第4章 互連設(shè)備與通信介質(zhì)

1、第4章 互連設(shè)備與傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備與傳輸介質(zhì)69 物理層 物理層發(fā)送方接收方傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)實(shí)際上位于物理層以下，由物理層直接控制。線纜或自由空間傳輸介質(zhì): 是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分之一， 是數(shù)據(jù)傳輸中收發(fā)雙方的物理通路， 其特性對網(wǎng)絡(luò)的通信速度和通信量都有很大影響。70傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜無線傳輸介質(zhì)空間：無線電、微波、紅外線光纜有線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)（導(dǎo)向?qū)颍弘p絞線、同軸電纜、光纖）：雙絞線、同軸電纜、光纖無線傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì)（非導(dǎo)向非導(dǎo)向）：自由空間（無線電、微波、紅外線）：自由空間（無線電、微波、紅外線）傳輸介質(zhì)：分類71物理特性：物理特性：傳輸介質(zhì)的物

2、理結(jié)構(gòu)、特征阻抗等。傳輸介質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)、特征阻抗等。傳輸特性：傳輸特性：傳輸模擬信號還是數(shù)字信號，帶寬等。傳輸模擬信號還是數(shù)字信號，帶寬等。連通特性：連通特性：適合于點(diǎn)到點(diǎn)還是多點(diǎn)連接。適合于點(diǎn)到點(diǎn)還是多點(diǎn)連接。傳輸范圍：傳輸范圍：各點(diǎn)間允許的最大傳輸距離。各點(diǎn)間允許的最大傳輸距離?？垢蓴_性：抗干擾性：抗噪聲、電磁干擾的能力?？乖肼?、電磁干擾的能力。價(jià)格：價(jià)格：包括安裝與維護(hù)的價(jià)格。包括安裝與維護(hù)的價(jià)格。傳輸介質(zhì)：幾個(gè)指標(biāo)72雙絞線雙絞線由兩根彼此絕緣的銅線按照規(guī)則絞合在一起。由兩根彼此絕緣的銅線按照規(guī)則絞合在一起。傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣層外套73

3、雙絞線一般采用銅制，可以傳輸雙絞線一般采用銅制，可以傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)字和和模擬模擬信號。信號。每個(gè)長度單位內(nèi)的每個(gè)長度單位內(nèi)的絞合數(shù)絞合數(shù)決定了電纜的質(zhì)量，決定了電纜的質(zhì)量，絞合數(shù)越多，質(zhì)量越好絞合數(shù)越多，質(zhì)量越好。雙絞線多用于雙絞線多用于點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)連接。連接?？垢蓴_性較差抗干擾性較差價(jià)格比較便宜價(jià)格比較便宜傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable74雙絞線雙絞線根據(jù)絞合密度分為根據(jù)絞合密度分為七七類，密度越高質(zhì)量越好。類，密度越高質(zhì)量越好。 1 1類類質(zhì)量最低，質(zhì)量最低，7 7類類質(zhì)量最高，目前用的最多是質(zhì)量最高，目前用的最多是5 5類，如類，如586A586A和和586B586B

4、。分類帶寬數(shù)據(jù)速率數(shù)字/模擬用途1很低100Kbps模擬電話22MHz2Mbps模擬/數(shù)字T-1線路316MHz10Mbps數(shù)字 LANs420MHz20Mbps數(shù)字 LANs5100MHz100Mbps數(shù)字 LANs6200MHz1000Mbps數(shù)字 LANs7600MHz1000Mbps 數(shù)字 LANs目前LAN使用的雙絞線的速率在100Mbps到1Gbps之間。傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable75雙絞線的分類：屏蔽雙絞線（STP，Shielded twisted-pair） 非屏蔽雙絞線（UTP, unshielded twisted-pair）屏蔽雙絞線以鋁箔屏蔽

5、，以減少干擾和串音，質(zhì)量好但更笨重更昂貴。非屏蔽雙絞線（常用）雙絞線外沒有任何附加屏蔽傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable765 5類雙絞線的連接器類雙絞線的連接器: RJ45: RJ45水晶頭水晶頭使用雙絞線組網(wǎng)，要安裝使用雙絞線組網(wǎng)，要安裝RJ45RJ45水晶頭才可與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。水晶頭才可與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cableRJ45引腳78T568AT568A： 白綠白綠綠綠白橙白橙藍(lán)白藍(lán)藍(lán)白藍(lán)橙橙白棕棕白棕棕T568BT568B： 白橙白橙橙橙白綠白綠藍(lán)白藍(lán)藍(lán)白藍(lán)綠綠白棕棕白棕棕 傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable

6、79 一端一端568B568B：白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕白橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕 一端一端568B568B：白橙白橙 / /橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕直通線的線序（最常用）傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable80交叉線的線序 一端568A：白綠綠白橙藍(lán)白藍(lán)橙白棕棕 一端568B： 白橙 /橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable81q直通線用途：（最常用） （計(jì)算機(jī)，路由器）連（交換機(jī)，集線器） 直通線：即兩個(gè)水晶頭都使用T568Bq交叉線用途： (計(jì)算機(jī)，路由器）連（計(jì)算機(jī)，路由器） (集線器，交換機(jī)）連（集線器，交換機(jī)） 交

7、叉線：一個(gè)水晶頭使用T568A，另一個(gè)使用T568B現(xiàn)在很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口是直通線與交叉線自適應(yīng)的傳輸介質(zhì)：雙絞線 Twisted-pair cable82兩個(gè)同心的銅導(dǎo)線，一個(gè)空心金屬圓柱體（外導(dǎo)體）和一根硬導(dǎo)線（內(nèi)導(dǎo)體）按同軸構(gòu)成，內(nèi)外導(dǎo)體間有絕緣層。q同軸電纜的抗干擾性比雙絞線強(qiáng)，可以傳輸更高頻率的信號，但是價(jià)格比雙絞線貴。傳輸介質(zhì)：同軸電纜 Coaxial cable銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護(hù)套83同軸電纜分為同軸電纜分為基帶同軸電纜基帶同軸電纜和和寬帶同軸電纜寬帶同軸電纜基帶同軸電纜基帶同軸電纜 用于傳輸用于傳輸數(shù)字信號數(shù)字信號，阻抗，阻抗5050 ，一般用于，一般用于局域網(wǎng)局域網(wǎng)連接

8、。連接。 又可分為又可分為細(xì)纜細(xì)纜和和粗纜粗纜：細(xì)纜用戶間連接，粗纜用于主干連接：細(xì)纜用戶間連接，粗纜用于主干連接寬帶同軸電纜寬帶同軸電纜 用于傳輸用于傳輸模擬信號模擬信號，阻抗，阻抗75 75 ，一般用于一般用于有線電視有線電視信號的傳輸。信號的傳輸。傳輸介質(zhì)：同軸電纜 Coaxial cable84BNC T型連接器BNC終接器傳輸介質(zhì)：同軸電纜 Coaxial cable85同軸電纜的連接器常用三種類型：BNC連接器：用于將電纜的一端連接到設(shè)備，如電視機(jī)上。BNC T型連接器：用于局域網(wǎng)，從主線路分支以連接計(jì)算機(jī)。BNC終接器：用于電纜的末端，以防止信號反射。BNC連接器BNC T型連接

9、器BNC終接器傳輸介質(zhì)：同軸電纜 Coaxial cable傳輸介質(zhì)：光纖 Fiber87光纖光纖的芯由玻璃構(gòu)成的，傳輸光信號。的芯由玻璃構(gòu)成的，傳輸光信號。 應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)主干中，還有千兆、萬兆以太網(wǎng)中。應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)主干中，還有千兆、萬兆以太網(wǎng)中。玻璃光纖：玻璃光纖：封套是玻璃，損耗小成本高，用于遠(yuǎn)距離寬帶傳輸。封套是玻璃，損耗小成本高，用于遠(yuǎn)距離寬帶傳輸。 塑料光纖：塑料光纖：封套是塑料，損耗大成本低，用于近距離寬帶傳輸。封套是塑料，損耗大成本低，用于近距離寬帶傳輸。傳輸介質(zhì)：光纖 Fiber 封套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外套封套外殼88光纖的特點(diǎn)：光纖的特點(diǎn)：信號衰減少，信號衰減少，可以無

10、中繼遠(yuǎn)距離傳輸；可以無中繼遠(yuǎn)距離傳輸；帶寬大，帶寬大，傳輸速率高，傳輸能力強(qiáng)；傳輸速率高，傳輸能力強(qiáng)；由于傳輸信號是光而非電氣信號，因此由于傳輸信號是光而非電氣信號，因此不受電磁的干擾不受電磁的干擾，抗干擾能力強(qiáng)，無輻射，保密性抗干擾能力強(qiáng)，無輻射，保密性好；好；重量輕，容量大，重量輕，容量大，非常適合多媒體通信。非常適合多媒體通信。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：光纖精確地連接需要：光纖精確地連接需要較高的技術(shù)較高的技術(shù)； 單向傳播單向傳播，要實(shí)現(xiàn)雙向則需要兩根光纖。要實(shí)現(xiàn)雙向則需要兩根光纖。 如果光纖斷裂，如果光纖斷裂，很難檢測和修復(fù)。很難檢測和修復(fù)。若干年將會繼續(xù)使用的介質(zhì)傳輸介質(zhì)：光纖 Fiber89光纖類

11、型：多模光纖 Multi-mode fiber MMF 性能稍差，價(jià)格稍低單模光纖 Single-mode fiber SMF 性能較好，成本最高 多模 MMF 單模 SMF直徑: 8/125、9/125、10/125 m直徑: 50/125、62.5/125 m多束光線以不同的反射角傳播單束光線沿直線傳播傳輸介質(zhì)：光纖 Fiber90光纖的連接器：方頭插拔：圓頭螺口：傳輸介質(zhì)：光纖 Fiber91無線傳輸無線傳輸不使用物理導(dǎo)體傳輸電磁波，信號通過不使用物理導(dǎo)體傳輸電磁波，信號通過自由空間自由空間傳播。傳播。電離層電離層電離層 地表傳播 天空傳播 視線傳播傳輸介質(zhì)：自由空間（無線傳輸）92無線

12、傳輸介質(zhì)無線傳輸介質(zhì) 可以解決有線傳輸介質(zhì)難以架設(shè)的問題，如通過高山或島嶼等環(huán)境?？梢越鉀Q有線傳輸介質(zhì)難以架設(shè)的問題，如通過高山或島嶼等環(huán)境。無線傳輸無線電波微波紅外線無線電波：用于多播通信，如收音機(jī)、電視以及尋呼系統(tǒng)。中播，短播。微波：用于單播通信，如移動電話、衛(wèi)星通信和無線局域網(wǎng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。紅外線：可以在封閉區(qū)域用于短距離通信，使用視線傳播，如遙控器。 傳輸介質(zhì)：無線傳輸93無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調(diào)幅無線電 調(diào)頻無線電 海事無線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104 105 106 107 108

13、109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動無線電 傳輸介質(zhì)：電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜無線傳輸所使用的頻段很廣94地面微波q兩個(gè)地面站之間傳送q速率低，幾百kb/sq傳輸距離：50 -100 kmq數(shù)字微波接力站與天線的高度有關(guān)，與信號強(qiáng)度有關(guān)，與氣象條件有關(guān)。地面站之間的直視線路 微波傳送塔傳輸介質(zhì)：無線傳輸95衛(wèi)星微波q與地面站相對固定位置q使用3個(gè)衛(wèi)星覆蓋全球q傳輸距離很遠(yuǎn)q傳播延遲時(shí)間長q地面站需要發(fā)射很強(qiáng)的信號，對地面站要求高。

14、q現(xiàn)在使用VSAT甚小孔徑衛(wèi)星終端 Very small aperture satellite terminals,使得中小用戶用的起衛(wèi)星傳播。離地球表面36,000公里270ms延遲傳輸介質(zhì)：無線傳輸 衛(wèi)星通信是利用位于衛(wèi)星通信是利用位于3 3萬萬6 6千公里高空的人造地球衛(wèi)星作為太空無人值守的微千公里高空的人造地球衛(wèi)星作為太空無人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信。衛(wèi)星通信能克服地面微波通信的距波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信。衛(wèi)星通信能克服地面微波通信的距離限制離限制, ,最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn), ,且通信費(fèi)用與距離無關(guān)。且通信費(fèi)用與距離無關(guān)。 VSATVSAT網(wǎng)通常由一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、一個(gè)大型主站和大量的網(wǎng)通常由一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、一個(gè)大型主站和大量的VSATVSAT小站組成，能小站組成，能單雙向傳輸數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。如各國的大使館與國單雙向傳輸數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。如各國的大使館與國內(nèi)之間的通信都是通過內(nèi)之間的通信都是通過VSATVSAT來通信的。來通信的。數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)比較數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)比較傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)帶寬帶寬速率速率/ /工作工作頻帶頻帶性能性能傳輸距離傳輸距離價(jià)格價(jià)格應(yīng)用應(yīng)用雙絞線寬帶基帶 1Gb/s1Gb/s較好100m