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式（離散信號）傳輸數(shù)據(jù)數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式（離散信號）傳輸數(shù)據(jù)的信道。的信道。 模擬信道：以連續(xù)模擬信號形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。模擬信道：以連續(xù)模擬信號形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校

6、羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩種不同類型的量：兩種不同類型的量：A.時間、溫度、電波、聲音時間、溫度、電波、聲音B.字符，二進制數(shù)，電脈沖字符，二進制數(shù)，電脈沖信號中沒有斷開或不連續(xù)的的地方；信號中沒有斷開或不連續(xù)的的地方；信號僅取一些有限數(shù)目的值；信號僅取一些有限數(shù)目的值；2.1.2 2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式 2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號

7、模擬信號：時間上連續(xù)，包含無窮多個值模擬信號：時間上連續(xù)，包含無窮多個值數(shù)字信號：時間上離散，僅包含有限數(shù)目的預(yù)定值數(shù)字信號：時間上離散，僅包含有限數(shù)目的預(yù)定值tta) a) 模擬信號模擬信號b) b) 數(shù)字信號數(shù)字信號2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 串行通信串行通信串行通信是指用一條數(shù)據(jù)線傳送比特流，一串行通信是指用一條數(shù)據(jù)線傳送比特流，一次只傳送一個比特。次只傳送一個比特。 并行通信并行通信并行通信是指同時有多條數(shù)據(jù)通道，可同時并行通信是指同時有多條數(shù)據(jù)通道，可

8、同時傳送多個比特。傳送多個比特。2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)送端接收端串行通信信道串行通信信道(a)(a)發(fā)送端b0b1b2b3b4b5b6b7b7b6b5b4b3b2b1b0接收端b0b1b2b3b4b5b6b7并并行行通通信信信信道道(b)(b)2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信方式通信方式按數(shù)據(jù)流動的方向按數(shù)據(jù)流動的方向 單工：

9、數(shù)據(jù)單向傳輸單工：數(shù)據(jù)單向傳輸（無線電廣播）（無線電廣播） 半雙工：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但不能在同一時刻雙向傳半雙工：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但不能在同一時刻雙向傳輸輸（對講機）（對講機） 全雙工：數(shù)據(jù)可同時雙向傳輸全雙工：數(shù)據(jù)可同時雙向傳輸（電話）（電話） 兩個方向的信號共享鏈路帶寬：兩個方向的信號共享鏈路帶寬： 1 1）鏈路具有兩條物理上獨立的傳輸線路，或）鏈路具有兩條物理上獨立的傳輸線路，或 2 2）將帶寬一分為二，分別用于不同方向的信號傳）將帶寬一分為二，分別用于不同方向的信號傳輸輸2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)

10、校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)通信的操作方式數(shù)據(jù)通信的操作方式 2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標 1）數(shù)據(jù)傳輸速率）數(shù)據(jù)傳輸速率 指每秒能傳送的二進制信息位數(shù)，也叫比特率。指每秒能傳送的二進制信息位數(shù)，也叫比特率。 單位：位單位：位/每秒，記作每秒，記作bps或或bit/s。 2）信號傳輸速率）信號傳輸速率 單位時間里通過信道傳輸?shù)拇a元個數(shù)，也叫波特率。單位時間里通過信道傳輸?shù)拇a元個數(shù)，也叫波特率。

11、 單位：波特，記作單位：波特，記作Baud。2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)t碼元碼元1碼元碼元2碼元碼元3碼元碼元4碼元碼元5信號信號同步脈沖同步脈沖碼元碼元(Code Cell)(Code Cell)：時間軸上的一個信號編碼單元。：時間軸上的一個信號編碼單元。同步脈沖：用于碼元的同步定時，識別碼元的開始。同步脈沖：用于碼元的同步定時，識別碼元的開始。2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅

12、克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3）信道容量）信道容量 指指1個信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。個信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。 單位：位單位：位/每秒。每秒。 4）誤碼率）誤碼率 指二進制數(shù)據(jù)位傳輸時出錯的概率，是衡量信道傳輸指二進制數(shù)據(jù)位傳輸時出錯的概率，是衡量信道傳輸可靠性的指標?？煽啃缘闹笜?。 在計算機網(wǎng)絡(luò)中，一般要求誤碼率低于在計算機網(wǎng)絡(luò)中，一般要求誤碼率低于106 。 P= 錯誤的位數(shù)錯誤的位數(shù) / 傳輸?shù)目偽粩?shù)。傳輸?shù)目偽粩?shù)。2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技

13、術(shù) 傳輸介質(zhì)的主要類型：傳輸介質(zhì)的主要類型： 2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，也是通信傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，也是通信中實際傳送信息的載體。中實際傳送信息的載體。河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸介質(zhì)的特性對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信質(zhì)量影響很大，這傳輸介質(zhì)的特性對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信質(zhì)量影響很大，這些特性主要包括：些特性主要包括：l物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；l傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號以及調(diào)制技術(shù)、傳傳

14、輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；l連通特性：允許點連通特性：允許點- -點或多點連接；點或多點連接；l地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；l抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響能力；抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響能力；l相對價格：器件、安裝與維護費用。相對價格：器件、安裝與維護費用。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（1 1）雙絞線：最常用

15、的傳輸介質(zhì)。）雙絞線：最常用的傳輸介質(zhì)。 非屏蔽雙絞線（非屏蔽雙絞線（UTPUTP，Unshielded Twisted-PairUnshielded Twisted-Pair） ：無屏蔽層，由護套和線對組成。：無屏蔽層，由護套和線對組成。 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線（STPSTP，Shielded Twisted-PairShielded Twisted-Pair） ：有屏蔽層，抗噪性好。：有屏蔽層，抗噪性好。 用于網(wǎng)絡(luò)的雙絞線和用于電話系統(tǒng)的雙絞線是有差別的。用于網(wǎng)絡(luò)的雙絞線和用于電話系統(tǒng)的雙絞線是有差別的。雙絞線使用雙絞線使用RJ-45RJ-45接頭連接計算機的網(wǎng)卡或集線器

16、等通信設(shè)備。接頭連接計算機的網(wǎng)卡或集線器等通信設(shè)備。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 非屏蔽雙絞線電纜非屏蔽雙絞線電纜(UTP)(UTP)屏蔽雙絞線電纜屏蔽雙絞線電纜(STP)(STP)河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雙絞線可以分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線兩大類。雙絞線可以分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線兩大類。n非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線UTPUTP 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線(Unshielded twisted pair(Unshielded twisted pair；UTP)UTP)由多對雙絞線對由多

17、對雙絞線對和一層塑料外皮構(gòu)成，如上圖所示。和一層塑料外皮構(gòu)成，如上圖所示。 現(xiàn)在最常用的現(xiàn)在最常用的UTPUTP是是5 5類線類線和和超超5 5類線類線。5 5類線：類線：支持支持100Mbit/s100Mbit/s的速率，廣泛用于現(xiàn)代局域網(wǎng)中。的速率，廣泛用于現(xiàn)代局域網(wǎng)中。超超5 5類線：類線：通常采用高質(zhì)量的銅線，更高的纏繞，并使用先進的方法以減少串擾。超通常采用高質(zhì)量的銅線，更高的纏繞，并使用先進的方法以減少串擾。超5 5類線能支類線能支持高達持高達200Mbit/s200Mbit/s的速率，時常規(guī)的速率，時常規(guī)5 5類線容量的類線容量的2 2倍。倍。 6 6類線：類線：包括包括4 4個

18、線對。每對電線被箔絕緣體包裹，另一層箔絕緣體包裹在所有線對的外面，同個線對。每對電線被箔絕緣體包裹，另一層箔絕緣體包裹在所有線對的外面，同時一層防火塑料封套包裹在第二層箔層外。箔絕緣體對串擾起了很好的抵抗作用，使得時一層防火塑料封套包裹在第二層箔層外。箔絕緣體對串擾起了很好的抵抗作用，使得6 6類線能支類線能支持的吞吐量是常規(guī)持的吞吐量是常規(guī)5 5類線的類線的6 6倍。倍。 非屏蔽雙絞線相對便宜、靈活且易于安裝，無屏蔽外套較細小，節(jié)省空間，非常非屏蔽雙絞線相對便宜、靈活且易于安裝，無屏蔽外套較細小，節(jié)省空間，非常適合于結(jié)構(gòu)化布線，其連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)屬于星型拓撲結(jié)構(gòu)。適合于結(jié)構(gòu)化布線，其連接的網(wǎng)絡(luò)

19、結(jié)構(gòu)屬于星型拓撲結(jié)構(gòu)。n 塑料外套絕緣層銅導(dǎo)線2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 塑料外套屏蔽層絕緣層銅導(dǎo)線 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線STPSTP 為了提高雙絞線的外界抗干擾性，在雙絞線為了提高雙絞線的外界抗干擾性，在雙絞線的外面再加上一個金屬屏蔽層，就是屏蔽雙絞線。如右圖所示。的外面再加上一個金屬屏蔽層，就是屏蔽雙絞線。如右圖所示。 屏蔽雙絞線具有非屏蔽雙絞線的所有優(yōu)點和缺點。同時，屏蔽雙絞線具有非屏蔽雙絞線的所有優(yōu)點和缺點。同時，它比它比UTPUTP電纜能更好的隔離外部的各種干擾，具有更高的傳輸速電纜能更好的隔離外部的各種干擾，具有更高的傳輸速率。通常，率。通常，STPSTP

20、電纜比電纜比UTPUTP電纜更貴一些。所以，屏蔽雙絞線常電纜更貴一些。所以，屏蔽雙絞線常用于一些特殊環(huán)境。用于一些特殊環(huán)境。河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物理特性物理特性：雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩：雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根或四根絕緣線組成。一對線可以作為一條通信根或四根絕緣線組成。一對線可以作為一條通信線路，線路，各個線對螺旋排列的目的是使各線對之間各個線對螺旋排列的目的是使各線對之間的電磁干擾最小的電磁干擾最小。傳輸特性傳輸特性：雙絞線最普遍的應(yīng)用是語音信號的：雙絞線最普遍的應(yīng)用是語音信號的模擬傳輸。在

21、一條雙絞線上使用頻分多路復(fù)用模擬傳輸。在一條雙絞線上使用頻分多路復(fù)用（multiplexingmultiplexing）技術(shù)可以進行多個音頻通道的）技術(shù)可以進行多個音頻通道的多路復(fù)用。多路復(fù)用。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 雙絞線的主要特性雙絞線的主要特性河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連通性連通性：雙絞線可以用于點：雙絞線可以用于點- -點連接，也可用于多點連接，也可用于多點連接。點連接。 地理范圍地理范圍：雙絞線用作遠程中繼線時，最大距離：雙絞線用作遠程中繼線時，最大距離可達可達15km15k

22、m；用于；用于10Mb/s10Mb/s局域網(wǎng)時，與集線器的距離局域網(wǎng)時，與集線器的距離最大為最大為100m100m（單網(wǎng)段）。（單網(wǎng)段）。抗干擾性抗干擾性：雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相：雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相鄰線對的扭曲長度及適當?shù)钠帘?。在低頻傳輸時，鄰線對的扭曲長度及適當?shù)钠帘?。在低頻傳輸時，其抗干擾能力相當于同軸電纜。在其抗干擾能力相當于同軸電纜。在1010100 kHz100 kHz時，時，其抗干擾能力低于同軸電纜。其抗干擾能力低于同軸電纜。 價格價格：價格低，并且安裝、維護方便。：價格低，并且安裝、維護方便。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高

23、等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雙絞線的使用雙絞線的使用 直連線直連線 直連線也叫直通線或平行線，如圖所示。交叉線交叉線 網(wǎng)線兩端的線序排列不同，呈交叉狀態(tài)，如圖所示。 2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)直通雙絞線與交叉雙絞線直通雙絞線與交叉雙絞線1. 雙絞線雙絞線1236通信規(guī)則通信規(guī)則在用雙絞線做傳輸介質(zhì)的以太在用雙絞線做傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)中，除了網(wǎng)中，除了100Base-T和和1000Base-T以外，

24、其余均只使用以外，其余均只使用四對絞線中的兩對。當信號通過雙四對絞線中的兩對。當信號通過雙絞線電纜傳輸時，在電纜內(nèi)的四對絞線電纜傳輸時，在電纜內(nèi)的四對(八根八根)銅線銅線(芯線芯線)中，實際起作用中，實際起作用的只有其中的兩對，分別是的只有其中的兩對，分別是1-2腳腳和和3-6腳。比如，對應(yīng)網(wǎng)卡接口如腳。比如，對應(yīng)網(wǎng)卡接口如表表2-1，1-2腳負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)腳負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)(TX+，TX-)，而，而3-6腳負責(zé)接收數(shù)據(jù)腳負責(zé)接收數(shù)據(jù)(RX+，RX-)。引腳網(wǎng)卡上RJ-45插座信號1TX+(發(fā)送)2TX-(發(fā)送)3RX+(接收)4未使用5未使用6RX-(接收)7未使用8未使用表2-1 網(wǎng)卡接口各引腳

25、定義2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2. 568A與與568B定義的定義的雙絞線的連接規(guī)則雙絞線的連接規(guī)則在在568A與與568B中所定義中所定義的的RJ-45連接頭各腳與雙絞連接頭各腳與雙絞線各芯線排列的對應(yīng)方式，線各芯線排列的對應(yīng)方式，如表如表2-2所示。所示。其中其中1-2腳和腳和3-6腳是對絞腳是對絞的兩對芯線。對絞的電纜因的兩對芯線。對絞的電纜因為其中傳輸?shù)男盘柗较蛳喾矗瑸槠渲袀鬏數(shù)男盘柗较蛳喾?，從而使彼此的電磁輻射相互從而使彼此的電磁輻射相互抵消，因此使?/p>

26、、發(fā)數(shù)據(jù)之抵消，因此使收、發(fā)數(shù)據(jù)之間的干擾降到最小。間的干擾降到最小。引腳568A標準568B標準1綠白橙白2綠橙3橙白綠白4藍藍5藍白藍白6橙綠7棕白棕白8棕棕表2-2 568A和568B標準定義的雙絞線色線的排列規(guī)定2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（2）同軸電纜：）同軸電纜： 抗干擾性較強，早期局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)?？垢蓴_性較強，早期局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 規(guī)規(guī) 格格類類 型型阻阻 抗抗信信 號號描描 述述RG-

27、58/URG-58/U細纜細纜5050 基帶基帶固體實芯銅線固體實芯銅線RG-58/AURG-58/AU細纜細纜5050 基帶基帶絞合線絞合線RG-59RG-59CATVCATV7575 頻帶頻帶用于有線電視網(wǎng)用于有線電視網(wǎng)RG-11RG-11粗纜粗纜5050 基帶基帶一般用于網(wǎng)絡(luò)主干一般用于網(wǎng)絡(luò)主干RG-62RG-629090 基帶基帶用于用于ARCNETARCNET和和IBM3270IBM3270終端終端河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同軸電纜連接器類型同軸電纜連接器類型2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)

28、及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物理特性：同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體（電纜銅芯）、絕緣層、外導(dǎo)體（銅網(wǎng)）物理特性：同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體（電纜銅芯）、絕緣層、外導(dǎo)體（銅網(wǎng)）及外部保護層（外絕緣層）組成。同軸介質(zhì)的特性參數(shù)由內(nèi)、外導(dǎo)體及及外部保護層（外絕緣層）組成。同軸介質(zhì)的特性參數(shù)由內(nèi)、外導(dǎo)體及絕緣層的電參數(shù)和機械尺寸決定。絕緣層的電參數(shù)和機械尺寸決定。傳輸特性：基帶同軸電纜一般僅用于數(shù)字數(shù)據(jù)信號傳輸。寬帶同軸電傳輸特性：基帶同軸電纜一般僅用于數(shù)字數(shù)據(jù)信號傳輸。寬帶同軸電纜可以使用頻分多路復(fù)用方法，支持多路傳輸。只用于一條通信信

29、道的纜可以使用頻分多路復(fù)用方法，支持多路傳輸。只用于一條通信信道的高速數(shù)字通信，此時稱之為單通道寬帶。特征阻抗，高速數(shù)字通信，此時稱之為單通道寬帶。特征阻抗，5050，EthernetEthernet使使用，基帶傳輸，用，基帶傳輸，10Mb/s10Mb/s；7575，CATVCATV使用，模擬信號傳輸，使用，模擬信號傳輸，400 MHz400 MHz，使，使用頻分多路復(fù)用用頻分多路復(fù)用FDM(frequency-division multiplexing)FDM(frequency-division multiplexing)技術(shù)，也可以技術(shù)，也可以傳輸數(shù)字信號。傳輸數(shù)字信號。2.2 2.2

30、常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 同軸電纜的主要特性同軸電纜的主要特性河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連通性：支持點連通性：支持點- -點連接，也支持多點連接。寬帶同軸電點連接，也支持多點連接。寬帶同軸電纜可支持數(shù)千臺設(shè)備的連接；基帶同軸電纜可支持數(shù)百臺設(shè)纜可支持數(shù)千臺設(shè)備的連接；基帶同軸電纜可支持數(shù)百臺設(shè)備的連接。備的連接。 抗干擾性：它的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強，遠高于雙抗干擾性：它的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強，遠高于雙絞線，適于工業(yè)應(yīng)用場合。絞線，適于工業(yè)應(yīng)用場合。地理范圍：基帶同軸電纜最大距離限制在幾公里范

31、圍內(nèi)，地理范圍：基帶同軸電纜最大距離限制在幾公里范圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達幾十公里。而寬帶同軸電纜最大距離可達幾十公里。價格：同軸電纜造價介于雙絞線與光纜之間，維護方便。價格：同軸電纜造價介于雙絞線與光纜之間，維護方便。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 同軸電纜的主要特性同軸電纜的主要特性河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 同軸電纜總結(jié)同軸電纜總結(jié)河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)

32、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（3）光纖：性能最好，應(yīng)用前途最廣泛的傳輸介質(zhì)。光纖：性能最好，應(yīng)用前途最廣泛的傳輸介質(zhì)。 利用折射定律和全反射規(guī)律，傳播光信號。利用折射定律和全反射規(guī)律，傳播光信號。 低損耗、高帶寬、高數(shù)據(jù)傳輸速率、安全性好。低損耗、高帶寬、高數(shù)據(jù)傳輸速率、安全性好。外護套加固材料塑料屏蔽層玻璃纖維和包層光纜結(jié)構(gòu)圖2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)光纜連接器類型光纜連接器類型 ST與與SC2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化

33、實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物理特性：光纖是一種直徑為物理特性：光纖是一種直徑為5050100100m m的柔軟、的柔軟、能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，各種玻璃和塑料可以用來制造光能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，各種玻璃和塑料可以用來制造光纖，其中用超高純度石英玻璃纖維制作的光纖可以得纖，其中用超高純度石英玻璃纖維制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面用到最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面用折射率較低的包層包裹起來，就可以構(gòu)成一條光纖通折射率較低的包層包裹起來，就可以構(gòu)成一條光纖通道，多條光纖組成一束就構(gòu)成光纖電纜。道，多條光纖組成一束就構(gòu)成光纖

34、電纜。傳輸特性：光導(dǎo)纖維通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束傳輸特性：光導(dǎo)纖維通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號。光纖傳輸速率可達幾千經(jīng)過編碼的光信號。光纖傳輸速率可達幾千Mb/sMb/s。單。單模光纖是指光纖的光信號僅與光纖軸成單個可分辨角模光纖是指光纖的光信號僅與光纖軸成單個可分辨角度的單光纖傳輸，而多模光纖的光信號與光纖軸成多度的單光纖傳輸，而多模光纖的光信號與光纖軸成多個可分辨角度的多光線傳輸。個可分辨角度的多光線傳輸。單模光纖性能優(yōu)于多模單模光纖性能優(yōu)于多模光纖。光纖。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖的主要特性光纖的主要特性河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實

35、驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多模光纖多模光纖單模光纖單模光纖2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖的主要特性光纖的主要特性 單模光纖使用的光源是激光二極管，所以，單模光纖的帶單模光纖使用的光源是激光二極管，所以，單模光纖的帶寬寬、衰減小、容量大，能以很高的速率進行長距離傳輸。寬寬、衰減小、容量大，能以很高的速率進行長距離傳輸。 多模光纖采用普通的發(fā)光二極管作光源，傳輸距離不如單多模光纖采用普通的發(fā)光二極管作光源，傳輸距離不如單模光纖長，容量也比單模光纖小。但是多模光纖成本低，常應(yīng)模光纖長，容量也比單模光纖小。但是多模光纖成本低，常應(yīng)

36、用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境下。用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境下。河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連通性：普遍采用點連通性：普遍采用點- -點方式，在某些實驗系統(tǒng)中也采用多點連接方式點方式，在某些實驗系統(tǒng)中也采用多點連接方式 。 地理范圍：光纖信號衰減極小，它可以在地理范圍：光纖信號衰減極小，它可以在6 68km8km距離內(nèi)不使用中繼器，距離內(nèi)不使用中繼器，實現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸。實現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸?？垢蓴_性：光纖不受外界電磁干擾與噪聲的影響，能在長距離、高速率抗干擾性：光纖不受外界電磁干擾與噪聲的影響，能在長距離、高

37、速率傳輸中保持低誤碼率。雙絞線典型的誤碼率在傳輸中保持低誤碼率。雙絞線典型的誤碼率在1010-5-51010-6-6之間，基帶同軸之間，基帶同軸電纜為電纜為1010-7-7，寬帶同軸電纜為，寬帶同軸電纜為1010-9-9，而光纖誤碼率可以低于，而光纖誤碼率可以低于1010-10-10。光纖傳光纖傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好。輸?shù)陌踩耘c保密性極好。價格：目前光纖價格高于同軸電纜與雙絞線。由于光纖具有低損耗、寬價格：目前光纖價格高于同軸電纜與雙絞線。由于光纖具有低損耗、寬頻帶、高數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、安全保密性好等特點，因此，它是一頻帶、高數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、安全保密性好等特點，因此，它是一種

38、最有前途的傳輸介質(zhì)。種最有前途的傳輸介質(zhì)。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖的主要特性光纖的主要特性河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖總結(jié)光纖總結(jié)河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖相對同軸電纜的特性光纖相對同軸電纜的特性河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工

39、業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸介質(zhì)的選擇要從以下因素來考慮：網(wǎng)絡(luò)拓撲的結(jié)構(gòu)、實際需要傳輸介質(zhì)的選擇要從以下因素來考慮：網(wǎng)絡(luò)拓撲的結(jié)構(gòu)、實際需要的通信容量、可靠性要求、能承受的價格范圍。的通信容量、可靠性要求、能承受的價格范圍。 雙絞線的顯著特點是雙絞線的顯著特點是價格便宜價格便宜，但與同軸電纜相比，其帶寬受到，但與同軸電纜相比，其帶寬受到限制。對于單個建筑物內(nèi)的低通信容量網(wǎng)絡(luò)來說，雙絞線性能價格比可限制。對于單個建筑物內(nèi)的低通信容量網(wǎng)絡(luò)來說，雙絞線性能價格比可能是最好的。能是最好的。 同軸電纜的價格要比雙絞線貴一些，對于大多數(shù)局域網(wǎng)來說，需同軸電纜的價格要比雙絞線貴一些，對于大多數(shù)局域網(wǎng)來說，需要連接較多設(shè)備

40、而且通信容量相當大時可以選擇同軸電纜。要連接較多設(shè)備而且通信容量相當大時可以選擇同軸電纜。 光纖作為傳輸介質(zhì)，與同軸電纜和雙絞線相比具有一系列優(yōu)點：光纖作為傳輸介質(zhì)，與同軸電纜和雙絞線相比具有一系列優(yōu)點：頻帶寬、頻帶寬、速率高速率高、體積小、重量輕、衰減小、能電磁隔離、誤碼率低等，、體積小、重量輕、衰減小、能電磁隔離、誤碼率低等，已廣泛用于高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。隨著光通信技術(shù)的發(fā)展和成本降低，光纖已廣泛用于高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。隨著光通信技術(shù)的發(fā)展和成本降低，光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)也得到了普遍采用。作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)也得到了普遍采用。目前，便攜式計算機已經(jīng)有了很大的發(fā)展和普及，由于可隨身攜帶，目前，便攜式

41、計算機已經(jīng)有了很大的發(fā)展和普及，由于可隨身攜帶，對于可移動的無線網(wǎng)的需求將日益增加，無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)類似蜂窩電話網(wǎng)，對于可移動的無線網(wǎng)的需求將日益增加，無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)類似蜂窩電話網(wǎng)，人們可以隨時隨地將計算機接入網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。人們可以隨時隨地將計算機接入網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 傳輸介質(zhì)的選擇傳輸介質(zhì)的選擇2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（4 4）無線通信介質(zhì)：）無線通信介質(zhì)： 常用的有微波、紅外線和可見光。常用的有微波、紅外線和可見光。 無線通信系統(tǒng)有：微波通信、蜂窩

42、移動通信和衛(wèi)星通信。無線通信系統(tǒng)有：微波通信、蜂窩移動通信和衛(wèi)星通信。 微波通信微波通信工作頻率為工作頻率為10109 910101010HzHz，局域網(wǎng)絡(luò)可直接利用，局域網(wǎng)絡(luò)可直接利用微波收發(fā)機進行通信，或作中繼接力，擴大傳輸距微波收發(fā)機進行通信，或作中繼接力，擴大傳輸距離。微波只能沿直線傳播，在地面一般采用點對點離。微波只能沿直線傳播，在地面一般采用點對點方式通信。方式通信。 紅外線紅外線工作頻率為工作頻率為1010111110101414HzHz，通過發(fā)送或接收信號調(diào)，通過發(fā)送或接收信號調(diào)制的非相干紅外線，即可形成一條通信鏈路。在發(fā)制的非相干紅外線，即可形成一條通信鏈路。在發(fā)送端設(shè)有紅外

43、線發(fā)送器，接收端有紅外線接收器。送端設(shè)有紅外線發(fā)送器，接收端有紅外線接收器。只要收發(fā)機處在視線內(nèi)，就可以準確地進行通信，只要收發(fā)機處在視線內(nèi)，就可以準確地進行通信，方向性很強，幾乎不受干擾，中間不允許有障礙物方向性很強，幾乎不受干擾，中間不允許有障礙物。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 激光激光工作頻率為工作頻率為1010141410101515HzHz，用調(diào)制解調(diào)的相干激光，用調(diào)制解調(diào)的相干激光，實現(xiàn)激光通信。激光通信必須配置一對激光收、發(fā)器，而且要安實現(xiàn)激光通信。

44、激光通信必須配置一對激光收、發(fā)器，而且要安裝在視線范圍內(nèi)。裝在視線范圍內(nèi)。 （與紅外線一樣不能傳輸模擬信號。）（與紅外線一樣不能傳輸模擬信號。） 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信以一種頻率段以一種頻率段(5.925(5.9256.425GHz)6.425GHz)接收從地面發(fā)接收從地面發(fā)來的信號，再用另一頻率段來的信號，再用另一頻率段(3.7(3.74.2GHz)4.2GHz)向地面發(fā)回信號，頻帶的寬度是向地面發(fā)回信號，頻帶的寬度是500MHz500MHz，每一路衛(wèi)星信道的容量相當于每一路衛(wèi)星信道的容量相當于100 000100 000條條音頻線路。衛(wèi)星通信覆蓋面積大，通信音頻線路。衛(wèi)星通信覆蓋面積大，通信距離

45、遠，通信費用和距離無關(guān)，有傳輸距離遠，通信費用和距離無關(guān)，有傳輸延遲。延遲。 2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 （4 4）無線通信介質(zhì)：）無線通信介質(zhì)：河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 藍牙技術(shù)藍牙技術(shù) 藍牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般是藍牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般是10m之之內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。藍牙的標準是藍牙

46、的標準是IEEE802.15，工作在，工作在2.4GHz 頻帶，帶寬為頻帶，帶寬為1Mb/s。采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。 藍牙藍牙”（Bluetooth）原是一位在）原是一位在10世紀統(tǒng)一丹麥的國世紀統(tǒng)一丹麥的國王，他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用他的名字來王，他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用他的名字來命名這種新的技術(shù)標準，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的命名這種新的技術(shù)標準，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思。意思。2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 （4 4）無線通信介質(zhì)：）無線通信介質(zhì)：河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾

47、自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.2 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性常見傳輸介質(zhì)及特性 Wi-FiWi-Fi (wireless fidelity)Wi-Fi (wireless fidelity)是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如PDAPDA、手機）等終端以無線方式互聯(lián)的技術(shù)。通過無線電波來聯(lián)網(wǎng)。、手機）等終端以無線方式互聯(lián)的技術(shù)。通過無線電波來聯(lián)網(wǎng)。常見的聯(lián)網(wǎng)方式就是一個無線路由器，常見的聯(lián)網(wǎng)方式就是一個無線路由器，在這個無線路由器電波覆蓋的在這個無線路由器電波覆蓋的有效范圍都可以采用有效范圍都可以采用Wi-Fi

48、 Wi-Fi 連接方式進行聯(lián)網(wǎng)。連接方式進行聯(lián)網(wǎng)。辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)，是一種現(xiàn)實流行的無線網(wǎng)絡(luò)辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)，是一種現(xiàn)實流行的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用技術(shù)，使用2.4GHz2.4GHz附近的頻段。多個用戶通過一個接入點接入時，附近的頻段。多個用戶通過一個接入點接入時，帶帶寬被多個用戶分享。連接速度一般只有幾百寬被多個用戶分享。連接速度一般只有幾百kb/skb/s，信號不受墻壁阻隔，信號不受墻壁阻隔，在建筑屋內(nèi)的有效傳輸距離小于戶外。在建筑屋內(nèi)的有效傳輸距離小于戶外。突出優(yōu)勢：突出優(yōu)勢： 半徑可達半徑可達100m100m左右；左右； 傳輸速度快，可以達到傳輸速度快，

49、可以達到54Mb/s54Mb/s，符合個人和社會信息化的需求。，符合個人和社會信息化的需求。 廠商進入該領(lǐng)域的廠商進入該領(lǐng)域的門檻低門檻低。（4 4）無線通信介質(zhì)：）無線通信介質(zhì)：河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 通信和數(shù)據(jù)通信通信和數(shù)據(jù)通信l通過各種傳輸介質(zhì)將通過各種傳輸介質(zhì)將信息信息從一個地點、一個人或一臺從一個地點、一個人或一臺設(shè)備傳送到另一個地點、另一個人或設(shè)備的過程叫做通設(shè)備傳送到另一個地點、另一個人或設(shè)備的過程叫做通信。信。l通信的目的是交換信息。通信的目的是交換信息。l計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信任務(wù)是傳送數(shù)據(jù)或數(shù)

50、據(jù)化的信計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信任務(wù)是傳送數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)化的信息。息。l數(shù)據(jù)通信是兩點或多點之間借助某種傳輸介質(zhì)以數(shù)據(jù)通信是兩點或多點之間借助某種傳輸介質(zhì)以二進二進制代碼制代碼形式進行信息交換的過程。將數(shù)據(jù)準確、及時地形式進行信息交換的過程。將數(shù)據(jù)準確、及時地傳送到正確地目的地是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)地基本任務(wù)。傳送到正確地目的地是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)地基本任務(wù)。數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要涉及通信協(xié)議、信號編碼、同步等問數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要涉及通信協(xié)議、信號編碼、同步等問題。題。2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.3

51、2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼l碼元所傳輸數(shù)據(jù)的基本單位。l數(shù)據(jù)編碼通信系統(tǒng)中以何種物理信號的形式來表達數(shù)據(jù)。l模擬數(shù)據(jù)編碼：用模擬信號的不同幅度、頻率、模擬數(shù)據(jù)編碼：用模擬信號的不同幅度、頻率、相位來表達數(shù)據(jù)的相位來表達數(shù)據(jù)的0 0、1 1狀態(tài)。狀態(tài)。l數(shù)字數(shù)據(jù)編碼：用高低電平的矩形脈沖信號來表數(shù)字數(shù)據(jù)編碼：用高低電平的矩形脈沖信號來表達數(shù)據(jù)的達數(shù)據(jù)的0 0、1 1狀態(tài)。狀態(tài)。將二進制數(shù)字數(shù)據(jù)使用兩個電平來表示，形成矩形脈沖信號。分為不歸零碼、歸零碼、差分碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼。 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室

52、 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號編碼數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號編碼三種常用的調(diào)制技術(shù)：三種常用的調(diào)制技術(shù)： 1 1） 振幅鍵控振幅鍵控ASK(Amplitude Shift Keying)ASK(Amplitude Shift Keying)，調(diào)幅調(diào)幅 2 2） 移頻鍵控移頻鍵控FSK(Frequency Shift Keying)FSK(Frequency Shift Keying)，調(diào)頻調(diào)頻 3 3） 移相鍵控移相鍵控PSK(Phase Shift Keying) PSK(Phase Shift Keying) ，調(diào)相調(diào)相基本原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量進行調(diào)制。基本原理：用數(shù)字信

53、號對載波的不同參量進行調(diào)制。 載波載波 u(t) = A sin (u(t) = A sin ( t+t+ ) ) u(t)u(t)的參量包括：的參量包括： 振幅振幅A A、頻率頻率 、相位相位 調(diào)制就是要使這三個參量隨數(shù)字基帶信號的變化而變化。調(diào)制就是要使這三個參量隨數(shù)字基帶信號的變化而變化。2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ASK：用載波的兩個不同振幅表示：用載波的兩個不同振幅表示0和和1FSK：用載波的兩個不同頻率表示：用載波的兩個不同頻率表示0和和1PSK：用前后兩個信號的

54、相位的絕對值表示數(shù)字：用前后兩個信號的相位的絕對值表示數(shù)字0和和1（絕對調(diào)相）（絕對調(diào)相） 用前后兩個信號的相位的相對偏移值表示用前后兩個信號的相位的相對偏移值表示0和和1（相對調(diào)相）（相對調(diào)相）2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相移鍵控（相移鍵控（PSK ,Phase Shift KeyingPSK ,Phase Shift Keying） PSKPSK是通過改變載波信號的相位值（是通過改變載波信號的相位值（）來表示數(shù)字信）來表示數(shù)字信號號“1”1”、“0”0”的，而載波信號的的

55、，而載波信號的A A和和 不變。不變。PSKPSK包括絕對包括絕對調(diào)相和相對調(diào)相兩種類型：調(diào)相和相對調(diào)相兩種類型： （1 1）絕對調(diào)相）絕對調(diào)相 絕對調(diào)相使用相位的絕對值，絕對調(diào)相使用相位的絕對值，為為0 0表示數(shù)字信號表示數(shù)字信號“1”1”，為為表示數(shù)字信號表示數(shù)字信號“0”0”。 （2 2）相對調(diào)相）相對調(diào)相 相對調(diào)相使用相位的偏移值，當數(shù)字數(shù)據(jù)為相對調(diào)相使用相位的偏移值，當數(shù)字數(shù)據(jù)為0 0時，相位時，相位不變化，而數(shù)字數(shù)據(jù)為不變化，而數(shù)字數(shù)據(jù)為1 1時，相位要偏移時，相位要偏移。2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾

56、自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 下圖中，顯示了對數(shù)字數(shù)據(jù)下圖中，顯示了對數(shù)字數(shù)據(jù)“010110”010110”進行不同調(diào)制方法的波形。進行不同調(diào)制方法的波形。0 01 10 01 11 10 0數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)幅移鍵控幅移鍵控 ASK ASK頻移鍵控頻移鍵控 FSK FSK絕對相移鍵控絕對相移鍵控 PSK PSK相對相移鍵控相對相移鍵控 PSK PSK相位相位= = = =0 0= = =0 0= =0 0= =相位相位偏移偏移不變不變偏移偏移偏移偏移不變不變= =0 0= = = =0 0= = =2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南

57、機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) l單極性碼：信號電平是單極性的。單極性碼：信號電平是單極性的。 l雙極性編碼：信號電平為正、負兩種極性的。雙極性編碼：信號電平為正、負兩種極性的。l歸零碼（歸零碼（RZRZ）：歸零碼在每一位二進制信息傳輸之后均返回零電平的編）：歸零碼在每一位二進制信息傳輸之后均返回零電平的編碼。碼。可以很方便地確定每個碼元的界限和信號電平?？梢院芊奖愕卮_定每個碼元的界限和信號電平。l非歸零碼（非歸零碼（NRZNRZ）：非歸零碼在整個碼元時間內(nèi)維持有效電平。如果兩個

58、）：非歸零碼在整個碼元時間內(nèi)維持有效電平。如果兩個碼元數(shù)據(jù)相同（例如都是碼元數(shù)據(jù)相同（例如都是1 1），則電平保持不變。），則電平保持不變。而這種情況下要求區(qū)分每而這種情況下要求區(qū)分每個碼元的電平就必須對每個碼元的占用時間做精確確定。否則，就會帶來個碼元的電平就必須對每個碼元的占用時間做精確確定。否則，就會帶來不同步的問題。不同步的問題。 河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼l全寬單極性碼：全寬單極性碼： 全寬單極碼以高電平（或者有電流）表

59、示數(shù)據(jù)全寬單極碼以高電平（或者有電流）表示數(shù)據(jù)“1”1”，以，以低電平（或者沒有電流）表示數(shù)據(jù)低電平（或者沒有電流）表示數(shù)據(jù)“0”0”。因為這種方法不使。因為這種方法不使用負電平，所以稱為單極碼，在一個碼元的全部時間內(nèi)都有信用負電平，所以稱為單極碼，在一個碼元的全部時間內(nèi)都有信號電平，所以稱為號電平，所以稱為“全寬全寬”。 優(yōu)點：便于逐位仲裁。優(yōu)點：便于逐位仲裁。 缺點：（缺點：（1 1）積累直流分量；傳輸中不能有變壓器或電容。）積累直流分量；傳輸中不能有變壓器或電容。 （2 2）各位之間的界限不易確定。）各位之間的界限不易確定。 CANCAN總線和總線和DeviceNetDeviceNet采

60、用這種方式。采用這種方式。河南機電高等專科學(xué)校羅克韋爾自動化實驗室河南機電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動化實驗室 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.3 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼l全寬雙極性碼：全寬雙極性碼： 全寬雙極碼以正電平（或者正向電流）表示數(shù)據(jù)全寬雙極碼以正電平（或者正向電流）表示數(shù)據(jù)“1”1”，以負電平（或者反向電流）表示數(shù)據(jù)以負電平（或者反向電流）表示數(shù)據(jù)“0”0”。 優(yōu)點：不積累直流分量。直流分量大大減少，這對數(shù)據(jù)優(yōu)點：不積累直流分量。直流分量大大減少，這對數(shù)據(jù)傳輸是很有利的。傳輸是很有利的。 缺點：各位之間的界限不易確定。缺點：各位之間的