第2章_網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (1)

1、第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.1 雙絞線雙絞線 2.2 同軸電纜同軸電纜 2.3 光纖光纖2.4 無線傳輸無線傳輸習(xí)題習(xí)題第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.1 雙絞線雙絞線2.1.1 雙絞線的結(jié)構(gòu)普通照明用的導(dǎo)線是兩根導(dǎo)線，一般采用平行結(jié)構(gòu)。而在雙絞線中，是把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起的，如圖2.1所示，每一根導(dǎo)線在傳輸過程中輻射的電磁波會(huì)與另一根導(dǎo)線上發(fā)出的電磁波抵消，從而降低了信號(hào)干擾的程度，這正是雙絞結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。雙絞線的一個(gè)雙絞循環(huán)稱作扭距，扭距越小，抗干擾能力越強(qiáng)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)

2、 平行結(jié)構(gòu)雙絞結(jié)構(gòu)圖2.1 平行結(jié)構(gòu)和雙絞結(jié)構(gòu) 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 如圖2.2所示，用于網(wǎng)絡(luò)連接的雙絞線內(nèi)部有八根銅線，每根銅線都由絕緣層包裹，絕緣層使用不同的顏色來區(qū)分每一根導(dǎo)線。撕剝線是一根強(qiáng)度很高的細(xì)線，在制作線纜時(shí)可借助撕剝線劃開封套。雙絞線內(nèi)部的八根導(dǎo)線是兩兩互絞的：橙色線與白橙線互絞，藍(lán)色線與白藍(lán)線互絞，綠色線與白綠線互絞，棕色線與白棕線互絞。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 封套撕剝線絕緣層銅線圖2.2 雙絞線的剖面圖 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.1.2 雙絞線的分類與規(guī)格型號(hào)1. 分類雙絞線分為屏蔽雙絞線(Shielded Twi

3、sted Pair，STP)和非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pair，UTP)。 屏蔽雙絞線的導(dǎo)線與封套之間有一個(gè)金屬的網(wǎng)狀屏蔽層，用來減小幅射，可以防止外部電磁干擾，并且避免雙絞線內(nèi)部的電磁輻射傳到外部，從而防止通信線路上的信息被竊聽，保證了一定的安全性。但是，這也使得本要向外輻射的電磁波從屏蔽層反射回來，從而產(chǎn)生內(nèi)部干擾。屏蔽雙絞線價(jià)格相對(duì)較高，安裝時(shí)必須配有支持屏蔽功能的特殊連接器和相應(yīng)的安裝技術(shù)，并且屏蔽層必須嚴(yán)格接地，才能真正起到抗干擾作用，否則有可能使屏蔽層自身成為一個(gè)很大的干擾源。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 屏蔽雙絞線有較高的傳輸速率，100

4、m內(nèi)可達(dá)到155 Mb/s。全屏蔽解決方案主要應(yīng)用于嚴(yán)重電磁干擾環(huán)境(如一些廣播站、電臺(tái)等)以及那些出于安全目的要求電磁輻射極低的環(huán)境。圖2.3所示為整體屏蔽的雙絞線，圖2.4所示為每對(duì)屏蔽的雙絞線。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.3 整體屏蔽雙絞線 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.4 每對(duì)屏蔽雙絞線 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 如果沒有特殊要求，在施工布線中非屏蔽雙絞線更為常用。非屏蔽雙絞線是由一對(duì)分別用絕緣層包封的單股銅線雙絞而成的，它沒有屏蔽層，直徑小，重量輕，易彎曲，易安裝，適用于結(jié)構(gòu)化綜合布線。尤其是采用特殊技術(shù)生產(chǎn)的非屏蔽雙絞線，具有防

5、電磁波及克服電容干擾能力，它的傳輸速度可達(dá)100 Mb/s。非屏蔽雙絞線在價(jià)格上和安裝上均比使用同軸電纜及光纖優(yōu)越，是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠、方便的傳輸介質(zhì)，且非屏蔽雙絞線技術(shù)越來越成熟，系列產(chǎn)品及配套連接部件越來越齊全，從而使得非屏蔽雙絞線的應(yīng)用非常廣泛。圖2.5所示為典型的非屏蔽雙絞線；圖2.6所示為阻水型非屏蔽雙絞線，具有雙封套，阻水性能好，主要適用于室外布線。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.5 典型的非屏蔽雙絞線 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.6 阻水型非屏蔽雙絞線 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2. 規(guī)格型號(hào)EIA/TIA(電氣工業(yè)協(xié)會(huì)/電信工業(yè)

6、協(xié)會(huì))為雙絞線電纜定義了多種不同型號(hào)，如下所述。其中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線使用3、4、5類及5類以上雙絞線電纜。1類：主要用于傳輸語音信號(hào)(1類標(biāo)準(zhǔn)主要用于20世紀(jì)80年代之前的電話線纜)，不用于數(shù)據(jù)傳輸。2類：傳輸頻率為1 MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率4 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸，常見于使用4 Mb/s規(guī)范令牌傳遞協(xié)議的舊的令牌環(huán)網(wǎng)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3類：指目前在ANSI和EIA/TIA 568標(biāo)準(zhǔn)中指定的電纜。該電纜的傳輸頻率為16 MHz，用于語音傳輸及最高傳輸速率為10 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于10Base-T網(wǎng)絡(luò)。4類：該類電纜的傳輸頻率為20 MHz，用

7、于語音傳輸和最高傳輸速率16 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于基于令牌的局域網(wǎng)以及10Base-T和100Base-T網(wǎng)絡(luò)。5類：該類電纜增加了繞線密度，外套一種高質(zhì)量的絕緣材料，最高傳輸頻率為100 MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率為100 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于10Base-T和100Base-T網(wǎng)絡(luò)，這是較常用的以太網(wǎng)電纜。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 超5類(Enhanced Cat 5)：將現(xiàn)在的5類非屏蔽雙絞線的性能加以改善，不少參數(shù)的性能(例如近端串?dāng)_(NEXT)、衰減串?dāng)_比(ACR)、帶寬等)都有提高，主要用于傳輸速率低于千兆b/s的以太網(wǎng)。6類：一個(gè)新級(jí)別的

8、電纜，與5類或超5類相比，各項(xiàng)性能參數(shù)都有較大提高。6類系統(tǒng)工作在250 MHz的頻率上，在相等條件下提供兩倍于5類系統(tǒng)的帶寬，主要用于千兆b/s或更高傳輸速率的以太網(wǎng)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.1.3 雙絞線的識(shí)別1. 線對(duì)數(shù)目10 M以太網(wǎng)10Base-T標(biāo)準(zhǔn)使用2對(duì)導(dǎo)線傳輸信號(hào)；快速以太網(wǎng)有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：100Base-TX、100Base-T2和100Base-T4。100Base-T4使用4對(duì)線；另兩種使用2對(duì)線，有些供應(yīng)商以此為由提供只有2對(duì)線的雙絞線，這樣的線纜價(jià)格便宜但不是正規(guī)產(chǎn)品。根據(jù)美國(guó)線纜標(biāo)準(zhǔn)(AWG)規(guī)定：3類、4類、5類、超5類雙絞線中的導(dǎo)線都定義為4

9、對(duì)。其中3類線的實(shí)際產(chǎn)品有些是2對(duì)線，有些是4對(duì)線，僅在早期的10 M以太網(wǎng)中可以找到使用2對(duì)線的3類線。而快速以太網(wǎng)要求的5類線應(yīng)能支持三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，必須要有4對(duì)線。在千兆以上的以太網(wǎng)中，一定要使用4對(duì)線通信。因此，組網(wǎng)時(shí)應(yīng)選擇有標(biāo)準(zhǔn)線對(duì)數(shù)的線纜。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2. 扭絞要求雙絞線中有多個(gè)線對(duì)，不同的線對(duì)具有不同的扭距，在某些非正規(guī)廠商生產(chǎn)的雙絞線中常存在以下問題：(1) 所有線對(duì)的扭絞密度相同。(2) 線對(duì)的扭絞密度不符合技術(shù)要求。(3) 線對(duì)的扭絞方向不符合要求。這些問題會(huì)引起雙絞線的近端串?dāng)_，從而使傳輸距離達(dá)不到要求。不同規(guī)格型號(hào)的雙絞線的總體扭絞密度不同，如

10、5類線比3類線密，超5類線比5類線密。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3. 線纜產(chǎn)品標(biāo)識(shí)雙絞線產(chǎn)品標(biāo)識(shí)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同生產(chǎn)商的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)可能不同，但一般應(yīng)包括以下一些信息：雙絞線類型、NEC/UL防火測(cè)試和級(jí)別、CSA防火測(cè)試、長(zhǎng)度標(biāo)志、生產(chǎn)日期、雙絞線的生產(chǎn)商和產(chǎn)品號(hào)碼。下面以AVAYA產(chǎn)品為例說明其標(biāo)識(shí)的含義：AVAYA-C SYSTEIMAX 1061C+ 4/24AWG CM VERIFIED UL CAT 5E 31086 FEET 09745.0 METERS 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) l AVAYA-C SYSTEMIMAX：該雙絞線的生產(chǎn)商。l 106

11、1C+：該雙絞線的產(chǎn)品號(hào)。l 4/24：這條雙絞線是由4對(duì)24AWG電線的線對(duì)所構(gòu)成的。銅導(dǎo)線的直徑通常用AWG(American Wire Gauge)來衡量，AWG數(shù)值越小，導(dǎo)線直徑越大。我們通常使用的雙絞線均為24 AWG(約0.5 mm)。l CM：通信通用電纜。CM是NEC(美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)范，National Electrical Code)中防火耐煙等級(jí)中的一種。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) l VERIFIEDUL：雙絞線滿足UL(Underwriters Laboratories Inc.，保險(xiǎn)業(yè)者實(shí)驗(yàn)室)的標(biāo)準(zhǔn)要求。UL成立于1984年，是一個(gè)非營(yíng)利的獨(dú)立組織，致

12、力于產(chǎn)品的安全性測(cè)試和認(rèn)證。 l CAT 5E：該雙絞線通過UL測(cè)試，達(dá)到超5類標(biāo)準(zhǔn)。l 31086 FEET 09745.0 METERS：生產(chǎn)這條雙絞線時(shí)的長(zhǎng)度點(diǎn)。購(gòu)買雙絞線時(shí)，如果想知道一箱雙絞線的長(zhǎng)度，可以找到雙絞線的頭部和尾部的長(zhǎng)度標(biāo)記，相減后即得出其長(zhǎng)度。METERS表明以米為單位，如果是FT則表示以英尺為單位。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.1.4 RJ-45插頭與插槽 RJ是Registered Jack的縮寫。在FCC(美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)，F(xiàn)ederal Communications Commission)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中定義RJ是描述公用電信網(wǎng)絡(luò)的接口，常用的有

13、RJ-11和RJ-45兩種。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，RJ-45是標(biāo)準(zhǔn)8位模塊化接口的俗稱。在3類、4類、5類、超5類、6類布線中，采用的都是RJ型接口。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) RJ-45插頭是一種透明的塑料接插件，又稱“水晶頭”。其前端有8個(gè)凹槽。簡(jiǎn)稱“8P”(Position，位置 ) ； 凹 槽 內(nèi) 的 金 屬 接 點(diǎn) 共 有 8 個(gè) ， 簡(jiǎn) 稱“8C”(Contact，觸點(diǎn))。因此，業(yè)界對(duì)此有“8P8C”的別稱。和RJ-45插頭外觀相似的有電話線的RJ-11插頭，它有4個(gè)槽(Position)，有2個(gè)或4個(gè)金屬接點(diǎn)(Contact)，因此在普通電器商店中?？煽吹綐?biāo)著“4P4C”或

14、“4P2C”的插頭。圖2.7所示是RJ-45插頭與RJ-11插頭的外觀比較。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.1.4 RJ-45插頭與插槽RJ是Registered Jack的縮寫。在FCC(美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)，F(xiàn)ederal Communications Commission)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中定義RJ是描述公用電信網(wǎng)絡(luò)的接口，常用的有RJ-11和RJ-45兩種。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，RJ-45是標(biāo)準(zhǔn)8位模塊化接口的俗稱。在3類、4類、5類、超5類、6類布線中，采用的都是RJ型接口。RJ-45插頭是一種透明的塑料接插件，又稱“水晶頭”。其前端有8個(gè)凹槽。簡(jiǎn)稱“8P”(Position，位置)；

15、凹槽內(nèi)的金屬接點(diǎn)共有8個(gè)，簡(jiǎn)稱“8C”(Contact，觸點(diǎn))。因此，業(yè)界對(duì)此有“8P8C”的別稱。和RJ-45插頭外觀相似的有電話線的RJ-11插頭，它有4個(gè)槽(Position)，有2個(gè)或4個(gè)金屬接點(diǎn)(Contact)，因此在普通電器商店中?？煽吹綐?biāo)著“4P4C”或“4P2C”的插頭。圖2.7所示是RJ-45插頭與RJ-11插頭的外觀比較。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.7 RJ-45插頭與RJ-11插頭的外觀比較 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) RJ-45插頭的前端平行放置有帶有“V”型刀口的8個(gè)銅片，如圖2.8所示。銅片的前端有一小部分穿出RJ-45塑料殼，形

16、成和RJ-45插槽接觸的金屬腳。制作線纜時(shí)，導(dǎo)線會(huì)位于刀口的下方，當(dāng)用工具壓緊RJ-45插頭時(shí)，刀口將刺破導(dǎo)線的絕緣層，與導(dǎo)線銅芯接觸。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 導(dǎo)線帶有“V”型刀口的銅片圖2.8 帶有“V”型刀口的銅片 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 帶有銅片一面的相對(duì)面附有一個(gè)彈片，用于將RJ-45插頭固定在RJ-45插槽內(nèi)。當(dāng)彈片朝下時(shí)，前端最左邊的銅片就是第“1”引腳，然后往右依次為第“2”、“3”直到第“8”引腳，如圖2.9所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.9 引腳排列 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.10所示為網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)

17、連接設(shè)備上的RJ-45插槽。當(dāng)將RJ-45插頭插入插槽時(shí)，如果聽到“喀噠”聲，則表示插到位，這時(shí)RJ-45插頭上的8個(gè)銅片與RJ-45插槽中對(duì)應(yīng)的8個(gè)銅絲接觸連接。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 81圖2.10 RJ-45插槽 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.1.5 雙絞線的制作與簡(jiǎn)單測(cè)試1. 線序雙絞線的線序排列遵循北美的EIA/TIA 568A和EIA/TIA 568B兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，見表2.1。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 表2.1 EIA/TIA 568A和EIA/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA 568A 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA 568B 標(biāo)準(zhǔn) 引腳

18、 順序 介質(zhì)直接 連接信號(hào) 雙絞線繞對(duì) 的排列順序 引腳 順序 介質(zhì)直接 連接信號(hào) 雙絞線繞對(duì)的 排列順序 1 Tx+ 白綠 1 Tx+ 白橙 2 Tx- 綠 2 Tx- 橙 3 Rx+ 白橙 3 Rx+ 白綠 4 沒有使用 藍(lán) 4 沒有使用 藍(lán) 5 沒有使用 白藍(lán) 5 沒有使用 白藍(lán) 6 Rx- 橙 6 Rx- 綠 7 沒有使用 白棕 7 沒有使用 白棕 8 沒有使用 棕 8 沒有使用 棕 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 雙絞線的兩種常用的連接方法是直通線和交叉線。直通線也稱正線，制作時(shí)，線纜兩端的水晶頭中的線序采用同一標(biāo)準(zhǔn)，如都采用EIA/TIA 568A標(biāo)準(zhǔn)，或者都采用EIA/

19、TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)，如圖2.11所示，通常采用EIA/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)。直通線適用于交換機(jī)(或集線器)UPLINK口與交換機(jī)(或集線器)普通端口之間、交換機(jī)(或集線器)與路由器之間、交換機(jī)(或集線器)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡之間的連接。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 白橙橙12白綠藍(lán)34白藍(lán)綠56白棕棕7812345678白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕未使用未使用Rx未使用未使用RxTxTxEIA / TIA 568B未使用未使用Tx未使用未使用TxRxRxEIA / TIA 568B圖2.11 直通線 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 交叉線也稱反線，制作時(shí)，線纜兩端的水晶頭中的線序采

20、用不同標(biāo)準(zhǔn)，即一端是EIA/TIA 568A標(biāo)準(zhǔn)，另一端是EIA/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)，如圖2.12所示。交叉線適用于交換機(jī)(或集線器)普通端口與交換機(jī)(或集線器)普通端口之間、計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡之間的連接。另外，路由器與計(jì)算機(jī)直接連接也使用交叉線。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 白橙橙12白綠藍(lán)34白藍(lán)綠56白棕棕7812345678白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕未使用未使用Rx未使用未使用RxTxTxEIA / TIA 568B未使用未使用Rx未使用未使用RxTxTxEIA / TIA 568A圖2.12 交叉線 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2. 雙絞線的制作下面以常

21、用的EIA/TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)為例介紹雙絞線的制作方法，所采用的工具為專用的RJ-45壓線鉗，如圖2.13所示，該工具有切線、剝線和壓線3種功能。 利用壓線鉗用于切線的兩個(gè)金屬刀片在雙絞線23 cm處的封套上劃出刀痕，兩手握住刀痕兩側(cè)的雙絞線擰動(dòng)直到封套脫落，露出4對(duì)導(dǎo)線；或者使用工具將雙絞線剝開一個(gè)小頭，當(dāng)露出8根導(dǎo)線和撕剝線時(shí)，緊握雙絞線封套，將撕剝線用力向外拉便可以劃開封套，如圖2.14所示。露出足夠長(zhǎng)的導(dǎo)線后，剪去封套和撕剝線。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖圖2.13 RJ- -45壓線鉗壓線鉗第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 如圖2.15所示，將4個(gè)線對(duì)從左到

22、右按照橙、綠、藍(lán)、棕的順序排列，然后打開繞對(duì)。注意每對(duì)線打開時(shí)，花色線排純色線的左邊，8根線的順序便為白橙、橙、白綠、綠、白藍(lán)、藍(lán)、白棕、棕(EIA/TIA 568B)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.14 撕剝線的使用 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 橙綠藍(lán)棕 圖2.15 色線的排列 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 將藍(lán)色線和綠色線互換位置，形成白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白棕、棕的順序，保證該順序，調(diào)整8根線使之平整，剪齊導(dǎo)線頭，如圖2.16所示。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.16 剪齊導(dǎo)線頭 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介

23、質(zhì) RJ-45水晶頭彈片朝下，使棕線在最右邊，將剪好的8根線插入水晶頭直至底部。 將水晶頭放入壓線鉗的壓槽中，如圖2.17所示。注意壓線鉗一側(cè)的金屬壓線齒(共8個(gè))和另一側(cè)的加固頭要準(zhǔn)確地與水晶頭相對(duì)應(yīng)，不能出現(xiàn)錯(cuò)位。然后，握住手柄壓緊水晶頭，此雙絞線便制作完成了。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.17 將水晶頭放入壓線鉗的壓槽中 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3. 雙絞線連通性的測(cè)試常用的雙絞線連通性測(cè)試工具有萬用表、簡(jiǎn)易測(cè)試儀、電纜測(cè)試儀三種。1) 萬用表萬用表是測(cè)試雙絞線是否正常的基本工具，但它只能測(cè)量單個(gè)導(dǎo)線(一條芯線的兩端)是否連通，因此，利用萬用表僅能測(cè)得

24、這端接頭的第幾只腳對(duì)應(yīng)于另一端接頭的第幾只腳，但不能測(cè)出信號(hào)衰減情況。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2) 簡(jiǎn)易測(cè)試儀 如圖2.18所示，簡(jiǎn)易測(cè)試儀通常分為兩部分：一部分為主測(cè)試器，另一部分為遠(yuǎn)程測(cè)試器。這兩部分各有8個(gè)LED燈以及至少一個(gè)RJ-45插槽(有些同時(shí)具有BNC、AUI、RJ-11等測(cè)試功能)。簡(jiǎn)易測(cè)試儀對(duì)雙絞線18線逐根(對(duì))測(cè)試，通過8個(gè)LED燈，可以區(qū)分并判定哪一根(對(duì))線錯(cuò)線、短路或開路。簡(jiǎn)易測(cè)試儀的部分功能也可以用萬用表模擬，但簡(jiǎn)易測(cè)試儀操作更方便。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖圖2.18 簡(jiǎn)易測(cè)試儀簡(jiǎn)易測(cè)試儀第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸

25、介質(zhì) 簡(jiǎn)易測(cè)試儀的測(cè)試方法為：打開電源，將網(wǎng)線RJ-45插頭分別插入主測(cè)試器和遠(yuǎn)程測(cè)試器，主測(cè)試器的指示燈從1至8逐個(gè)順序閃亮，若接線正確，則遠(yuǎn)程測(cè)試器的指示燈也逐個(gè)順序閃亮，即主測(cè)試器 12345678 遠(yuǎn)程測(cè)試器 12345678 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 若接線不正常，則簡(jiǎn)易測(cè)試儀指示燈按下述情況顯示：(1) 有一根網(wǎng)線如3號(hào)線開路，則主測(cè)試器和遠(yuǎn)程測(cè)試器的3號(hào)燈都不亮。(2) 有幾條線不通，則幾條線對(duì)應(yīng)的指示燈都不亮；當(dāng)網(wǎng)線少于兩根線連通時(shí)，所有燈都不亮。(3) 兩頭網(wǎng)線亂序，例如2、4線亂序，則顯示如下：主測(cè)試器 12345678(不變) 遠(yuǎn)程測(cè)試器 14325678

26、(改變) 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (4) 網(wǎng)線有兩根短路時(shí)，則主測(cè)試器顯示燈不亮，而遠(yuǎn)程測(cè)試器短路的兩根線所對(duì)應(yīng)的燈都微亮；若有三根以上(含三根)短路，則所有短路的線所對(duì)應(yīng)的燈都不亮。3) 電纜測(cè)試儀 電纜測(cè)試儀除了可檢測(cè)導(dǎo)線的連通狀況外，還可以測(cè)得信號(hào)的衰減率，并直接以圖形的方式顯示雙絞線兩端的接腳對(duì)應(yīng)狀況等，但價(jià)格較高。如圖2.19所示，將雙絞線的兩端分別插入多功能電纜測(cè)試儀的RJ-45插槽中，按下電源開關(guān)，選擇“自動(dòng)測(cè)試”模式，多功能電纜測(cè)試儀會(huì)自動(dòng)感應(yīng)電纜的連接狀況，并顯示出電纜長(zhǎng)度以及端到端的連接情況。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.19 電纜測(cè)試儀

27、 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.2 同軸電纜同軸電纜 2.2.1 同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜(Coaxial Cable)由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體屏蔽層和外層絕緣護(hù)套組成，如圖2.20所示。內(nèi)導(dǎo)體可以是單股銅芯或者多股絞合銅芯，電信號(hào)在其上傳輸。絕緣層用來隔絕內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體屏蔽層。外導(dǎo)體屏蔽層是一層金屬網(wǎng)，可以有效防止電磁干擾。外層絕緣護(hù)套用于保護(hù)線纜在外界環(huán)境中不被損壞。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 外導(dǎo)體屏蔽層外層絕緣護(hù)套絕緣層內(nèi)導(dǎo)體圖2.20 同軸電纜的結(jié)構(gòu) 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.2.2 同軸電纜的分類1. 基帶同軸電纜基帶同軸電纜的屏蔽層

28、通常是用銅做成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其特征阻抗為50 。該電纜用于傳輸數(shù)字信號(hào)，常用的型號(hào)一般有RG-8(粗纜)和RG-58(細(xì)纜)。粗纜與細(xì)纜最直觀的區(qū)別在于電纜直徑不同。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(zhǎng)，可靠性高；但是粗纜網(wǎng)絡(luò)必須安裝收發(fā)器和收發(fā)器電纜，安裝難度也大，因此總體造價(jià)高。相反，細(xì)纜則比較簡(jiǎn)單，造價(jià)較低；但由于安裝過程中要切斷電纜，因而當(dāng)接頭較多時(shí)容易產(chǎn)生接觸不良的隱患。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 無論是使用粗纜還是細(xì)纜連接的網(wǎng)絡(luò)，故障點(diǎn)往往會(huì)影響到整根電纜上的所有機(jī)器，故障的診斷和修復(fù)都很麻煩。因此，基帶同軸電纜已逐步被非屏蔽雙絞線或光纜所取代。2寬帶同軸電纜

29、寬帶同軸電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓而成的，其特征阻抗為75 。這種電纜通常用于傳輸模擬信號(hào)，常用型號(hào)為RG-59，是有線電視網(wǎng)中使用的標(biāo)準(zhǔn)傳輸線纜，可以在一根電纜中同時(shí)傳輸多路電視信號(hào)。寬帶同軸電纜也可用作某些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.2.3 使用基帶同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)連接1. 粗纜的連接1) 粗纜連接所需要的硬件建立一個(gè)粗纜以太網(wǎng)需要以下一些硬件設(shè)備。(1) 網(wǎng)絡(luò)接口卡：網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要一塊提供AUI接口的以太網(wǎng)卡。(2) 收發(fā)器(Transceiver)：粗纜以太網(wǎng)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過安裝在干線電纜上的外部收發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。在連接粗纜以太網(wǎng)時(shí)，用戶

30、可以選擇任何一種標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)(IEEE 802.3)類型的外部收發(fā)器。收發(fā)器由兩部分組成：含有電子元器件的媒體連接單元MAU(Medium Attachment Unit)和沒有電子元器件的插入式分接頭(也稱為媒體相關(guān)接口MDI(Medium Dependent Interface)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (3) 收發(fā)器電纜：用于連接網(wǎng)絡(luò)接口卡和外部收發(fā)器，通常稱為AUI電纜。(4) 電纜系統(tǒng)：連接粗纜以太網(wǎng)的電纜系統(tǒng)包括粗同軸電纜、用于連接電纜的一系列連接器和50 的終端匹配器。終端匹配器安裝在干線電纜段的兩端，用于防止電子信號(hào)的反射。干線電纜段兩端的終端匹配器必須有一個(gè)

31、接地。(5) 中繼器：由于信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中有衰減和噪音干擾，使有用的信號(hào)變得越來越弱，因而為了保證在較長(zhǎng)傳送范圍內(nèi)信號(hào)的有效性，要用中繼器將弱信號(hào)放大整形后再轉(zhuǎn)發(fā)出去。對(duì)于使用粗纜的以太網(wǎng)，每個(gè)干線段的長(zhǎng)度不超過500 m，可以用中繼器連接兩個(gè)干線段，以擴(kuò)充主干電纜的長(zhǎng)度。每個(gè)以太網(wǎng)中最多可以使用4個(gè)中繼器，連接5段干線段電纜。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2) 粗纜與站點(diǎn)的連接如圖2.21所示，計(jì)算機(jī)上必須安裝提供AUI接口的網(wǎng)卡，網(wǎng)卡與收發(fā)器通過收發(fā)器電纜連接起來，收發(fā)器電纜的長(zhǎng)度不能超過50 m，相鄰收發(fā)器之間的最小距離為2.5 m。粗纜干線段兩端分別安裝有終端匹配器且一

32、端接地。粗纜干線段最大長(zhǎng)度為500 m，每條干線段可以接入的節(jié)點(diǎn)數(shù)目最多為100個(gè)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) MAUMDIPC網(wǎng)卡AUI接口AUI接口收發(fā)器電纜收發(fā)器粗纜終端匹配器終端匹配器PCPCPC圖2.21 粗纜與站點(diǎn)的連接 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3) 粗纜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)用粗纜連接的線路有以下特點(diǎn)：(1) 具有較高的可靠性，網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)。(2) 具有較大的地理覆蓋范圍，最長(zhǎng)距離可達(dá)2500 m。(3) 線纜笨重，網(wǎng)絡(luò)安裝、維護(hù)和擴(kuò)展比較困難。(4) 造價(jià)高。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2. 細(xì)纜的連接使用細(xì)纜組建小型局域網(wǎng)主要是為了節(jié)約

33、設(shè)備開支，或者是因?yàn)樗褂玫哪承┰缙诘募€器之間無法用雙絞線連接。1) 細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)的硬件(1) 網(wǎng)絡(luò)接口卡：網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要一塊提供BNC接口的以太網(wǎng)卡，如圖2.22所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) BNC接口圖2.22 提供BNC接口的以太網(wǎng)卡 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (2) BNC連接器：安裝在每個(gè)細(xì)纜段的兩端。BNC電纜連接器如圖2.23所示，左圖為組合在一起的BNC連接器圖示，而右圖為各部分拆分后的圖示。BNC連接器包括外套、尾管和觸針三個(gè)部分。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.23 BNC電纜連接器 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介

34、質(zhì) (3) BNC T型連接器：細(xì)纜以太網(wǎng)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過T型連接器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。T型連接器如圖2.24所示，其水平方向的兩個(gè)插頭用于連接兩段細(xì)纜，與之垂直的插口與網(wǎng)絡(luò)接口卡上的BNC接口相連。(4) BNC終端匹配器：外觀如圖2.25所示，阻抗為50 ，安裝在干線段的兩端，用于防止電子信號(hào)的反射。干線段電纜兩端的終端匹配器必須有一個(gè)且僅有一個(gè)接地。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.24 BNC T型連接器 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.25 BNC終端匹配器 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (5) 中繼器：對(duì)于使用細(xì)纜的以太網(wǎng)，每個(gè)細(xì)纜干線段的長(zhǎng)度

35、要求不超過185 m，可以用帶有BNC接口的中繼器(如圖2.26所示)連接兩個(gè)干線段，以擴(kuò)充主干電纜的長(zhǎng)度。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.26 細(xì)纜中繼器第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2) 細(xì)纜制作步驟制作細(xì)纜的工具一般為細(xì)纜專用壓線鉗，如圖2.27所示，該工具同時(shí)具有壓線、剝線、剪線功能。(1) 如圖2.28所示，我們先來認(rèn)識(shí)一下連接器的各個(gè)組成部件。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.27 細(xì)纜專用壓線鉗 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 尾管觸針連接器外殼連接體 圖2.28 連接器的組成部件 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (

36、2) 根據(jù)連接距離的要求，剪取一定長(zhǎng)度的細(xì)纜(不少于0.5 m)。用壓線鉗的剝線端剝?nèi)ル娎|外面的一層膠體保護(hù)層，長(zhǎng)度與BNC連接器的長(zhǎng)度相當(dāng)，約2 cm。注意在剝?nèi)ケＷo(hù)層時(shí)不要使用其他工具，否則會(huì)切斷與保護(hù)層相隔的金屬網(wǎng)。(3) 按圖2.29所示用壓線鉗的剝線端剝?nèi)ル娎|的護(hù)套、屏蔽層和絕緣層，然后將連接器的尾管套在電纜上。如果芯線是多股的，剝?nèi)ソ^緣層后要將它順向絞緊；如果有屏蔽鋁箔，要撕去露出的鋁箔。(4) 將連接器的觸針套在電纜的導(dǎo)線上，然后用壓線鉗的細(xì)孔夾住觸針的底部，緊壓。套上觸針的電纜如圖2.30所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 導(dǎo)線絕緣層護(hù)套屏蔽層圖2.29 剝好的細(xì)纜

37、 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.30 套上觸針的電纜 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (5) 將電纜的金屬網(wǎng)狀屏蔽層松開一些，參見圖2.30，以使連接器能套進(jìn)去。 (6) 如圖2.31所示，將BNC連接器外殼套在細(xì)纜上，使連接器的連接體剛好套在透明絕緣層上，而不要把屏蔽層的金屬網(wǎng)壓住。將BNC連接器壓緊，保證觸針和BNC連接器前端平齊，否則可能會(huì)引發(fā)通信故障。然后輕輕地拉一拉電纜以確認(rèn)觸針就位準(zhǔn)確。(7) 將屏蔽金屬網(wǎng)均勻地壓在BNC連接器的連接體上，再將尾管頂緊連接體，用壓線鉗的細(xì)纜口夾住尾管，用力壓緊，細(xì)纜制作完成，如圖2.32所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)

38、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.31 將BNC連接器外殼套在細(xì)纜上 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.32 制作完成的細(xì)纜 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3) 細(xì)纜與站點(diǎn)的連接如圖2.33所示，在加入站點(diǎn)的位置將細(xì)纜切斷，并在每段細(xì)纜的兩端按照上述步驟安裝BNC連接器，然后用BNC T型連接器的水平接頭連接切斷的細(xì)纜，垂直接頭連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的BNC接口。干線邊沿的連接稍有區(qū)別，BNC T型連接器的水平接頭一端連接切斷的細(xì)纜，另一端連接終端匹配器，垂直接頭依然連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的BNC接口。兩個(gè)相鄰的BNC T型連接器之間的最小間隔距離為0.5 m。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸

39、介質(zhì) PCPCPC終端匹配器終端匹配器PC網(wǎng)卡BNC 連接器細(xì)纜 BNC 連接器 BNC T型連接器 終端匹配器圖2.33 細(xì)纜與站點(diǎn)的連接 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 一個(gè)細(xì)纜干線段的最大電纜長(zhǎng)度為185 m，細(xì)纜干線段兩端各接一個(gè)終端匹配器，且需要有一端的終端匹配器接地。每個(gè)細(xì)纜干線段支持的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為30。需使用中繼器延長(zhǎng)電纜范圍時(shí)，最多可使用4個(gè)中繼器連接5個(gè)干線段。4) 細(xì)纜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)用細(xì)纜連接的線路有以下特點(diǎn)：(1) 造價(jià)較低。(2) 網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)。(3) 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和擴(kuò)展比較困難。(4) 電纜系統(tǒng)容易產(chǎn)生斷點(diǎn)，影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)

40、傳輸介質(zhì) 2.3 光纖2.3.1 光纖的結(jié)構(gòu)與工作原理光纖通常是由石英玻璃拉成的細(xì)絲，由纖芯和透明包層組成，如圖2.34所示。纖芯的直徑只有8100 m，光信號(hào)通過纖芯傳導(dǎo)。這種由纖芯和包層組成的光纖是裸光纖。為了保護(hù)光纖表層，增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度，在它外面要加外套，這就構(gòu)成了光纜，如圖2.34右圖所示。外套基本由覆層、填充物和外護(hù)層組成。覆層的作用是防塵，增加機(jī)械強(qiáng)度，使光纖不易折斷。填充物的作用是進(jìn)一步保護(hù)光纖，以防止安裝時(shí)的拉伸和溫度變化引起的熱脹冷縮。外護(hù)層是最后一層保護(hù)，可以進(jìn)一步提高光纖的強(qiáng)度。不同的外護(hù)套為不同條件下的光纜安裝提供相應(yīng)的解決方案。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸

41、介質(zhì) 包層纖芯圖2.34 光纖結(jié)構(gòu) 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 纖芯由透明包層包裹，光在纖芯中傳播，當(dāng)光到達(dá)這兩種透明介質(zhì)的接觸面時(shí)，光線被分成兩部分：一部分折射到包層中，另一部分反射回纖芯。由于包層的折射率較纖芯的折射率低，而光線由折射率高的介質(zhì)射入折射率低的介質(zhì)時(shí)，折射角大于反射角，因而當(dāng)光線的入射角足夠大(大于某個(gè)臨界角度)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)全反射。全反射使光線到達(dá)纖芯與包層的接觸面時(shí)折回纖芯并向遠(yuǎn)端傳播，光線在纖芯內(nèi)沿著一條“之”字型路線前進(jìn)，如圖2.35所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 光纖芯包層圖2.35 光在纖芯中的傳輸路徑 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)

42、傳輸介質(zhì) 2.3.2 光纖的分類與特點(diǎn)1. 多模(Multi Mode，MM)光纖多模光纖的纖芯直徑較大，允許不同角速度入射的光線在一條光纖中傳輸。根據(jù)入射角度的不同，各種模式的光在光纖中實(shí)際經(jīng)過的距離可能不同，如圖2.36(a)所示，它們到達(dá)目的地的時(shí)間也略有差異，這種現(xiàn)象被稱為模式色散。因此，多模光纖的纖芯剖面折射率分布為漸變型分布，由纖芯中心向外折射率逐漸減小，這使得光通過纖芯中心時(shí)速度放慢，通過纖芯外沿時(shí)速度加快，這就保證了所有模式的光幾乎能同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 這樣光接收器就能收到一個(gè)強(qiáng)閃的光，而不是一個(gè)模糊的閃光。標(biāo)準(zhǔn)的多模光纖一般采用直徑為50

43、m或者62.5 m的纖芯，包層直徑為125 m，這種光纖可表示為50/125或者62.5/125。多模光纖的光源通常是紅外發(fā)光二極管(LED)。這種光源造價(jià)便宜但發(fā)射的光在光纖中的傳輸距離沒有激光長(zhǎng)。多模光纖可用于中容量、中距離通信系統(tǒng)，是局域網(wǎng)中最常用的光纖。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2. 單模(Single Mode，SM)光纖單模光纖的纖芯中只傳播一種模式的光，纖芯直徑比多模光纖小很多，僅幾微米(一般為810 m)；單模光纖的包層直徑與多模光纖一樣，均為125 m。單模光纖不存在模式色散，纖芯的折射率是均勻的。單模光纖的纖芯沒有空間供光線來回反射傳播。單模光纖采用高度匯

44、聚的紅外激光源，產(chǎn)生的光線以90進(jìn)入纖芯，沿直線向前傳播，如圖2.36(b)所示。這使得單模光纖與多模光纖相比，傳輸速率更高，距離更遠(yuǎn)。因此，單模光纖適用于大容量、長(zhǎng)距離的通信。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸入信號(hào)(a)(b)輸出信號(hào)圖2.36 多模光纖與單模光纖 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.3.3 光纖網(wǎng)絡(luò)的組件簡(jiǎn)介1. 光纖通信過程光纖通信過程主要涉及三個(gè)部件：光發(fā)送器、光接收器和光纖。發(fā)送時(shí)，光發(fā)送器會(huì)將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，有光脈沖表示“1”，無光脈沖表示“0”。光信號(hào)在光纖中傳播，途中會(huì)因較長(zhǎng)距離傳輸而發(fā)生衰減，需在適當(dāng)位置設(shè)置中繼器來保

45、證遠(yuǎn)距離通信的信號(hào)質(zhì)量。光信號(hào)到達(dá)接收端后，由光接收器將光信號(hào)恢復(fù)為原始的電信號(hào)。光纖通信過程如圖2.37所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 判決再生光源光檢測(cè)光纖中繼器光信號(hào)光纖光源驅(qū)動(dòng)光發(fā)送器電信號(hào)銅介質(zhì)光檢測(cè)光接收器光信號(hào)光纖放大電信號(hào)銅介質(zhì)圖2.37 光纖通信過程 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2. 光纖網(wǎng)絡(luò)中的主要硬件簡(jiǎn)介1) 光纖收發(fā)器實(shí)際中通信雙方都需要發(fā)送和接收信號(hào)，因此可以將光發(fā)送器和光接收器集成為光纖收發(fā)器，如圖2.38所示。使用光纖收發(fā)器時(shí)應(yīng)先去掉接口保護(hù)套，里邊有兩個(gè)光纖接口，一個(gè)用于光發(fā)送，一個(gè)用于光接收。RJ-45插槽用于通過雙絞線連接以太網(wǎng)

46、交換機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡。2) 光纖中繼器在大容量和長(zhǎng)距離的光纖通信中需要在一定距離處設(shè)置光纖中繼器，如圖2.39所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.38 光纖收發(fā)器 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.39 光纖中繼器 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 3) 光纜實(shí)際應(yīng)用中，光纖以光纜的形式使用，一根光纜可以包含多根光纖。光纜由纜芯、加強(qiáng)構(gòu)件和外保護(hù)層構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖2.40所示。光纜可以按照結(jié)構(gòu)、鋪設(shè)方式、用途等分為多種類別。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 光纖光纖用填充物套管中心加強(qiáng)件護(hù)套光纖束纜芯用填充物中心加強(qiáng)件圖2.40 光纜結(jié)構(gòu)第第2 2

47、章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 4) 帶有光纖模塊的交換機(jī) 交換機(jī)的生產(chǎn)者將光纖的接口和收發(fā)器設(shè)計(jì)為通用接口的小模塊，即光纖模塊，如圖2.41所示。該模塊可以根據(jù)需求選擇安裝。中、高檔的交換機(jī)為了滿足連接端口速率和傳輸距離的需求，往往都裝有光纖模塊。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 圖2.41 帶有光纖模塊的交換機(jī) 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 5) 光纖網(wǎng)卡 光纖網(wǎng)卡的速率很高，一般為1001000 Mb/s，適合于服務(wù)器等通信量較大的計(jì)算機(jī)與交換機(jī)的連接，其外觀如圖2.42所示。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 使用時(shí)將接口保護(hù)套去掉圖2.42 光纖網(wǎng)卡 第第2

48、 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.4 無線傳輸2.4.1 電磁波譜1. 簡(jiǎn)介電磁波是變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播，它在真空中的傳播速度等于光速。光也是電磁波。頻率低的電磁波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，頻率高的電磁波波長(zhǎng)較短。不同頻率(波長(zhǎng))的電磁波組成了連續(xù)的電磁波譜，如圖2.43所示。電磁波譜的頻率范圍很廣，目前已經(jīng)探測(cè)到的電磁波頻率范圍約為11024 Hz，波長(zhǎng)范圍約為10810-16 m。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 非常低極低低 中等 高非常高高高 紅外線可見光紫外線X射線902928 MHz26 MHz2.42.4835 GHz83.5 MHz5.7255.85 GHz125 MHz音頻

49、窄帶PCS(1.9 GHz)蜂窩通信(840 MHz)電視信號(hào)FM廣播紅外無線局域網(wǎng)AM廣播短波極超圖2.43 電磁波譜圖 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 不同頻率的電磁波具有不同的物理特性，其用途也不同。無線電波、紅外光和可見光都可以通過調(diào)節(jié)波的振幅、頻率和相位來承載信息。電磁波頻率越高，承載的信息量就越大，但頻率更高的紫外線、X射線、射線，由于難以產(chǎn)生和調(diào)節(jié)且傳播時(shí)易造成傷害，因而不被用于信息傳播。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2. 電磁波譜的分配 在有線通信系統(tǒng)中，信號(hào)在實(shí)體的線路中傳播，由于線路自身是相互隔離的，因而它們之間的干擾是有限的。而在無線通信系統(tǒng)中沒有實(shí)

50、體的通信線路，信號(hào)在開放的空間中傳播，為了避免混亂，一般采用分配頻段(波段)的方式來進(jìn)行信號(hào)隔離。這種分配通常都是由政府立法來執(zhí)行的，將電磁波譜分段，依據(jù)不同的應(yīng)用目的分配使用。因此，大多數(shù)頻段的使用如同土地、能源的使用一樣，必須獲得許可并付費(fèi)。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 在電磁波譜中有一些頻段的使用是無需授權(quán)的，即這些頻段沒有根據(jù)應(yīng)用目的被分配，可以任意使用。大 多 數(shù) 政 府 都 預(yù) 留 了 這 樣 的 頻 段 ， 稱 為ISM(Industrial，Scientific and Medical)頻段，即工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療領(lǐng)域中所有使用電磁波的設(shè)備都可以任意使用這些頻段。當(dāng)然，

51、不同的國(guó)家ISM頻段的位置會(huì)有所不同。圖2.43中的陰影部分就是三個(gè)ISM頻段，其中2.4 GHz頻段幾乎對(duì)所有國(guó)家都開放使用。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (1) 900 MHz頻段：用于無繩電話、蜂窩電話和其他消費(fèi)品，頻段范圍小，數(shù)據(jù)速率最大為1Mb/s，但傳輸距離較長(zhǎng)。該段已十分擁擠，用戶時(shí)常會(huì)受到干擾或無法接入網(wǎng)絡(luò)。 (2) 2.4 GHz頻段：頻段范圍比900 MHz頻段要寬，無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11b工作在該段，能提供最高11 Mb/s的數(shù)據(jù)速率。大多數(shù)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用該頻帶作為主要傳輸頻率。 (3) 5 GHz頻段：較以上兩個(gè)頻段開放得晚，無線標(biāo)準(zhǔn)802.11a工作

52、在該段，能提供最高54 Mb/s的數(shù)據(jù)速率，但傳輸距離較短。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 2.4.2 紅外線和激光1. 紅外線紅外線是波長(zhǎng)在750 nm1 mm之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。如電視機(jī)等家用電器的遙控器就是通過紅外線脈沖信號(hào)來實(shí)現(xiàn)遙控的。紅外線無法穿透固體物質(zhì)，因此分別處于兩個(gè)房間的紅外系統(tǒng)之間不會(huì)相互干擾，這使得紅外頻段的使用無需政府許可。 紅外線傳輸有以下三種模式。第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (1) 直接式紅外線連接：建立連接時(shí)，由于紅外端口射出的紅外線以圓錐形向外散出，因而可將兩個(gè)設(shè)備的紅外線端口相互對(duì)準(zhǔn)，使之在接收范圍內(nèi)，兩設(shè)備之間不能有障礙物。這種傳輸模式常用于兩個(gè)桌面或掌上設(shè)備的臨時(shí)通信。 (2) 反射式紅外線連接：在一個(gè)封閉的空間內(nèi)，紅外線設(shè)備依靠墻壁和物體對(duì)紅外線的反射接收另一設(shè)備發(fā)送的信號(hào)，此時(shí)無需設(shè)備紅外端口相互對(duì)準(zhǔn)。 第第2 2章章 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) (3) 全向性紅外線連接：各個(gè)設(shè)備的紅外端口對(duì)準(zhǔn)紅外線基站設(shè)備，從而通過基站實(shí)現(xiàn)彼此通信。采用紅外線通信方式與無線電波方式相比，可以提供極高的數(shù)據(jù)速率，有較高的安全性，且設(shè)備相對(duì)便宜而且簡(jiǎn)單。但由于紅外線對(duì)障礙物的透射和繞射能力很差，使得傳輸距離和覆