第2课-网络传输介质课件.ppt

1、课程内容课程内容网卡双绞线同轴电缆/光纤制作双绞线网络连接设备网络连接设备:网卡网卡网络适配器（网卡）网络适配器（网卡）p 接收数据并将它转换为电信号。p 接收电信号并将他转换为数据。p 判断接收到的数据地址是否是本机。p 在计算机与电缆之间控制数据流。网卡的基本组成网卡的基本组成MAC地址MACRAM Buffer接口电路编码解码电路内收发器BNCAUIRJ-45网络适配器（网卡）网络适配器（网卡）江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有网卡的地址占网卡的地址占6个字节，全球唯一个字节，全球唯一 标识生产厂商 标识每块网卡 XX XX XX XX XX XX 国家、地区、厂家代码 网

2、卡类型、日期、编号网卡的物理地址网卡的物理地址-MAC地址网卡的引脚功能网卡的引脚功能引脚引脚功功 能能1发送+2发送-3接收+4保留5保留6接收-7保留8保留网卡网卡分类分类按照传输速率分：n10Mb网卡n10/100Mb网卡n100Mb网卡n1000Mb网卡 按照总线接口分：n1、ISA（低速，主要用于586以下低档电脑）n2、PCI（最流行）n3、PCMCIA（用于笔记本电脑）n4、USB（主要满足没有内置网卡的笔记本电脑n5、无线网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类网卡网卡分类分类网卡分类网卡分类按照连接器接口分：n AUI接口（粗缆接口）n

3、 BNC接口（细缆接口）n RJ45接口（双绞线接口）n FX网卡（光纤接口）网卡分类网卡分类网卡分类网卡分类按照用途分：工作站网卡。服务器网卡。网卡分类网卡分类网卡的选购网卡的选购 连接器类型 传输速率 应用环境(驱动程序)远程唤醒（一台电脑可以通过网络启动另一台已经关闭电源的电脑)远程启动 全双工 技术含量 品牌：3COM、INTEL、ACCTON、联想D-LINK、TP-LINK。网络传输介质2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有20CH4 CH4 网络传输介质网络传输介质第1节 网络传输介质概述Section1 Introduction to Netwo

4、rk Transmission Media2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有21网络传输介质概述 网络传输介质的基本概念信号载体、物理通路 网络传输介质与通信信道的关系 网络传输介质和通信设备之间的关系 通信设备通过网络接口连接传输介质 不同的传输介质需要使用不同的网络接口 不同的传输介质和网络接口提供给通信设备的通信模式、通信速度、通信效率等性能不同 网络传输介质的基本分类 有形介质：有线传输介质双绞线等 无形介质：无线传输介质微波等2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有22网络传输介质的特性 物理特性：介质物理结构的描述

5、传输特性：允许使用的信号类型、调制技术、传输容量和信号频率范围等 连通特性：允许点-点连接或多点连接（共享介质连接）地理范围：最大的传输距离 抗干扰性：噪声干扰对数据传输的影响能力 相对价格：相关器件、安装、维护等费用 其他特性2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有23网络传输介质的选择选择网络传输介质需考虑很多相关的因素谁确定网络传输介质的选用？何时确定？选择网络传输介质应考虑的主要因素计算机网络的拓扑结构计算机网络的规模、节点之间的距离联网设备和联网计算机提供的接口类型期望的网络性能和付出的代价2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版

6、权所有24网络传输介质的使用 网络传输介质的铺设 根据网络建设和使用者的不同需求，不同类型的传输介质可能会采用不同的铺设方式 如何把设备和网络传输介质连接起来？需要根据不同的传输介质类型和设备提供的接口类型选用不同的连接接头或连接方式 网络传输介质的维护与监控 网络传输介质的安全性问题2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有25网络传输介质的种类2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有26CH4 CH4 网络传输介质网络传输介质第2节 同轴电缆Section2 Coaxial Cable2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴20

7、08-2012版权所有27同轴电缆概述 同轴电缆的发展历史和现状 最初是为长距离传输模拟信号而设计 最早期的局域网技术采用基带传输技术的同轴电缆 现在主要应用领域仍然是模拟信号的传输 同轴电缆的主要应用领域和适用的拓扑结构 模拟信号传输点对点结构 局域网络通信共享介质的总线结构 同轴电缆适用的信号和传输技术 模拟信号传输模拟信号基带传输/频带传输 局域网络通信数字信号基带传输 缘何称为同轴电缆Coaxial Cable？根据同轴电缆的组成结构而命名2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有28同轴电缆的结构2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-201

8、2版权所有29同轴电缆的分类 根据电缆频带的不同分类基带同轴电缆基带传输技术（模拟/数字信号，用于计算机网络时为数字信号，阻抗为50欧姆。）根据电缆直径不同分为两种。粗同轴电缆（粗缆）内芯导体直径为1/2英寸用于10Base-5以太网 细同轴电缆（细缆）内芯导体直径为1/4英寸用于10Base-2以太网宽带同轴电缆又称射频电缆，频带传输技术（模拟信号，采用频带复用技术在一条电缆中同时传输多路模拟信号，主要用于有线电视系统等领域，阻抗为75欧姆。）2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有30粗缆最早的以太网Ethernet技术采用粗同轴电缆作为共享传输介质，目前已经

9、淘汰。粗缆的阻抗为50欧姆，电缆标准代号为RG-8/RG-11,无中继时最大传输距离为500米，应用于10BASE-5物理层标准。粗缆的安装和使用相对困难，成本较高，但达到的网络传输性能比细缆好，适用于规模较大的局域网。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有3110Base-5粗缆网2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有32细缆 细缆是在粗缆网络构建与使用过程中产生的一系列“麻烦麻烦”问题问题的基础上进行改进和演变而形成的新型传输介质。细缆的阻抗为50欧姆，电缆标准代号为RG-58，无中继时的最大传输距离为185米（约等于200米

10、），主要应用于10BASE-2物理层标准。细缆的安装和使用相对容易，组网成本较低，但达到的网络传输性能比粗缆差，但能很好满足大多数场合的需要，适用于规模较小的局域网，在计算机网络发展历史中有重要地位。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有3310Base-2细缆网2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有34使用细缆组网2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有35CH4 CH4 网络传输介质网络传输介质第3节 双绞线Section3 Twisted Pair2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴20

11、08-2012版权所有36双绞线概述 双绞线的发展历史和现状 最初是为语音通信而设计的传输介质 现在应用于近距离通信的高速局域网 双绞线的主要应用领域和适用的拓扑结构 语音通信领域点对点结构 局域网络通信点对点结构或共享介质 双绞线适用的信号和传输技术 语音通信领域模拟信号基带传输 局域网络通信数字信号基带传输 缘何称为双绞线Twisted Pair Cable？两根平行的传输介质在传输信号的过程中有明显的天线效应，既可以发射传输的信号，也容易受外界干扰信号的影响。两根（一对）线按一定密度绞合在一起可显著地降低天线效应，绞合密度应根据传输信号频率（即数据传输速率）来确定。2022年12月16日

12、江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有37双绞线的分类 按是否进行屏蔽划分 UTP：Unshielded Twisted-Pair非屏蔽双绞线 STP：Shielded Twisted-Pair屏蔽双绞线 FTP：Foil Twisted-Pair单层整体屏蔽双绞线2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有38STP屏蔽双绞线Shielded Twisted-Pair的屏蔽层可以有效减小辐射，但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高，安装比非屏蔽双绞线困难。由于有屏蔽层，电缆硬度大，不易弯曲。类似于同轴电缆，屏蔽层必须专门处理，必须配有支持屏蔽功能的特

13、殊连结器和相应的安装技术。STP/FTP具有较高的传输速率，5类线在100米内可达到155Mbps，而同类UTP仅达到100Mbps。仅在特定应用领域或物理安全性等要求较高时才采用STP或 FTP。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有39STP的结构2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有40UTP无屏蔽外套直径小，节省所占用的空间。重量轻，易弯曲，易安装。将串扰减至最小或加以消除。具有较好的阻燃性。具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。线缆成本和安装维护成本均较低。一般场合下均选用UTP作为网络传输介质。2022年12月16

14、日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有41UTP的结构2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有42双绞线的类别一类线：主要用于语音传输（主要用于八十年代初之前的电话线缆），不能用于数据传输。二类线：传输频率为1MHZ，用于语音传输和最高传输速率为4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧令牌环网络。三类线：传输频率16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输,主要用于早期以太网物理层标准10BASE-T。四类线：传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率为16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10

15、BASE-T以太网。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有43双绞线的类别 五类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。这是最常用的以太网电缆。超五类线：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（S/N）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆铜缆以太网（1000Mbps）。六类线：该类电缆的传输频率为1MHz-250MHz，提供2倍于超五类的带宽，传输性能远远高于超五类标

16、准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。超六类线：是六类线的改进版，主要应用于千兆位网络中，在传输频率和速率方面与六类线一样，只是在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。七类线：是最新的一种双绞线，主要为了适应万兆位以太网技术的应用和发展。它仅有屏蔽型双绞线，传输频率至少可达500 MHz，是六类线和超六类线的2倍以上，传输速率可达10Gbps。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有44UTP的使用当前设计计算机网络时，常选用5类/超5类/6类UTP，适用于星型拓扑结构和树型拓扑结构的网络10/100/1000Base-Tx标准。每根UTP电缆/跳线的两头可各自

17、连接一个设备。采用RJ-45标准的接口与接头连接设备和UTP。每根UTP电缆构成一个点对点的通信信道。连接两个设备的UTP电缆最大长度为100m。根据布线和线路走向的需要，连接两个设备的UTP电缆可以由多段串接而成，但最好是直通不间断式的连接方式。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有4510Base-T网络2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有46使用UTP组网2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有47UTP RJ-45接口引脚定义2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权

18、所有48UTP RJ-45接线标准2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有49两种UTP电缆的使用2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有50常用双绞线品牌2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有51CH4 CH4 网络传输介质网络传输介质第4节 光纤与光缆Section4 Fiber2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有52光纤概述 光纤是光导纤维的简称，是使用石英玻璃或塑料制成的光信号传输介质。光缆由多根光纤共同构成，外形如同电缆。光纤/光缆的发展历史和现状 20世纪6

19、0年代后期由英藉华人高锟（K.C.Kao)博士发明光纤。20世纪70年代中后期开始光纤/光缆开始应用于电信通信领域。20世纪80年代初计算机网络领域开始应用光纤作为高速远距离联网的传输介质。21世纪是光通信时代，光纤/光缆使用大幅增加，光通信技术成为通信技术制高点。目前，光纤中的光信号只能单向传输，一次通信必须由收/发两根光纤组成双向信号传输通道实施，这样的传输通道也属于点对点的信道。当前绝大多数通信设备仍然是电信号设备，因此利用光纤通信须实现光/电信号转换，转换技术和设备等是制约光纤通信技术发展的主要因素之一。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有53光通信基

20、本原理2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有54光纤的构成与工作原理不及头发丝粗细的光纤一般由三层物质构成纤芯：具有高折射率的石英玻璃纤维或塑料纤维制成，是光传输的主要通道。约几微米几十微米包层：低折射率玻璃封套，提供反射面和光隔离。外套：一层很薄的塑料封套，其保护作用。光纤中信号传输的基本原理利用光的折射和反射原理。光缆由多根光纤加上辅助装置及外层护套等共同构成的，分为室内光缆和室外光缆。一般无法直接使用光纤！2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有55光缆（室外）的构成2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-201

21、2版权所有56光缆（室内）的构成2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有57光纤的分类2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有58光纤/光缆的使用2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有59光通信设备2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有60光通信的特点和铜缆相比，光纤/光缆具有明显的优点，也有一些无法克服的缺点。传输信号频带宽，单根光纤通信容量大。信号在传输过程中衰减很小传输距离大。抗电磁干扰能力强，通信保密性强。抗化学腐蚀能力强，满足特定应用需求。光纤尺寸小，重量轻，便

22、于运输和铺设。光纤制作原材料资源丰富，成本低。光纤弯曲半径不宜过小，切断和连接操作技术复杂，分路、耦合麻烦。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有61CH4 CH4 网络传输介质网络传输介质第5节 无线传输介质Section5 Wireless Transmission Media2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有62无线传输介质概述 利用有线传输介质组网的最大弱点 布线带来的相关问题安装、使用、维护、升级等 入网节点位置的相对固定性“尾巴”机动性灵活性较低 无线传输是指利用空气作为传输介质传输电磁波/光波信号的方式，通信的节

23、点之间不存在物理连接。没有“烦恼的”网络布线问题 大幅增加入网节点的移动性和机动性 联网距离可以适当增加，网络覆盖范围大 信号传输被干扰的可能性大，保密性问题突出 无线传输一般采用点对点的方式进行。无线网络是对有线网络的重要补充，而不是完全替代有线网络，当前无线网络的传输速度、联网安全性等方面正在全面提高，使无线网络的重要性日趋显现。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有63电磁波频谱2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有64无线电频段2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有65无线电通信2022年1

24、2月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有66微波频段2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有67微波通信2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有68红外线和激光通信 红外线(Infrared)信号传输 通信数据传输速度较低，常应用于双机点对点连接方式，如台式机和笔记本之间的通信，红外遥控器与接收装置之间的通信等。传输距离近，可视直线距离，不能穿越障碍物。不受电磁波等干扰影响，抗干扰性好，但易受气候因素影响。不易被发现和截获，通信保密性较好。通信系统结构简单，成本低。通信协议由红外数据协会IrDA等组织制定推广。激光(

25、Laser)信号传输 激光是高度集中的单色相干光，20世纪60年代发明。激光在大气中传播时容易受到自然气候因素的影响，因此无线激光通信主要应用于太空通信领域。常见的激光通信是指光纤通信中使用激光作为光源实施的通信。2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有69无线通信技术规范 蓝牙技术Bluetooth IEEE制定相关的技术标准802.15 无线个人网技术WPANWireless PAN IEEE制定相关的技术标准802.15.1等 无线局域网技术WLANWireless LAN IEEE制定一系列相关的技术标准802.11 无线城域网技术WMANWireless

26、 MAN IEEE制定一系列相关的技术标准802.16 无线广域网技术WWANWireless WAN GPRS、CDMA、TD-SCDMA等2G/2.5G/3G移动通信网络 微波通信和卫星通信网络2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有70CH4 CH4 网络传输介质网络传输介质第6节 结构化布线系统概述Section6 Introduction to Structure Cabling System2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有71结构化布线系统概述什么是结构化布线系统技术？有效解决传统布线技术的缺陷规范化解决大规模信息网络布线的技术难题从建筑物内部的高密度布线拓展到室外布线系统性、综合化、集成性、模块化逐步从有线布线扩展到无线通信领域结构化布线系统技术的特点开放性、规范化、灵活性、实用性、兼容性、经济性、可扩展性、可管理性、安全性2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有72结构化布线系统2022年12月16日江南大学人文学院倪玉兴2008-2012版权所有73