通訊與網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)課件

通訊與計(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信正是為了適應(yīng)計(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)間信息傳輸?shù)幕A(chǔ)。教學(xué)要求：了解與計(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)的“道路”。如聲音要通過空氣傳輸，電信號(hào)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(hào)在信道上傳輸時(shí)，要求能迅速而不失真地從源端傳輸?shù)剿薅耍瑐鬏斁嚯x盡可能遠(yuǎn)，傳輸介質(zhì)的特性對(duì)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(duì)價(jià)格等特性。傳輸特性：衰減：信號(hào)在介質(zhì)中傳輸時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一定程度的衰減，對(duì)于有線傳輸介質(zhì)電纜而言，其衰減量與電纜的種類、長(zhǎng)度及信號(hào)的頻率有關(guān)。衰減量用分貝（dB）表示，衰減量與電纜的長(zhǎng)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(hào)傳輸，有的適合于數(shù)字信號(hào)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?hào)對(duì)外界干擾的抵抗能力，干擾性是指介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)男盘?hào)對(duì)外界的影響。地理范圍：根據(jù)前三種特性，保證信號(hào)在失真允許范圍內(nèi)，所能達(dá)到的最大距離。價(jià)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(jià)格，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能/價(jià)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(hào)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(hào)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(huì)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(diǎn)雙絞線具有抗干擾能力強(qiáng)，本身噪聲小的特點(diǎn)。價(jià)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(duì)數(shù)電纜、150屏蔽電纜。具體型號(hào)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(jiān)韌的絕緣塑料包封。同軸電纜的規(guī)格型號(hào)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(zhǎng)，可靠性高。安裝時(shí)不需要切斷電纜，因此可以根據(jù)需要靈活調(diào)整計(jì)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(jià)高。細(xì)纜細(xì)纜安裝比輸送簡(jiǎn)單，造價(jià)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(shí)容易產(chǎn)生接觸不良的隱患，這是目前運(yùn)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(jí)：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(shí)，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(gè)端頭設(shè)有終端器，以削弱信號(hào)的反射作用。同軸電纜的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方式在計(jì)算機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)中，對(duì)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(gè)接地網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)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(duì)于使用細(xì)纜的以太網(wǎng)，每個(gè)干線段的長(zhǎng)度不能超過185m，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)中最多可以使用四個(gè)中繼器，連接五個(gè)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(gè)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(hào)的反射。干線電纜段兩端的終匹配器必須有一個(gè)接地。粗纜連接配置網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要一塊提供AUI（用于連接結(jié)點(diǎn)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(gè)結(jié)點(diǎn)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(duì)于使用粗纜的以太網(wǎng)，每個(gè)干線段的長(zhǎng)度不超過500m，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)中最多可以使用四個(gè)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(qiáng)構(gòu)件組成。加強(qiáng)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(shí)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(qiáng)構(gòu)件組成多芯。光纖通信系統(tǒng)的特點(diǎn)：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(qiáng)、重量輕、抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。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(zhǎng)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(shí)發(fā)送的同頻同波長(zhǎng)的光信號(hào)，其不同模式到達(dá)光纖另一端的時(shí)間各不相同。光纖的模式與光纖的直徑、折射率、光的波長(zhǎng)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(shí)，光纖內(nèi)只能傳輸一種模式的光。若光纖中同一波長(zhǎng)同一頻率光的電磁場(chǎng)傳輸模式多則稱為多模光纖，若光纖中同一波長(zhǎng)同一頻率的光的電磁場(chǎng)傳輸模式僅有一種則稱為單模光纖。