計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)微課版- 課件 模塊三：主題2常見(jiàn)傳輸介質(zhì)

構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)高速公路-數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)主講人：XXX計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)123分析了數(shù)據(jù)通信的基本概念、數(shù)據(jù)編碼技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和多路復(fù)用技術(shù)等內(nèi)容對(duì)物理層的主要功能、常用標(biāo)準(zhǔn)和常見(jiàn)設(shè)備等進(jìn)行闡述，弄清數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑砗蛯?shí)現(xiàn)方法6個(gè)主題數(shù)據(jù)通信方式、常見(jiàn)傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)編碼技術(shù)、信道復(fù)用技術(shù)、物理層接口標(biāo)準(zhǔn)、寬帶接入技術(shù)2

學(xué)習(xí)提示學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)本節(jié)目標(biāo)1.了解傳輸介質(zhì)的特性。2.了解雙絞線的分類、特性和網(wǎng)線的連接組件。3.掌握網(wǎng)線的制作標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。4.了解光纖通信系統(tǒng)、光纖分類及其特性。傳輸介質(zhì)的覆蓋范圍特性對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量有決定性影響，引導(dǎo)學(xué)生從客觀需求出發(fā)，兼顧各方，合理取舍，中庸行事，滿足需求是第一要素和最后底線素質(zhì)目標(biāo)技能目標(biāo)能夠制作標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線。能夠使用網(wǎng)線正確連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。課前評(píng)估在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信之前，必須在本地網(wǎng)絡(luò)上建立一個(gè)物理連接。物理連接可以通過(guò)有線連接，也可以通過(guò)無(wú)線連接，如圖所示。請(qǐng)盡可能地列舉圖中所包含的有線連接和無(wú)線連接的傳輸介質(zhì)。主題二：常見(jiàn)傳輸介質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解傳輸介質(zhì)的特性；了解雙絞線的分類、特性和網(wǎng)線的連接組件；掌握網(wǎng)線的制作標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；6

了解光纖通信系統(tǒng)、光纖分類及其特性。傳輸介質(zhì)的分類7

傳輸介質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中用于連接相互通信的各個(gè)計(jì)算機(jī)的物理媒體有線傳輸介質(zhì)，也稱導(dǎo)向傳輸媒體，將信號(hào)約束在一個(gè)物理導(dǎo)體之內(nèi)；無(wú)線傳輸介質(zhì)，也稱非導(dǎo)向傳輸媒體，不能將信號(hào)約束在某個(gè)空間范圍內(nèi)傳輸介質(zhì)的特性8

傳輸特性對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量（快、準(zhǔn)、遠(yuǎn)）有決定性影響，通常是影響傳輸介質(zhì)性能的重要指標(biāo)物理特性傳輸特性抗干擾特性：噪聲會(huì)引發(fā)信號(hào)的變形，數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)差錯(cuò)地理范圍相對(duì)價(jià)格：考慮技術(shù)上可行，工程上可能不行雙絞線9

雙絞線由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線組成，典型的雙絞線有一對(duì)的，有四對(duì)的把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，因此得名，并降低信號(hào)的干擾實(shí)際使用時(shí)，雙絞線是由多對(duì)雙絞線一起包在一個(gè)絕緣電纜套管里的雙絞線是目前局域網(wǎng)中最常用的一種布線材料雙絞線概述雙絞線10

雙絞線的分類雙絞線按其是否有屏蔽，可分為屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)。二者的差異在于屏蔽雙絞線在一對(duì)雙絞線外面有金屬筒纏繞雙絞線11

雙絞線的分類按照TIA和EIA規(guī)定的頻率劃分類別傳輸速率用途1類線纜最大達(dá)20kbps可用于語(yǔ)音通信2類線纜最高4Mbps令牌環(huán)網(wǎng)3類線纜最高10Mbps主要應(yīng)用于語(yǔ)音、10M以太網(wǎng)（10BASE-T）和4Mbps令牌環(huán)4類線纜最高16Mbps主要用于基于令牌的局域網(wǎng)、10M以太網(wǎng)（10BASE-T）和100Mbps以太網(wǎng)100BASE-T5類線纜最高100Mbps主要用于100M以太網(wǎng)（100BASE-T）和1000M以太網(wǎng)（1000BASE-T）超5類線纜100Mbps主要用于1000M以太網(wǎng)6類線纜最大可達(dá)1000Mbps主要用于100M快速以太網(wǎng)和1000M以太網(wǎng)超6類線纜1000Mbps主要應(yīng)用1000M以太網(wǎng)中7類線纜可達(dá)10Gbps將來(lái)使用在萬(wàn)兆以太網(wǎng)大對(duì)數(shù)電纜：適合語(yǔ)音通信雙絞線雙絞線的特性12

雙絞線既可以傳輸模擬信號(hào)，也可以傳輸數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸速率與信號(hào)編碼方式、距離有很大關(guān)系規(guī)定雙絞線的最大距離為100m雙絞線網(wǎng)線連接組件13

網(wǎng)線的連接組件是水晶頭——RJ-45RJ45PatchPanel雙絞線網(wǎng)線的制作標(biāo)準(zhǔn)14

有EIA/TIA568A和568B兩種網(wǎng)線制作標(biāo)準(zhǔn)兩種標(biāo)準(zhǔn)的線序需要牢記工程上通常使用568B標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目建議使用同一標(biāo)準(zhǔn)線序12345678EIA/TIA568B白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕EIA/TIA568A白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕雙絞線判斷網(wǎng)線的優(yōu)劣：15

網(wǎng)線上的標(biāo)識(shí)（cat3，cat5）網(wǎng)速網(wǎng)線柔韌性。質(zhì)地好的網(wǎng)線一般采用純銅制作，可以任意彎曲，彎曲后會(huì)慢慢恢復(fù)原形。在銅中添加了其他的金屬元素，做出來(lái)的導(dǎo)線比較硬，不易彎曲，有凹陷感，彎曲后不易恢復(fù)原形在使用中容易產(chǎn)生斷線。網(wǎng)線可燃性、抗溫性。用剪刀切取網(wǎng)線外皮，用打火機(jī)對(duì)著外皮燃燒，正品網(wǎng)線的外皮會(huì)在焰火的燒烤之下逐步被熔化變形，但外皮不會(huì)自己燃燒起來(lái)。正品網(wǎng)線采用的外皮材料可以抵抗高達(dá)50度左右的高溫考驗(yàn)，不會(huì)出現(xiàn)類似網(wǎng)線被軟化或者變形的現(xiàn)象發(fā)生。外皮伸展性。雙手用力拉正規(guī)網(wǎng)線時(shí)，外皮都具有伸展性。如果用力將網(wǎng)線外皮拉斷，或者外皮在外力作用下，有裂縫現(xiàn)象的話，就說(shuō)明該網(wǎng)線的質(zhì)量有問(wèn)題。雙絞線網(wǎng)線的制作16

雙絞線三種網(wǎng)線類型及其作用17

直連線、交叉線和全反線直連線、交叉線一般用于終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接，用于數(shù)據(jù)通信全反線應(yīng)用于連接一臺(tái)工作站到交換機(jī)，或者連接路由器的控制端口(ConsolePort)直連線和交叉線連接規(guī)則：相同或同性設(shè)備相連，使用交叉線，否則使用直連線同軸電纜同軸電纜的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用18

同軸電纜也是一種常用的傳輸介質(zhì)。它也像雙絞線一樣由一對(duì)導(dǎo)體組成，但它們是按照“同軸”的形式構(gòu)成線對(duì)電纜銅芯絕緣層屏蔽層（銅網(wǎng)）外絕緣層最里面是由圓形的金屬芯線組成的內(nèi)導(dǎo)體，一般采用銅質(zhì)材料做成，用來(lái)傳輸信號(hào)；在內(nèi)導(dǎo)體外面包裹一層絕緣材料，外面再套一個(gè)通常由編織線組成的空心的圓柱形外導(dǎo)體，可以屏蔽噪聲，也可以做信號(hào)地線；最外面則是起保護(hù)作用的塑料封套同軸電纜相對(duì)于雙絞線價(jià)格貴，但數(shù)據(jù)傳輸速率高、帶寬較寬、傳輸距離較長(zhǎng)和抗干擾能力較強(qiáng)。傳統(tǒng)的以太局域網(wǎng)中采用的就是基帶同軸電纜同軸電纜同軸電纜的分類19

廣泛使用的同軸電纜有兩種：一種是阻抗為50Ω的基帶同軸電纜；另一種是阻抗為75Ω的寬帶同軸電纜基帶同軸電纜主要用于傳輸數(shù)字信號(hào)，可作為計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)，曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的粗纜和細(xì)纜就屬于基帶同軸電纜，但是同軸電纜支持的數(shù)據(jù)傳輸速度只有1OMb/s，無(wú)法滿足目前局域網(wǎng)的傳輸速度要求，所以在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)布線中，已不再使用同軸電纜寬帶同軸電纜用于傳輸模擬信號(hào)，用于視頻傳輸，它是有線電視系統(tǒng)CATV中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜光纖光纖之父的故事20

“光纖之父”是華裔物理學(xué)家、香港中文大學(xué)前校長(zhǎng)高錕教授的美稱。早在1966年，高錕就在一篇論文中首次提出用玻璃纖維作為光波導(dǎo)用于通訊的理論。這個(gè)理論引起了世界通信技術(shù)的一次革命。隨著第一個(gè)光纖系統(tǒng)于1981年成功問(wèn)世，高錕“光纖之父”美譽(yù)傳遍世界。2009年，高錕因在“有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面”的突破性成就，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。光纖21

光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，用于傳輸光信號(hào)光纖不容易受電磁或無(wú)線電頻率干擾，所以傳輸速率較高、帶寬較寬、傳輸距離也較遠(yuǎn)同時(shí)，光纖也比較輕便，容量較大，本身化學(xué)性穩(wěn)定不易腐蝕，能適應(yīng)惡劣環(huán)境入射角折射角包層纖芯光的傳播過(guò)程全反射原理：當(dāng)光纖從高折射率的纖芯射向低折射率的包層時(shí)，其折射角大于入射角，因此，當(dāng)入射角足夠大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)全反射光纖主要利用光的全發(fā)射原理實(shí)現(xiàn)通信的，傳輸中沒(méi)有什么損耗光纖22

由于計(jì)算機(jī)只能接收電信號(hào)，光纖連接計(jì)算機(jī)時(shí)需要光電收發(fā)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換光纖通信是指利用光纖傳播光脈沖的通信過(guò)程。有光脈沖相當(dāng)于數(shù)字信號(hào)1，沒(méi)有光脈沖相當(dāng)于數(shù)字信號(hào)0。光纖只能單向傳輸，雙向傳輸，需要使用兩根光纖LED：定向性差，壽命短，價(jià)格低ILD：定向性好，壽命長(zhǎng)，價(jià)格高光電轉(zhuǎn)換光纖光纖分類23

光纖工作的三個(gè)中心波長(zhǎng)為0.85mm、1.3mm和1.55mm，帶寬很大根據(jù)傳輸點(diǎn)模數(shù)的不同，可以分為單模光纖和多模光纖所謂“模”是指以一定角度進(jìn)入光纖的一束光單模光纖和多模光纖特性比較比較項(xiàng)目單模光纖多模光纖速度快慢距離長(zhǎng)短成本高低光源ILDLED光纖光纖特性24

光纖規(guī)格表示：纖芯直徑/反射包層直徑，常見(jiàn)的有：62.5/125mm、50/125mm、8.3/125mm（單模）光纖主要用于長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)的主干和惡劣環(huán)境中光纖光纖的連接組件25

光纖配線架與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間使用光纖跳線連接常用的光纖插頭：SC型與ST型有線傳輸介質(zhì)的比較26

無(wú)線介質(zhì)和傳輸介質(zhì)的選擇無(wú)線介質(zhì)27

傳輸介質(zhì)除了同軸電纜、雙絞線和光纖外，還有一種手段是根本不使用導(dǎo)線，這就是利用無(wú)線介質(zhì)進(jìn)行通信。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用與有線網(wǎng)絡(luò)同樣的工作方法，它們按PC、