第三節(jié)傳輸介質(zhì)

第三節(jié)傳輸介質(zhì)1第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)簡介網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)：指網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的載體。網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)是數(shù)據(jù)發(fā)送的物理基礎(chǔ)，它位于OSI模型的最底層（物理層）。

最初的網(wǎng)絡(luò)是通過又粗又重的同軸電纜發(fā)送數(shù)據(jù)的。

目前，大部分網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類似于電話線電話線一樣，具有易彎曲的外部，內(nèi)部則是絞接的銅線。由于網(wǎng)絡(luò)要求更高的速度、更多的用途，并且更可靠，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)也隨之不斷地更新。現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)不僅使用銅線，還可能使用光纖、紅外線、無線電波或其他介質(zhì)。

在對網(wǎng)絡(luò)通信作充分理解之前，必須首先理解數(shù)據(jù)是如何發(fā)送的，同時也應(yīng)熟悉各類網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的特性第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2數(shù)據(jù)發(fā)送方式信息可通過兩種方式被發(fā)送：模擬方式和數(shù)字方式，這兩種方式均使用電壓產(chǎn)生相應(yīng)的信號。1、模擬信號：使用可變電壓以產(chǎn)生連續(xù)波，也因為這個原因?qū)е铝藬?shù)據(jù)發(fā)送的不精確。模擬信號的一個優(yōu)點是它能對細節(jié)進行表示，但是噪聲、或來自其他源的干擾，會嚴重地影響模擬信號，比數(shù)字信號更易于出錯，因此模擬信號對于數(shù)據(jù)發(fā)送并不是最佳選擇。第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2、數(shù)字信號：由脈沖值為1或0

的精確電壓組成，如同在任何二進制系統(tǒng)中用1和0組合來對信息進行編碼一樣，在數(shù)字信號中每個脈沖被稱為一個二進制數(shù)或位。一個位只能有兩種可能值：1或0

。連續(xù)8位組成1個字節(jié)，１個字節(jié)攜帶一個信息片。相對于模擬信號，數(shù)字信號傳輸數(shù)據(jù)時更可靠些。第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月隨著信號的傳播，信號能量會逐漸減少，這就是信號的衰減。模擬信號和數(shù)字信號存在著衰減。為了補償衰減，要經(jīng)常對數(shù)字信號和模擬信號進行轉(zhuǎn)發(fā)，也即使將信號重新放大，以使它們傳播得更遠。1、模擬信號的轉(zhuǎn)發(fā)：在模擬信號轉(zhuǎn)發(fā)過程中會出現(xiàn)這樣的問題－－當它被轉(zhuǎn)發(fā)時信號幅度將增強，同時伴隨的被累積的噪聲幅度也將增強，這種雜亂無章的增強將使得模擬信號變形更加嚴重。下圖顯示了因噪聲而變形并在隨后又被放大的模擬信號的波形。第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2、數(shù)字信號的轉(zhuǎn)發(fā)：相對于模擬信號，數(shù)字信號被轉(zhuǎn)發(fā)時，實際上是將原始信號以不變形的、并且無噪聲的放大形式重新發(fā)送，該過程也被稱之為波形再生。再生一個數(shù)字信號的設(shè)備被稱之為中繼器。網(wǎng)絡(luò)僅僅收發(fā)由精確脈沖所表示的1和0

兩種模式，因為數(shù)字傳輸要比依靠可變電壓的模擬傳輸可靠得多，并且數(shù)字發(fā)送幾乎不受噪聲影響。所以大部分網(wǎng)絡(luò)僅限于使用數(shù)字傳輸。也有使用模擬信號傳輸數(shù)據(jù)的情況：比如使用調(diào)制解調(diào)器連接兩個系統(tǒng)。在發(fā)送端，調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號，通過傳輸模擬信號的電話線傳輸；在接收端，調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號解調(diào)成模擬信號。Modem(調(diào)制解調(diào)器)是Modulator(調(diào)制)／Demodulator(解調(diào))。這個詞反映了該設(shè)備的功能，第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3介質(zhì)特性－1、吞吐量和帶寬

當設(shè)計一個網(wǎng)路時，需要決定使用哪一種傳輸介質(zhì)時，必須將連網(wǎng)需求與介質(zhì)特性進行匹配。一般情況下選擇數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)時必須考慮５種特性：吞吐量和帶寬、成本、尺寸和可擴展性、連接器以及抗噪性。在選擇一個傳輸介質(zhì)時所要考慮的最重要的因素可能是吞吐量。吞吐量是在一給定時間段內(nèi)介質(zhì)能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，通常情況下單位為每秒兆位或Mbps進行度量。吞吐量也被稱為容量。每種傳輸介質(zhì)的物理性質(zhì)決定了它的潛在吞吐量。例如，物理規(guī)律限制了電沿著銅線傳輸?shù)乃俣龋瑥亩蚕拗屏算~線的吞吐量。1、吞吐量和帶寬

帶寬：是指一中介質(zhì)能傳輸?shù)淖罡哳l率和最低頻率之間的差值；單位通常用Hz。例如，用無線信號在870~880MHz之間進行網(wǎng)絡(luò)通信，那么帶寬將是10MHz。帶寬的范圍直接與吞吐量相關(guān)，帶寬越大，吞吐量越大。第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月介質(zhì)特性－2、成本?安裝成本：盡量選擇自己能夠安裝這種介質(zhì)，有些介質(zhì)必須雇傭承包商才能安裝；為了節(jié)約成本也可以從服務(wù)提供商租借線路。?新的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相對于復(fù)用已有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的成本：盡量選擇能夠使用已有設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)。?維護和支持成本：應(yīng)選擇容易維護的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)。?因低傳輸速率而影響生產(chǎn)效率所付出的代價。所選擇的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)應(yīng)該能夠滿足自己機構(gòu)對網(wǎng)速的要求。?更換過時介質(zhì)的成本：不應(yīng)選擇需迅速替換的介質(zhì)2、選擇網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)時應(yīng)該考慮下面的成本因素第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月介質(zhì)特性－3、尺寸和可擴展性三種規(guī)格決定了網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的尺寸和可擴展性：每段的最大節(jié)點數(shù)、最大段長度、以及最大網(wǎng)絡(luò)段數(shù)。在進行布線時，這些規(guī)格中的每一個都是基于介質(zhì)的物理特性的。

每段最大節(jié)點數(shù)：與衰減有關(guān)。對一個網(wǎng)絡(luò)段每增加一個設(shè)備都將略微增加信號的衰減。為了保證一個清晰的強信號，必須限制一個網(wǎng)絡(luò)段中的節(jié)點數(shù)。

最大網(wǎng)絡(luò)段長度：一個信號能夠傳輸并仍能被正確解釋的最大距離即為最大網(wǎng)絡(luò)段長度。若超過這個長度，易于發(fā)生數(shù)據(jù)損失。這也是由衰減造成。因為在傳輸一定的距離之后，一個信號可能因損失得太多以至于無法被正確解釋。在這種損失發(fā)生之前，可以使用網(wǎng)絡(luò)上的中繼器對信號進行重發(fā)和放大。類似于每段最大節(jié)點數(shù)，最大段長度也因不同介質(zhì)類型而不同。

最大網(wǎng)絡(luò)段數(shù)：在一個網(wǎng)絡(luò)中，可以有幾個網(wǎng)絡(luò)段存在，但網(wǎng)絡(luò)段的數(shù)目有一個限制，不是任意大的。信號能夠正確傳輸并被正確解釋的最大網(wǎng)絡(luò)分段數(shù)，稱為最大網(wǎng)絡(luò)段數(shù)。原因：當一個網(wǎng)絡(luò)過長時，會因為數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r而出現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的錯誤。第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

Thinnet（10Base2，細同軸電纜)允許最大網(wǎng)絡(luò)段長度為185（大約稱為200）米，Thinnet每段最多僅能容納30

個節(jié)點（每段最大節(jié)點數(shù)），它的最大網(wǎng)絡(luò)段數(shù)為3（約550多米）。為最小化干擾，Thinnet網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備應(yīng)至少分隔0.5米。第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月介質(zhì)特性－4、連接器

連接器是連接電線電纜與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以是一個文件服務(wù)器、工作站、交換機或打印機。每種網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)都對應(yīng)一種特定類型的連接器。所使用的連接器的種類將影響網(wǎng)絡(luò)安裝和維護的成本、網(wǎng)絡(luò)增加段和節(jié)點時的容易度，以及維護網(wǎng)絡(luò)所需的專業(yè)技術(shù)知識。用于UTP電纜的連接器RJ45（看上去更像一個大的電話線連接器）在接入和替換時比用于同軸電纜的連接器BNC的插入和替換要簡單得多，UTP電纜連接器同時也更廉價，并可用于許多不同的介質(zhì)設(shè)計。第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月介質(zhì)特性－5、抗噪性正如前面提到的，噪聲能使數(shù)據(jù)信號變形。噪聲影響一個信號的程度與傳輸介質(zhì)有一定關(guān)系。某些類型的介質(zhì)比其他介質(zhì)更易于受噪聲影響。無論是何種介質(zhì)，都有兩種類型的噪聲會影響它們的數(shù)據(jù)傳輸：電磁干擾（EMI

）和射頻干擾（RFI

）。EMI和RFI都是從電子設(shè)備或傳輸電纜發(fā)出的波。發(fā)動機、電源、電視機、復(fù)制機、熒光燈以及其他的電源都能產(chǎn)生EMI和RFI。RFI也可由來自廣播電臺或電視塔的強廣播信號產(chǎn)生。對任何一種噪聲，都能夠采取措施限制它對網(wǎng)絡(luò)的干擾。例如，可以遠離強大的電磁源進行布線。如果環(huán)境仍然使網(wǎng)絡(luò)易受影響，應(yīng)選擇一種能限制影響信號的噪聲量的傳輸。電纜可以通過屏蔽、加厚、或抗噪聲算法獲得抗噪性。假如屏蔽的介質(zhì)仍然不能避免干擾，你可以使用金屬管道或管線以抑制噪聲并進一步保護電纜。第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4基帶和寬帶傳輸在網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)的傳輸有兩種傳輸方式：基帶傳輸和寬帶傳輸1、基帶是一種傳輸形式，其中，數(shù)字信號通過直流脈沖被發(fā)送，這種直流形式需要獨占電線的容量。因此，基帶系統(tǒng)一次僅能傳輸一個信號或一個信道。信道是指以傳輸介質(zhì)為為基礎(chǔ)的信號通路，它是傳輸數(shù)據(jù)的物理基礎(chǔ)基帶系統(tǒng)中的每個設(shè)備都共享相同的信道。當基帶系統(tǒng)上一個節(jié)點在傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中所有的其他節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須等待前面的傳輸結(jié)束?；鶐鬏斨С蛛p向信號流，即意味著計算機能在相同長度的電纜上同時發(fā)送和接收信息。基帶傳輸易受衰減影響，也就是一個數(shù)字信號隨著它從源出發(fā)向遠處傳輸時將逐漸損失能量。為了補償信號損失，基帶系統(tǒng)使用中繼器再生和放大信號，從而使數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x能超過電纜的最大段長度。一般來說基帶系統(tǒng)是廉價的，而且安裝簡單?；鶐鬏斢纸袛?shù)字傳輸，是指把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，使用固定的頻率在信道上傳輸。例如計算機網(wǎng)絡(luò)中的信號就是基帶傳輸?shù)?。和基帶相對的是頻帶傳輸，又叫模擬傳輸，是指信號在電話線等這樣的普通線路上，以正弦波形式傳播的方式。我們現(xiàn)有的電話、模擬電視信號等，都是屬于頻帶傳輸

第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2、寬帶傳輸：寬帶也是一種傳輸形式，使用射頻（RF）模擬脈沖，其中，信號被調(diào)制到不同頻率范圍。射頻模擬脈沖與基帶不同，寬帶技術(shù)不涉及數(shù)字脈沖。

a.寬帶系統(tǒng)能同時接入幾個信道，因而能夠比基帶系統(tǒng)傳輸更多的數(shù)據(jù)。寬帶傳輸能將有線電視帶入家庭。有線電視能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量至少是一個典型基帶系統(tǒng)（如Ethernet）傳輸數(shù)據(jù)量的25

倍。

b.在寬帶系統(tǒng)中，信號僅僅只能進行單向傳輸。因此，寬帶電纜必須為數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收提供獨立的電纜。由于大部分有線電視電纜只提供一條電線，若不做任何修改，它將不能用于把數(shù)據(jù)從屋中向外傳輸。

c.由于使用一些額外的硬件，寬帶傳輸通常比基帶傳輸昂貴得多。

d.另一方面，寬帶系統(tǒng)能夠比基帶系統(tǒng)跨越更長的距離。寬帶（Broadband）傳輸：將信道分成多個子信道，分別傳送音頻、視頻和數(shù)字信號，稱為寬帶傳輸。寬帶是比音頻帶寬更寬的頻帶，它包括大部分電磁波頻譜。使用這種寬頻帶傳輸?shù)南到y(tǒng)，稱為寬帶傳輸系統(tǒng).其通過借助頻帶傳輸，可以將鏈路容量分解成兩個或更多的信道，每個信道可以攜帶不同的信號，這就是寬帶傳輸。

第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5介質(zhì)分類－同軸電纜網(wǎng)絡(luò)可以使用多種傳輸介質(zhì)：網(wǎng)絡(luò)電纜（同軸電纜、雙絞線、光纖），無線傳輸介質(zhì)（紅外、射頻）同軸電纜（coaxialline、coaxial-cable）：在20世紀80年代，它是Ethernet網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，曾經(jīng)是多年流行的傳輸介質(zhì)。然而，隨著時間的推移，大部分現(xiàn)代局域網(wǎng)中，雙絞線電纜逐漸取代了同軸電纜。同軸電纜包括：有絕緣體包圍的一根中央銅線、一個網(wǎng)狀金屬屏蔽層以及一個塑料封套。第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月細同軸50Ω，D=1.02cm，10Mbps185m、4中繼、5段（925m）優(yōu)缺點：價格低安裝方便（T型連接器、BNC接頭、Terminator）抗干擾能力強距離短可靠性差第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月粗同軸50Ω，D=2.54cm，10Mbps500m、4中繼、5段（2500m）優(yōu)缺點：價格稍高安裝方便（收發(fā)器、收發(fā)器電纜、Terminator）抗干擾能力強距離中等可靠性好第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月同軸電纜的特點：

a.同軸電纜的絕緣體和防護屏蔽層，使得它對噪聲干擾有較高的抵抗力。所以在信號必須放大之前，同軸電纜能比雙絞線電纜將信號傳輸?shù)酶h，當然，它不如光纖傳輸信號的距離遠。b.另一方面，同軸電纜要比雙絞線電纜昂貴得多，c.通常只支持較低的吞吐量。d.同軸電纜要求網(wǎng)絡(luò)段的兩端必須通過一個終端電阻器（終結(jié)器）進行終結(jié)。第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.Thicknet(10Base5)粗纜Thicknet電纜，也被稱之為ThickwireEthernet。它是一種用于原始Thicknet網(wǎng)絡(luò)大約１厘米厚的硬同軸電纜。由于這種電纜常用一層黃色封套覆蓋，Thicknet有時也被稱為"yellowEthernet"或"yellowgardenhose"。

IEEE將Thicknet命名為10Base5Ethernet

?！?0

”代表10Mbps的吞吐量，“Base

”代表是基帶傳輸，“5”代表了Thicknet電纜的最大段長度為500米。在較新的網(wǎng)絡(luò)中幾乎不能發(fā)現(xiàn)Thicknet，只有在較老的網(wǎng)絡(luò)中才可能發(fā)現(xiàn)它。在這種網(wǎng)絡(luò)中它一般用于將一數(shù)據(jù)機柜與另一個相連以作為網(wǎng)絡(luò)骨干的一部分。由于這種電纜常用一層黃色封套覆蓋，Thicknet有時也被稱為“yellowEthernet”。

Thicknet的特性總結(jié)如下：?吞吐量—雖然有可能在傳輸速度為100Mbps的網(wǎng)絡(luò)中使用Thicknet電纜，但根據(jù)IEEE802.3標準，Thicknet傳輸數(shù)據(jù)的最大速率是10Mbps

。它使用基帶傳輸。?成本—Thicknet比光纖便宜得多，但比其他類型的同軸電纜，如Thinnet,要昂貴得多，比雙絞線貴的更多。第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月?連接器—Thicknet需要一種轉(zhuǎn)接器（在線上穿孔的連接器）連接到收發(fā)器，再用一個下行電纜連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，下圖

描述了Thicknet網(wǎng)絡(luò)連接。?抗噪性—由于直徑尺寸大和較好的屏蔽物，通常使用的網(wǎng)絡(luò)電纜Thicknet具有最高的抗噪性。?尺寸和可擴展性—由于Thicknet具有高的抗噪性，因而與其他類型的電纜相比，它允許數(shù)據(jù)傳輸更遠的距離。它的最大段長度是500米。每段最大能夠容納100個節(jié)點。第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.Thinnet(10Base2)細纜

Thinnet，也被稱為ThinEthernet

。在20世紀80年代是用于Ethernet局域網(wǎng)的很流行的介質(zhì)。Thinnet很少用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中，但在20世紀80年代安裝的網(wǎng)絡(luò)中，或在一些較新的小型辦公室或家庭辦公室局域網(wǎng)中可能會發(fā)現(xiàn)Thinnet

。

IEEE將Thinnet命名為10Base2Ethernet

，其中"10

"代表了它的數(shù)據(jù)傳輸速度為10Mbps

，"Base

"代表了它使用基帶傳輸，"2

"代表了它的最大段長度為185（或粗略為200

）米。由于Thinnet黑色的外罩，它也被稱為"blackEthernet

"。

Thinnet電纜直徑大約為0.64cm，這使得它比Thicknet更加靈活，也更易于處理和安裝。

Thinnet的特性總結(jié)如下：?吞吐量：Thinnet傳輸數(shù)據(jù)的最大速度為10Mbps

，它使用基帶傳輸。?成本：Thinnet比Thicknet和光纖便宜得多，但比雙絞線電纜昂貴。由于這個原因，Thinnet有時也被稱為“Cheapnet”。第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月?尺寸和可擴展性：Thinnet允許每個網(wǎng)絡(luò)段最長185

米，這個長度比Thicknet所能提供的要小，這是因為Thinnet抗噪性不如Thicknet強。同樣的原因，使Thinnet每段最多僅能容納30個節(jié)點，它的最大總網(wǎng)絡(luò)長度為550

多米。為最小化干擾，Thinnet網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備應(yīng)至少分隔0.5

米。?連接器：Thinnet使用BNC

T型連接器將電纜與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連，一個具有3個開放口的BNC連接器的“T”型底部連接到Ethernet的網(wǎng)絡(luò)接口卡上，兩邊連接Thinnet電纜，以便允許信號進出網(wǎng)絡(luò)接口卡。第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月?抗噪性：由于絕緣體和屏蔽層，Thinnet比雙絞線電纜具有更強的抗噪能力，但不如Thicknet抗噪能力強。Thicknet和Thinnet電纜都能用于總線結(jié)構(gòu)中。使用總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)必須在兩端用終結(jié)器進行終結(jié)。若沒有終結(jié)器，總線網(wǎng)絡(luò)上的信號將在網(wǎng)絡(luò)的兩端之間無休止地傳輸，這種現(xiàn)象被稱為信號反射。第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5介質(zhì)分類－雙絞線電纜雙絞線電纜：雙絞線（TP，TwistedPair）電纜類似于電話線，由絕緣的彩色銅線對組成，每根銅線的直徑為0.4毫米~0.8毫米，兩根銅線互相纏繞在一起。雙絞線對中的一根電線傳輸信號信息，另一根被接地并吸收干擾。在一對電線中，每英寸的纏繞越多，對所有形式的噪聲的抗噪性就越好。質(zhì)量越好，價格越高的雙絞線電纜在每英寸中也必將包含越多的纏繞。每米或每英尺的纏繞率也將導(dǎo)致更大的衰減，為最優(yōu)化性能，電纜生產(chǎn)廠商必須在串擾和衰減減小之間取得一個平衡。第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月雙絞線第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月雙絞線的特點

雙絞線電纜是目前局域網(wǎng)中最通用的電纜形式，它相對便宜，靈活并且易于安裝，有著比較合適的最大網(wǎng)絡(luò)段長度。雙絞線電纜能輕易地應(yīng)用于多種不同的拓撲結(jié)構(gòu)中，在總線和星形拓撲結(jié)構(gòu)中經(jīng)常見到。此外，雙絞線電纜提供較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。由于雙絞線電纜的廣泛使用，它有可能被應(yīng)用于不久將出現(xiàn)的傳輸速度更快的網(wǎng)絡(luò)中。雙絞線電纜有一個缺點，那就是由于其靈活性，它比同軸電纜更易遭受物理損害。雙絞線的分類：

所有的雙絞線電纜可以分為兩類：屏蔽雙絞線（STP）以及非屏蔽雙絞線（UTP）第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月屏蔽雙絞線（STP，ShieldedTwistedPair）：屏蔽雙絞線電纜中的纏繞電線對被一種金屬例如箔制成的屏蔽層所包圍，而且每個線對中的電線也是相互絕緣的。屏蔽層上的噪聲與雙絞線上的噪聲反相，從而使得兩者相抵消。2.非屏蔽雙絞線（UTP，UnshieldedTwistedPair

）：

非屏蔽雙絞線電纜包括一對或多對由塑料封套包裹的絕緣電線對。正如名字所示，UTP沒有用來屏蔽雙絞線的額外的屏蔽層。因此，UTP比STP更便宜，抗噪性也相對較低。第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

IEEE已將UTP電纜命名為“10BaseT

”，其中“10

”代表最大數(shù)據(jù)傳輸速度為10Mbps

，“Base

”代表采用基帶傳輸方法傳輸信號，“T”代表UTP。

TIA/EIA國際協(xié)會指定了雙絞線電纜的標準。為管理網(wǎng)絡(luò)電纜，需要熟悉用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的一些標準，特別是3類和5類UTP

。?1類線（CAT1）：包括兩個電線對。1類適用于話音通信，而不適用于數(shù)據(jù)通信。?2類線（CAT2）

：括四個電線對。數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到4Mbps。但由2類很少用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中。?3類線（CAT3）

：包括四個電線對。數(shù)據(jù)傳輸速度最高可達10Mbps

。3類一般用于10Mbps的Ethernet或4Mbps的TokenRing

。?4類線（CAT4）

：包括四個電線對。能支持高達10Mbps的吞吐量，可用于16Mbps的TokenRing

或10Mbps的Ethernet網(wǎng)絡(luò)中。?5類線（CAT5）

：用于新網(wǎng)安裝及更新到快速Ethernet的最流行的UTP形式。包括四個電線對，支持100Mbps吞吐量和100Mbps信號速率。5類線還支持其他的快速連網(wǎng)技術(shù)，例如異步傳輸模式（ATM）。?增強5類線：5類線的更高級別的版本。是吞吐量是常規(guī)5類線容量的2倍。?6類線（CAT6）

：包括四對電線對。吞吐量是

5類

的六倍，由于6類線是一種新技術(shù)且大部分網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不能利用它的最高容量，很少用于當今的網(wǎng)絡(luò)中。第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月最高傳輸頻率最高傳輸速率主要應(yīng)用最大網(wǎng)段長度連接器采用形式3類雙絞線16MHZ10Mbps語音和10Mbps的以太網(wǎng)100米RJ4類雙絞線20MHZ16Mbps語音傳輸100Mbps的以太網(wǎng)100米RJ5類雙絞線100MHZ100Mbps語音100BASE-T以太網(wǎng)100米RJ超5類雙絞線200MHZ1000Mbps100米RJ6類雙絞線250MHz2.4Gbps100米RJ7類雙絞線600MHZ100米RJ第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月STP和UTP

具有許多共同的特性，下面列出它們主要的相同和不同之處。?吞吐量：STP和UTP能以10Mbps

的速度傳輸數(shù)據(jù)，CAT5UTP以及在某些環(huán)境下的CAT3UTP的數(shù)據(jù)傳輸速度可達100Mbps

。高質(zhì)量的CAT5UTP也能以每秒1GB

的速度傳輸數(shù)據(jù)。?

成本：STP和UTP的成本區(qū)別在于所使用的銅的級別、纏繞率以及增強技術(shù)。一般來說，STP比UTP更昂貴，但高級UTP也是非常昂貴的。?連接器：STP和UTP使用的RJ－45連接器和數(shù)據(jù)插孔看上去類似于電話連接器和插孔。第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月?抗噪性：STP具有屏蔽層，因而它比UTP具有更好的抗噪性。但是，在另一方面，UTP可以使用過濾和平衡技術(shù)抵消噪聲的影響。?尺寸和可擴展性：STP和UTP的最大網(wǎng)段長度都是100米，即328英尺。它們的跨距小于同軸電纜所提供的跨距，這是因為雙絞線更易受環(huán)境噪聲的影響。雙絞線的每個邏輯段最多僅能容納1024個節(jié)點，整個網(wǎng)絡(luò)的最大長度與所使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法有關(guān)。第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5介質(zhì)分類－光纖光導(dǎo)纖維簡稱為光纖。在它的中心部分包括了一根或多根玻璃纖維，通過從激光器或發(fā)光二極管發(fā)出的光波穿過中心纖維來進行數(shù)據(jù)傳輸。如同雙絞線電纜，光纖也存在許多不同的類型，各種類型的光纖最終分成兩大類：單模式和多模式。單模光纖攜帶單個頻率的光將數(shù)據(jù)從光纖的一端傳輸?shù)搅硪欢?。通過單模光纖，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣雀?，并且距離也更遠。但是這種光纖開銷太大，因此不被考慮用于一般的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。相反，多模光纖可以在單根或多根光纖上同時攜帶幾種光波。這種類型的光纖通常用于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。外護套加固材料塑料屏蔽層玻璃纖維和屏蔽層第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月用光纖傳輸電信號時，在發(fā)送端先將其變成光信號，而在接收端又要由光檢測器還原成電信號。第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月單模光纖：單束光，纖芯直徑一般在8－10μm之間，包層直徑為125μm，傳輸距離長，用于室外，較貴多模光纖：多束光，纖芯直徑一般在50－100μm之間，包層直徑為125－230μm之間，傳輸距離短，用于室內(nèi)，便宜第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖傳送模式多模

輸入電信號輸出電信號單模波長:1300,1550nmh1h2波長:850,1300nmh2h1芯/封套特性光纖的直徑減小到一個光波波長第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖傳輸原理

第39頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月下圖象征性地描述了單模和多模光纖之間的差異。在網(wǎng)絡(luò)中，光纖目前主要用作主干線，然而專家預(yù)計，在下一個十年中，光纖將逐漸代替UTP

成為將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚_式機的主要方式。光纖提供的優(yōu)點是幾乎無限的吞吐量、非常高的抗噪性以及極好的安全性。光纖無需像銅線一樣傳輸電信號，因而它不會產(chǎn)生電流。因此，光纖傳輸?shù)男盘柨梢员３衷诠饫w中而不會被輕易截取，除非在目標節(jié)點處。但另一方面，通過侵入網(wǎng)絡(luò)，就可以監(jiān)視銅線產(chǎn)生的信號。光纖傳輸信號的距離也比同軸電纜或雙絞線電纜所能傳輸?shù)木嚯x要遠得多。它的整個網(wǎng)絡(luò)長度也得益于無需中繼器或放大器。除此之外，光纖還廣泛用于高速網(wǎng)絡(luò)行業(yè)。使用光纖最大的障礙是高成本，另一個缺點是光纖一次只能傳輸一個方向的數(shù)據(jù)。為了克服單向性的障礙，每根光纖必須包括兩股—一股用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一股用于接收數(shù)據(jù)。與銅線不同的最后一點是連接光纖非常困難。第40頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月按照介質(zhì)5特性，光纖的特性總結(jié)如下。?吞吐量：已證明，光纖可以以每秒10GB

的速度可靠地傳輸數(shù)據(jù)，可望在將來進一步改進后，纖維有可能超過這一限制。光纖驚人的吞吐量與光在玻璃纖維上傳輸?shù)奈锢硖匦杂嘘P(guān)。與電脈沖通過銅線不同，光實際上不會遇到阻抗，因此能以比電脈沖更快的速度可靠傳輸。實際上，純的玻璃纖維束每秒可接收高達1億個激光脈沖。但是，由于成本太多，光纖目前還只是用于主干線。盡管如此，它的高吞吐量能力也使它適用于擁有大量通信業(yè)務(wù)量的情形，如電視或電話會議。?成