1.23網(wǎng)絡(luò)中的信息載體、通信線路、連接設(shè)備

1、1.3網(wǎng)絡(luò)中的信息載體、通信線路、連接設(shè)備數(shù)據(jù)通信是指在計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與終端以及終端與終端之間傳送表示字符、數(shù)字、語音、圖像的二進(jìn)制代碼0、1比特序列的過程。信號(hào)（Signal）是數(shù)據(jù)的電磁波表示形式。按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)類型，能夠分為：模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)兩類相對(duì)應(yīng)地將數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)分為：模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)兩種。1.23網(wǎng)絡(luò)中的信息載體、通信線路、連接設(shè)備信道復(fù)用技術(shù) 信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上，共享信道資源。四種信道復(fù)用方式：頻分復(fù)用FDM、時(shí)分復(fù)用TDM、波分復(fù)用WDM和碼分復(fù)用。 路由器（Router）路由器是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的設(shè)備，它工作在OSI參考模型

2、的第三層網(wǎng)絡(luò)層。路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)文，并根據(jù)報(bào)文網(wǎng)絡(luò)地址決定數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器功能：路由器提供了各種速率的鏈路或子網(wǎng)接口，用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能。 網(wǎng)關(guān)（Gateway）連接不同類型，而且協(xié)議差別又較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要使用一種稱為網(wǎng)關(guān)（Gateway）的設(shè)備。網(wǎng)關(guān)的特性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：執(zhí)行互連網(wǎng)間協(xié)議的轉(zhuǎn)換；執(zhí)行報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)及流量控制功能；提供虛電路接口及相對(duì)應(yīng)服務(wù)；支持應(yīng)用層互通及互連網(wǎng)間的網(wǎng)絡(luò)管理功能。 路由器（Router）路由器的缺點(diǎn)：路由器的設(shè)置相對(duì)復(fù)雜，路由器安裝復(fù)雜的軟件，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜功能。路由器使不同網(wǎng)段上的端點(diǎn)系統(tǒng)

3、的通信較困難。如果路由器運(yùn)行靜態(tài)路由算法，那么配置路由表是一個(gè)費(fèi)事、耗時(shí)的工作。路由器（Router）路由器是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的設(shè)備，它工作在OSI參考模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層。路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)文，并根據(jù)報(bào)文網(wǎng)絡(luò)地址決定數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器功能：路由器提供了各種速率的鏈路或子網(wǎng)接口，用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能。 路由器（Router）路由器是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的設(shè)備，它工作在OSI參考模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層。路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)文，并根據(jù)報(bào)文網(wǎng)絡(luò)地址決定數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器功能：路由器提供了各種速率的鏈路或子網(wǎng)接口，用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。路由器

4、具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能。 分組交換 分組交換采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸方式，但將一個(gè)長報(bào)文先分割為若干個(gè)較短的分組，然后把這些分組（攜帶源、目的地址和編號(hào)信息）逐個(gè)地發(fā)送出去 模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間產(chǎn)生連續(xù)的值，其電平隨時(shí)間而連續(xù)變化。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在時(shí)間上是離散的，在幅值上是經(jīng)過量化的，即數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指離散的值。下圖分別表示模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 信息傳輸信系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成：信源（發(fā)送機(jī)）、信宿（接收機(jī)）和信道。 調(diào)制解調(diào)器（Modem）調(diào)制解調(diào)器的功能是將計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)實(shí)行轉(zhuǎn)換，它能夠保護(hù)線路免受直流電壓的干擾。調(diào)制解調(diào)器一般由發(fā)送器和接收器兩部分組成。發(fā)送器（也稱調(diào)制器Modula

5、tor）把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；接收器（也稱解調(diào)器Demodulator）把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 無線傳輸介質(zhì)無線傳輸主要包括：無線電波、微波、紅外線和激光等，各種無線傳輸對(duì)應(yīng)的電磁波譜范圍如下圖所示。 傳輸介質(zhì)是指數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間的物理路徑，它是傳輸數(shù)據(jù)的物理基礎(chǔ)。傳輸介質(zhì)分為有線和無線兩大類。有線傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纜；無線傳輸介質(zhì)是指利用大氣和外層空間作為傳播電磁波的通路。無線傳輸介質(zhì)主要有無線電波、微波和紅外線等。現(xiàn)在比較流行的使用方式為：局域網(wǎng)由雙絞線連接到桌面，光纜作為通信干線，衛(wèi)星用于跨國界傳輸。 同軸電纜 雙絞線 雙絞線及其分類雙絞線（TP）由

6、兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起。雙絞線按其外部包纏的外皮材料不同可分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）在雙絞線中增加屏蔽層的目的就是為了提升電纜的物理性能和電氣性能，減少電纜信號(hào)傳輸中的電磁干擾。雙絞線的分類雙絞線既能夠用于音頻傳輸，也能夠用于數(shù)據(jù)傳輸。按雙絞線的性能，當(dāng)前廣泛應(yīng)用的有五個(gè)不同的等級(jí)，級(jí)別越高性能越好。因?yàn)閁TP的成本低于STP，所以使用的更廣泛。UTP能夠分為六類：l類UTP：主要用于電話連接，通常不用于數(shù)據(jù)傳輸。2類UTP：通常用在程控交換機(jī)和告警系統(tǒng)。ISDN和T1/E1數(shù)據(jù)傳輸也能夠采用2類電纜，2類線的最高帶寬為1MHz。3類UTP：又稱

7、為聲音級(jí)電纜，是一類廣泛安裝的雙絞線。3類UTP的阻抗為100歐姆，最高帶寬為16MHz，適合于10Mbps雙絞線以太網(wǎng)和4Mbps令牌環(huán)網(wǎng)的安裝，也能運(yùn)行16Mbps的令牌環(huán)網(wǎng)。4類UTP：最大帶寬為20MHz，其它特性與3類UTP完全一樣，能更穩(wěn)定的運(yùn)行16Mbps令牌環(huán)網(wǎng)。5類UTP：又稱為數(shù)據(jù)級(jí)電纜，質(zhì)量最好。它的帶寬為100MHz，能夠運(yùn)行100Mbps以太網(wǎng)和FDDI，5類UTP的阻抗為100歐姆。5類UTP當(dāng)前已被廣泛的應(yīng)用。6類UTP：是一種新型的電纜，最大帶寬能夠達(dá)到1000MHz，適用于低成本的高速以太網(wǎng)的骨干線路。屏蔽雙絞線 和非屏蔽雙絞線 雙絞線的制作 雙絞線線序標(biāo)準(zhǔn)E

8、IA/TIA（美國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）布線標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種制作雙絞線的線序568A與568B。為保持最佳的兼容性，普遍采用568B標(biāo)準(zhǔn)制作網(wǎng)線。應(yīng)該注意，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中布線應(yīng)采用一種線序標(biāo)準(zhǔn) 。雙絞線跳線一般有三種線序：直通，交叉和全反 （1）直通線直通線的兩端線序相同。直通線一般用來連接兩個(gè)性質(zhì)不同的接口，如PC機(jī)到交換機(jī)/集線器，交換機(jī)/集線器到路由器。（2）交叉線。交叉線的兩端使用不同標(biāo)準(zhǔn)，如圖4-8所示。交叉線一般用于連接兩個(gè)性質(zhì)相同的端口，比如交換機(jī)到交換機(jī)、主機(jī)到主機(jī)、主機(jī)到路由器等 （3）全反線。全反線的兩端按一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但一端的順序是1-8，而另一端順序是8-1。這種連接方式主要用于

9、主機(jī)的串口和路由器（或交換機(jī)）的Console口連接。直通線和交叉線示意圖雙絞線的分類雙絞線既能夠用于音頻傳輸，也能夠用于數(shù)據(jù)傳輸。按雙絞線的性能，當(dāng)前廣泛應(yīng)用的有五個(gè)不同的等級(jí)，級(jí)別越高性能越好。因?yàn)閁TP的成本低于STP，所以使用的更廣泛。UTP能夠分為六類：l類UTP：主要用于電話連接，通常不用于數(shù)據(jù)傳輸。2類UTP：通常用在程控交換機(jī)和告警系統(tǒng)。ISDN和T1/E1數(shù)據(jù)傳輸也能夠采用2類電纜，2類線的最高帶寬為1MHz。3類UTP：又稱為聲音級(jí)電纜，是一類廣泛安裝的雙絞線。3類UTP的阻抗為100歐姆，最高帶寬為16MHz，適合于10Mbps雙絞線以太網(wǎng)和4Mbps令牌環(huán)網(wǎng)的安裝，也能

10、運(yùn)行16Mbps的令牌環(huán)網(wǎng)。4類UTP：最大帶寬為20MHz，其它特性與3類UTP完全一樣，能更穩(wěn)定的運(yùn)行16Mbps令牌環(huán)網(wǎng)。5類UTP：又稱為數(shù)據(jù)級(jí)電纜，質(zhì)量最好。它的帶寬為100MHz，能夠運(yùn)行100Mbps以太網(wǎng)和FDDI，5類UTP的阻抗為100歐姆。5類UTP當(dāng)前已被廣泛的應(yīng)用。6類UTP：是一種新型的電纜，最大帶寬能夠達(dá)到1000MHz，適用于低成本的高速以太網(wǎng)的骨干線路。同軸電纜(Coaxial Cable)同軸電纜是由繞同一軸線的兩個(gè)導(dǎo)體所組成，即內(nèi)導(dǎo)體（銅芯導(dǎo)線）和外導(dǎo)體(屏蔽層)，外導(dǎo)體的作用是屏蔽電磁干擾和輻射，兩導(dǎo)體之間用絕緣材料隔離。同軸電纜具有較高的帶寬和極好的抗

11、干擾特性。同軸電纜的規(guī)格是指電纜粗細(xì)程度的度量，按射頻級(jí)測(cè)量單位（RG）來度量，RG越高，銅芯導(dǎo)線越細(xì)，RG越低，銅芯導(dǎo)線越粗。常用同軸電纜的型號(hào)和應(yīng)用如下：阻抗為50歐姆的粗纜RG-8或RG-11，用于粗纜以太網(wǎng)；阻抗為50歐姆的細(xì)纜RG-58A/U或C/U，用于細(xì)纜以太網(wǎng)；阻抗為75歐姆的電纜RG-59，用于有線電視CATV。 1.23網(wǎng)絡(luò)中的信息載體、通信線路、連接設(shè)備光導(dǎo)纖維(Fiber Optics)光纖是一種由石英玻璃纖維或塑料制成的，直徑很細(xì)，能傳導(dǎo)光信號(hào)的媒體。光纖由一束玻璃芯組成，它的外面包了一層折射率較低的反光材料，稱為覆層。由于覆層的作用，在玻璃芯中傳輸?shù)墓庑盘?hào)幾乎不會(huì)從

12、覆層中折射出去。這樣當(dāng)光束進(jìn)入光纖中的芯線后，可以減少光通過光纜時(shí)的損耗，并且在芯線邊緣產(chǎn)生全反射，使光束曲折前進(jìn)。 玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外套玻璃封套外殼常用傳輸媒體的比較1.23網(wǎng)絡(luò)中的信息載體、通信線路、連接設(shè)備電路交換電路交換就是通信的過程中維持的是實(shí)際的電子電路（物理線路），這條電子電路建立后用戶始終占用每部電話都連接到交換機(jī)上，而交換機(jī)使用交換的方法，讓電話用戶之間可以很方便地通信。一百多年來，電話交換機(jī)雖然經(jīng)過了多次更新?lián)Q代，但交換的方式一直都是電路交換。 第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所使用的是電路交換機(jī)制。 分組交換 分組交換采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸方式，但將一個(gè)長報(bào)文先分割為若干個(gè)

13、較短的分組，然后把這些分組（攜帶源、目的地址和編號(hào)信息）逐個(gè)地發(fā)送出去 信道復(fù)用技術(shù) 信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上，共享信道資源。四種信道復(fù)用方式：頻分復(fù)用FDM、時(shí)分復(fù)用TDM、波分復(fù)用WDM和碼分復(fù)用。 頻分多路復(fù)用FDMFDM是把信道的可用頻帶分成多個(gè)互不交疊的頻段（帶） ，每個(gè)信號(hào)占其中一個(gè)頻段。接收時(shí)用適當(dāng)?shù)臑V波器分離出不同信號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)接收。同步時(shí)分復(fù)用STDMSTDM采用固定時(shí)間片分配方式，將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長度連續(xù)地劃分成特定時(shí)間段（一個(gè)周期），再將每一時(shí)間段劃分成等長度的多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙以固定的方式分配給各路數(shù)字信號(hào)，各路數(shù)字信號(hào)在每一時(shí)間段都順

14、序分配到一個(gè)時(shí)隙。由于在同步時(shí)分復(fù)用方式中，時(shí)隙預(yù)先分配且固定不變，無論時(shí)隙擁有者是否傳輸數(shù)據(jù)都占有一定時(shí)隙，形成了時(shí)隙浪費(fèi)，其時(shí)隙的利用率很低 。異步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)又被稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，避免每個(gè)時(shí)間段中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。ATDM就是只有當(dāng)某一路用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它。當(dāng)用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則不給它分配時(shí)隙。電路的空閑時(shí)隙可用于其他用戶的數(shù)據(jù)傳輸 。在所有的數(shù)據(jù)幀中，除最后一個(gè)幀外，其他所有幀均不會(huì)出現(xiàn)空閑的時(shí)隙，從而提高了資源的利用率，也提高了傳輸速率。波分多路復(fù)用WDMWDM主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)。波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。人們借用傳統(tǒng)的載

15、波電話的頻分復(fù)用的概念，可以做到使用一根光纖來同時(shí)傳輸多個(gè)頻率很接近的光載波信號(hào),提高了光纖的傳輸能力。最初，在一根光纖上只能復(fù)用兩路光載波信號(hào)，隨著技術(shù)的發(fā)展，在一根光纖上復(fù)用的路數(shù)越來越多?，F(xiàn)在已達(dá)到在一根光纖上復(fù)用80路或更多路數(shù)的光載波信號(hào)，這種復(fù)用方式就是密集波分復(fù)用DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)。1.3.4網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備集線器交換器路由器網(wǎng)關(guān) 集線器（HUB）集線器是一種多端口的中繼器，是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種介質(zhì)連接設(shè)備。集線器的功能是把從一個(gè)端口上收到的信息在其他所有端口上廣播發(fā)送。利用集線器做網(wǎng)絡(luò)的中心，連接網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)

16、。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是，在網(wǎng)絡(luò)上某條雙絞線電纜或節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)上其它結(jié)點(diǎn)的正常工作。 交換機(jī)（Switch）交換機(jī)是一個(gè)具有簡化、低價(jià)、高性能和高端口密集等特點(diǎn)的交換產(chǎn)品，工作在OSI參考模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層。其主要作用是把局域網(wǎng)分成網(wǎng)段、減少流量、避免沖突、增加帶寬，以便提高局域網(wǎng)的性能。交換機(jī)（Switch）與集線器相比，交換機(jī)從以下幾個(gè)方面改進(jìn)了性能:通過支持并行通信，提高了交換機(jī)的數(shù)據(jù)吞吐量。將傳統(tǒng)的一個(gè)大局域網(wǎng)上的用戶分成若干工作組，每個(gè)端口連接一臺(tái)設(shè)備或連接一個(gè)工作組，有效地解決網(wǎng)絡(luò)擁擠現(xiàn)象。虛擬網(wǎng)(Virtual LAN)技術(shù)的出現(xiàn)，給交換機(jī)的使用和管理帶來了更大的靈活性。端口密度大，適合構(gòu)建較大規(guī)模局域網(wǎng)。路由器（Router）路由器是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)的設(shè)備，它工作在OSI參考模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層。路由器處理網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)文，并根據(jù)報(bào)文網(wǎng)絡(luò)地址決定數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。路由器功能：路由器提供了各種速率的鏈路或子網(wǎng)接口，用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)