通訊與網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)課件

通訊與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二章

數(shù)據(jù)通信技術(shù)教學(xué)目的：在構(gòu)造計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時，我們首先遇到的問題就是“血液”怎樣在“血管”中傳輸,即如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信正是為了適應(yīng)計算機(jī)之間信息傳輸需要而產(chǎn)生的一種新的通信方式，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各計算機(jī)間信息傳輸?shù)幕A(chǔ)。教學(xué)要求：了解與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的的基本通信概念和技術(shù)，掌握支持計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運行的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施之一——傳輸介質(zhì)。掌握利用各種不同類型的傳輸介質(zhì)組網(wǎng)傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈镔|(zhì)基礎(chǔ)，它是兩節(jié)點間傳輸數(shù)據(jù)的“道路”。如聲音要通過空氣傳輸，電信號要通過導(dǎo)線傳輸，光要通過透明物質(zhì)包括氣體、液體或固體來傳輸。傳輸介質(zhì)分類傳輸介質(zhì)的種類很多，性能也很復(fù)雜，習(xí)慣上可分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩大類：有線傳輸介質(zhì)——雙絞線、同軸電纜、光纖。無線傳輸介質(zhì)——微波、衛(wèi)星、短波。傳輸介質(zhì)的特性數(shù)據(jù)信號在信道上傳輸時，要求能迅速而不失真地從源端傳輸?shù)剿薅?，傳輸距離盡可能遠(yuǎn)，傳輸介質(zhì)的特性對數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量有決定性的影響。通常人們將其特性分為物理特性、傳輸特性、抗干擾特性、地理范圍和相對價格等特性。傳輸特性：衰減：信號在介質(zhì)中傳輸時，都會產(chǎn)生一定程度的衰減，對于有線傳輸介質(zhì)電纜而言，其衰減量與電纜的種類、長度及信號的頻率有關(guān)。衰減量用分貝（dB）表示，衰減量與電纜的長度成正比，與電纜的線徑成反比頻率特性：有的介質(zhì)適合于模擬信號傳輸，有的適合于數(shù)字信號傳輸；傳輸容量：有的則容量小，這一切特性就是傳輸特性。傳輸介質(zhì)的特性抗干擾性及干擾性：抗干擾性是指介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)男盘枌ν饨绺蓴_的抵抗能力，干擾性是指介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)男盘枌ν饨绲挠绊?。地理范圍：根?jù)前三種特性，保證信號在失真允許范圍內(nèi)，所能達(dá)到的最大距離。價格：取決于傳輸介質(zhì)的性能和制造成本。傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，是網(wǎng)絡(luò)的重要資源和重要組成部分。它的性能和價格，對整個網(wǎng)絡(luò)的性能/價格比有著巨大的影響，應(yīng)慎重選擇。雙絞線雙絞線的基本組成是：由兩根22~26號的絕緣芯線按一定密度（絞距）的螺旋結(jié)構(gòu)相互絞繞組成，每根絕緣芯線由各種顏色塑料絕緣層的多芯或單芯金屬導(dǎo)線（通常為銅導(dǎo)線）構(gòu)成。將兩根絕緣的金屬導(dǎo)線按一定密度相互絞繞在一起，可降低信號的相互干擾程度，每一根導(dǎo)線在傳輸過程中輻射的電波會被另一根導(dǎo)線在傳輸過程中輻射的電波抵消。雙絞線的特點雙絞線具有抗干擾能力強，本身噪聲小的特點。價格較為低廉。與其它傳輸介質(zhì)比，雙絞線在傳輸距離、信道帶寬和傳輸速率等性能方面均受到一定限制。雙絞線的分類雙絞線可分為屏蔽雙絞線（STP：SheildedTwistedPair）和非屏蔽雙絞線（UTP：UnsheildedTwistedPair）兩大類在兩大類中，又分為100屏蔽電纜、雙體電纜、大對數(shù)電纜、150屏蔽電纜。具體型號與分類見教材圖2-1。同軸電纜同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)為，其軸心是一根銅導(dǎo)線，它由厚度均勻的單芯導(dǎo)線或多芯導(dǎo)線組成；軸心被絕緣層環(huán)形包裹，絕緣層又被外層導(dǎo)體環(huán)形包裹；外導(dǎo)體通常為網(wǎng)狀的導(dǎo)體或?qū)щ婁X箔組成；最外層用堅韌的絕緣塑料包封。同軸電纜的規(guī)格型號同軸電纜可分為兩種基本類型，基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜?；鶐S電纜，其屏蔽線是用銅做成的網(wǎng)，特性阻抗為50Ω（如RG-8、RG-58等）；寬帶同軸電纜常用的電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓成的，特性阻抗為75Ω（如RG-59等）。粗纜粗纜適用于比較大型的局部網(wǎng)絡(luò)，它的標(biāo)準(zhǔn)距離長，可靠性高。安裝時不需要切斷電纜，因此可以根據(jù)需要靈活調(diào)整計算機(jī)的入網(wǎng)集團(tuán)。粗纜網(wǎng)絡(luò)必須安裝收發(fā)器和收發(fā)電纜，安裝難度大，所以總體造價高。細(xì)纜細(xì)纜安裝比輸送簡單，造價低，安裝過程要切斷電纜，兩頭須裝上基本網(wǎng)絡(luò)連接頭（BNC），然后接到T型連接器兩端，當(dāng)接頭多時容易產(chǎn)生接觸不良的隱患，這是目前運行中的以太網(wǎng)的最常見故障之一。同軸電纜的組網(wǎng)連接由同軸電纜組成的網(wǎng)絡(luò)一般可分為三級：主干網(wǎng)。主干線路在直徑和衰減方面與其他線路不同，主干線路通常由有防護(hù)層的電纜構(gòu)成。次主干網(wǎng)。次主干電纜的直徑比主干電纜小。當(dāng)在不同建筑物的層次上使用次主干電纜時，需采用高增益的分布式放大器，并要考慮電纜與用戶出口的接口。其他網(wǎng)段。接口的安裝方法a.細(xì)纜將細(xì)纜切斷，兩頭裝上BNC頭，然后接到T型連接器兩端。b.粗纜粗纜一般采用一種類似夾板的Tap裝置進(jìn)行安裝，它利用Tap上的引導(dǎo)針穿透電纜的絕緣層，直接與導(dǎo)體相連。電纜的兩個端頭設(shè)有終端器，以削弱信號的反射作用。同軸電纜的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方式在計算機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)中，對同軸電纜的粗纜和細(xì)纜有三種不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方式，即細(xì)纜結(jié)構(gòu)、粗纜結(jié)構(gòu)和粗/細(xì)纜混合結(jié)構(gòu)。細(xì)纜連接配置BNC終端匹配器，BNC50Ω的終端匹配器安裝在干線段的兩端匹配器必須有一個接地網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點需要一塊提供BNC接口的以太網(wǎng)卡，便攜式適配器或PCMIA卡對于使用細(xì)纜的以太網(wǎng)，每個干線段的長度不能超過185m，可以用中繼器連接兩個干線段，以擴(kuò)充主干電纜的長度。每個以太網(wǎng)中最多可以使用四個中繼器，連接五個干線段電纜。粗纜連接配置用于連接粗纜以太網(wǎng)的電纜系統(tǒng)包括：粗纜（RG-11A/U）：直徑為10mm，特性阻抗為50Ω的粗同軸電隔2.5m有一個標(biāo)記。N-系列連接器插頭：安裝在粗纜段的兩端。N-系列桶型連接器：用于連接兩段粗纜。N-系列終端匹配器安裝在干線段電緒的兩端，用于防止電子信號的反射。干線電纜段兩端的終匹配器必須有一個接地。粗纜連接配置網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點需要一塊提供AUI（用于連接結(jié)點和外部收發(fā)器，通常稱為AUI）接口的以太網(wǎng)卡、便攜式適配器或PCMIA卡。每個結(jié)點通過安裝在干線電纜上的外部收發(fā)器（Transceiver）與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接?？蛇x擇任何一種標(biāo)準(zhǔn)的以術(shù)網(wǎng)（IEEE802.3）類型的外部收發(fā)器。對于使用粗纜的以太網(wǎng)，每個干線段的長度不超過500m，可以用中繼器連接兩個干線段，以擴(kuò)充主干電纜的長度。每個以太網(wǎng)中最多可以使用四個中繼器，連接五段干線段電纜。光纜光纜通常由纜芯、護(hù)套和加強構(gòu)件組成。加強構(gòu)件通常用鋼絲或非金屬纖維組成，分布在光纜的中心或四周，用作承受光纜鋪設(shè)安裝時所承受的外力等。護(hù)層一般可分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層，內(nèi)護(hù)層由聚乙稀或聚氯乙稀等組成，外護(hù)層可根據(jù)敷設(shè)安裝條件而定，通常要求用由鋁帶和聚乙稀組成的外護(hù)套加鋼絲包裝等。由多根光纖及相應(yīng)的護(hù)套、加強構(gòu)件組成多芯。光纖通信系統(tǒng)的特點：光纜是數(shù)據(jù)傳輸中最有效的一種傳輸介質(zhì)。光纖通信系統(tǒng)具有：傳輸頻帶寬、通信容量大、線路損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強、重量輕、抗化學(xué)腐蝕能力強等優(yōu)點。光纖的分類按照傳輸?shù)目偰?shù)分，光纖通?？煞譃槎嗄９饫w和單模光纖。模式：同頻率同波長而不同模式的光沿光纖方向的傳輸速度不同，從光纖一端同時發(fā)送的同頻同波長的光信號，其不同模式到達(dá)光纖另一端的時間各不相同。光纖的模式與光纖的直徑、折射率、光的波長等參數(shù)有關(guān)。光纖直徑越小，其能傳輸光的模式越少，當(dāng)直徑小于一定臨界值時，光纖內(nèi)只能傳輸一種模式的光。若光纖中同一波長同一頻率光的電磁場傳輸模式多則稱為多模光纖，若光纖中同一波長同一頻率的光的電磁場傳輸模式僅有一種則稱為單模光纖。