《廣域網(wǎng)接口和線纜》課件

廣域網(wǎng)接口和線纜廣域網(wǎng)是將不同地理位置的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。了解廣域網(wǎng)的接口和線纜類型對于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和維護(hù)至關(guān)重要。本節(jié)將詳細(xì)介紹廣域網(wǎng)常見的接口和線纜標(biāo)準(zhǔn)。課程目標(biāo)1掌握廣域網(wǎng)的工作原理了解廣域網(wǎng)的基本概念和組成,了解數(shù)據(jù)在廣域網(wǎng)中的傳輸過程。2熟悉常見的寬帶接入技術(shù)學(xué)習(xí)撥號連接、ISDN、DSL、電纜調(diào)制解調(diào)器、光纖到戶等接入技術(shù)的特點(diǎn)。3掌握廣域網(wǎng)設(shè)備的工作原理學(xué)習(xí)路由器、調(diào)制解調(diào)器、交換機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的功能和使用方法。4了解常用的網(wǎng)絡(luò)線纜標(biāo)準(zhǔn)熟悉同軸電纜、雙絞線、光纖等不同線纜類型的特點(diǎn)和應(yīng)用場景。廣域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)(WAN)是一種覆蓋范圍廣、連接多個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)。它能鏈接不同地理位置的局域網(wǎng)(LAN)和設(shè)備,形成一個跨越國家或地區(qū)的大型通信網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信和數(shù)據(jù)傳輸。它通過專線、電話線、光纖、衛(wèi)星等多種傳輸媒體連接遠(yuǎn)距離的節(jié)點(diǎn),支持各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和業(yè)務(wù)類型。寬帶接入技術(shù)高速穩(wěn)定的連接寬帶接入技術(shù)提供高速、持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接,無需等待撥號。大帶寬傳輸寬帶可以承載大容量的數(shù)據(jù),適合視頻、音樂等多媒體內(nèi)容傳輸。即時連接寬帶技術(shù)提供始終連接的服務(wù),無需反復(fù)撥號連接。撥號連接撥號接入撥號連接是最基本的上網(wǎng)方式之一,利用電話線和撥號調(diào)制解調(diào)器撥號至服務(wù)提供商的接入服務(wù)器即可上網(wǎng)。訪問原理用戶撥號時,調(diào)制解調(diào)器會將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,經(jīng)過電話線傳輸?shù)椒?wù)商的接入服務(wù)器,再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號接入網(wǎng)絡(luò)。連接速度傳統(tǒng)撥號連接速度較慢,一般在56Kbps以下,無法滿足現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。ISDN連接什么是ISDN?ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))是一種利用現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。它可以同時傳輸語音和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。ISDN的優(yōu)勢ISDN提供更高的帶寬和傳輸速度,支持同時傳輸語音和數(shù)據(jù),有利于視頻會議、遠(yuǎn)程教育等應(yīng)用。ISDN的缺點(diǎn)ISDN需要專線和專用設(shè)備,安裝成本較高。隨著寬帶技術(shù)的發(fā)展,ISDN的應(yīng)用逐漸被替代。典型應(yīng)用ISDN廣泛應(yīng)用于企業(yè)辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會議等領(lǐng)域,支持高質(zhì)量的視頻和語音通信。DSL連接高速上網(wǎng)DSL是一種高速寬帶連接技術(shù),可以提供快速穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)接入。廣泛應(yīng)用DSL廣泛用于家庭和中小企業(yè),是常見的寬帶接入方式之一。即插即用DSL連接簡單易用,無需復(fù)雜的設(shè)置即可快速上網(wǎng)。電纜調(diào)制解調(diào)器廣泛應(yīng)用電纜調(diào)制解調(diào)器是家庭和小企業(yè)最常用的寬帶上網(wǎng)設(shè)備,可提供高速穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)連接。網(wǎng)絡(luò)模式電纜調(diào)制解調(diào)器使用有線電視線路來傳輸數(shù)據(jù),能夠支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和接口。便捷性電纜調(diào)制解調(diào)器安裝簡單,無需撥號即可連接網(wǎng)絡(luò),開機(jī)即可使用。光纖到戶光纖傳輸技術(shù)利用光纖作為傳輸介質(zhì),可以實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的寬帶接入。光纖接入網(wǎng)絡(luò)具有帶寬高、抗干擾性好、傳輸損耗小等優(yōu)勢。家庭網(wǎng)絡(luò)接入光纖到戶技術(shù)可以將光纖直接引入用戶家中,為用戶提供千兆級的超高速寬帶接入服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資光纖到戶雖然需要投資大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),但能夠提供更加穩(wěn)定和高速的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。無線寬帶快速部署無線寬帶無需鋪設(shè)復(fù)雜的有線基礎(chǔ)設(shè)施,可以快速部署,適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)和臨時性需求。高移動性用戶可以在移動中保持網(wǎng)絡(luò)連接,無需受限于固定位置。這為商旅、遠(yuǎn)程工作等場景帶來便利。靈活擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)可以輕松擴(kuò)展覆蓋范圍,滿足不斷增長的用戶需求,靈活性強(qiáng)。廣域網(wǎng)接口設(shè)備廣域網(wǎng)接口設(shè)備是連接廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的重要設(shè)備。包括路由器、調(diào)制解調(diào)器、集線器和交換機(jī)等,這些設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)和管理,確保廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的高效通信。合理選擇和配置這些設(shè)備對提高網(wǎng)絡(luò)性能至關(guān)重要。路由器和網(wǎng)關(guān)路由器路由器是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵設(shè)備,負(fù)責(zé)將不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和路由,確保數(shù)據(jù)能夠按照最優(yōu)路徑到達(dá)目的地。網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)是連接不同類型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備,它可以連接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信。網(wǎng)關(guān)同時還具有地址轉(zhuǎn)換和協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能。集成設(shè)備現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常常將路由器和網(wǎng)關(guān)功能集成在一起,提供更加全面的網(wǎng)絡(luò)連接和服務(wù)功能,減少設(shè)備部署和管理的復(fù)雜度。調(diào)制解調(diào)器模擬調(diào)制解調(diào)器模擬調(diào)制解調(diào)器用于通過電話線路進(jìn)行撥號連接。它將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,使計(jì)算機(jī)可以通過電話線路進(jìn)行通信。數(shù)字調(diào)制解調(diào)器數(shù)字調(diào)制解調(diào)器用于連接數(shù)字網(wǎng)絡(luò),如ISDN、DSL或光纖。它直接處理數(shù)字信號,無需模擬轉(zhuǎn)換。外置調(diào)制解調(diào)器外置調(diào)制解調(diào)器是獨(dú)立的硬件設(shè)備,可通過串口或USB連接到計(jì)算機(jī)。它提供了更好的靈活性和兼容性。內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器集成在主板或筆記本電腦上,提供了更緊湊的設(shè)計(jì)和更方便的使用體驗(yàn)。集線器和交換機(jī)集線器集線器是一種簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,通過共享網(wǎng)絡(luò)總線將多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起。它將連接到集線器的設(shè)備作為一個共享的網(wǎng)絡(luò)廣播域,數(shù)據(jù)幀能被發(fā)送到所有連接的設(shè)備。集線器是一種基本的連接設(shè)備,但效率較低且缺乏智能。交換機(jī)交換機(jī)是一種更智能的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備,能夠根據(jù)目的地址對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。與集線器不同,交換機(jī)建立獨(dú)立的連接通道,讓數(shù)據(jù)幀只流向目標(biāo)設(shè)備。這提高了網(wǎng)絡(luò)效率和安全性,是目前主流的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)卡是計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的關(guān)鍵設(shè)備。它負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)連接到有線或無線網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)支持無線上網(wǎng)的網(wǎng)卡可以使計(jì)算機(jī)無需物理電纜連接即可接入網(wǎng)絡(luò)。有線連接有線網(wǎng)卡通過網(wǎng)線將計(jì)算機(jī)與路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接連接。提供穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。線纜標(biāo)準(zhǔn)概述了解不同類型的網(wǎng)絡(luò)線纜以及它們的特點(diǎn)和適用場景,對于選擇合適的線纜和布線方案至關(guān)重要。下面將概括介紹幾種主要的線纜標(biāo)準(zhǔn)。同軸電纜堅(jiān)固耐用同軸電纜采用金屬外層護(hù)套設(shè)計(jì),具有出色的防護(hù)和抗干擾性能,適合在惡劣環(huán)境下長期使用。傳輸效率高同軸電纜采用集中型結(jié)構(gòu),能夠在高頻率下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的信號傳輸。廣泛應(yīng)用同軸電纜在電視、寬帶互聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控等領(lǐng)域廣泛使用,為各種網(wǎng)絡(luò)提供可靠的連接。雙絞線1結(jié)構(gòu)構(gòu)成雙絞線由兩根絞合在一起的絕緣導(dǎo)線組成,內(nèi)部還會有屏蔽層和外護(hù)層。2優(yōu)勢特點(diǎn)雙絞線抗干擾性強(qiáng),傳輸速率高,適合高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)布線。3分類類型根據(jù)屏蔽層的不同,雙絞線可分為無屏蔽雙絞線(UTP)和有屏蔽雙絞線(STP)。4應(yīng)用場景雙絞線廣泛應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接,如計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器等。光纖電纜光纖結(jié)構(gòu)光纖電纜由內(nèi)芯、包層、緩沖層和保護(hù)層組成,能有效傳輸光信號并保護(hù)光纖免受外界因素的損害。連接頭光纖電纜需使用專門的光纖連接頭進(jìn)行連接,確保光信號能順利地在不同部件間傳輸。鋪設(shè)方式光纖電纜可采用地下或架空等多種方式進(jìn)行鋪設(shè),根據(jù)實(shí)際環(huán)境選擇最適合的方式。串行電纜逐位傳輸串行電纜一次傳輸一個二進(jìn)制位,通過逐步發(fā)送位來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,適用于低速設(shè)備之間的連接。簡單結(jié)構(gòu)串行電纜只需要少量傳輸線,結(jié)構(gòu)簡單,成本相對較低,適用于短距離的數(shù)據(jù)傳輸。常見標(biāo)準(zhǔn)RS-232、RS-423、RS-422和RS-485等是廣泛使用的串行電纜標(biāo)準(zhǔn),有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場景。并行電纜標(biāo)準(zhǔn)并行接口并行電纜通常用于連接計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備,如打印機(jī)、掃描儀等,采用多根導(dǎo)線同時傳輸數(shù)據(jù)。高速數(shù)據(jù)傳輸并行電纜能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸速率,適用于需要快速傳輸大量數(shù)據(jù)的場景。廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)并行接口廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,是早期計(jì)算機(jī)主要的外設(shè)連接方式。電纜的特性電纜在傳輸信號時會受到各種影響因素的影響,需要了解它們的特性以確?？煽康木W(wǎng)絡(luò)連接。包括衰減、干擾、噪音和延遲等。這些特性決定了電纜的質(zhì)量和適用場景。衰減信號衰減信號在電纜傳輸中會逐漸衰減,這是由于電纜中的電阻和電容造成的。衰減會影響信號的強(qiáng)度和清晰度。距離因素信號在電纜中傳輸?shù)木嚯x越長,衰減越嚴(yán)重。選擇合適的電纜類型和規(guī)格可以最大程度減少衰減。高頻衰減高頻信號比低頻信號更容易衰減。這是由于電纜中的電容抗阻隨頻率的升高而增大所造成的。干擾電磁干擾電纜傳輸信號時可能受到來自其他電子設(shè)備的電磁輻射的干擾。這種干擾會導(dǎo)致信號失真和數(shù)據(jù)錯誤。外部干擾電纜還可能受到來自外部環(huán)境的干擾,如雷電、無線電頻率等。這些干擾會影響信號質(zhì)量和傳輸速度。內(nèi)部干擾電纜內(nèi)部的電磁場也可能會造成自身干擾,尤其是在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下。良好的屏蔽設(shè)計(jì)可以最大程度減少這種干擾。抑制干擾使用高質(zhì)量的電纜、正確的終端電阻、以及恰當(dāng)?shù)钠帘魏徒拥氐却胧┛梢杂行б种齐娎|傳輸過程中的各種干擾。噪音1電磁噪音來自電子設(shè)備和電線的電磁輻射會產(chǎn)生干擾噪音,影響信號傳輸質(zhì)量。2環(huán)境噪音來自機(jī)械設(shè)備、汽車、人聲等外部聲源的環(huán)境噪音也會污染電纜信號。3熱噪音導(dǎo)體內(nèi)部電子的熱運(yùn)動也會產(chǎn)生隨機(jī)噪聲,影響信號傳輸。4量子噪音在極低功率條件下,量子效應(yīng)也會產(chǎn)生不可忽視的噪音。延遲總體延遲網(wǎng)絡(luò)中的延遲包括傳播延遲、處理延遲和排隊(duì)延遲。這些因素共同決定了數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端的總體響應(yīng)時間。影響因素網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理能力、鏈路帶寬、流量負(fù)載等都會影響延遲。在高負(fù)載下,排隊(duì)時間會顯著增加。關(guān)鍵應(yīng)用場景對于實(shí)時應(yīng)用如視頻通話和在線游戲,延遲是關(guān)鍵性能指標(biāo)。即時響應(yīng)和流暢體驗(yàn)需要網(wǎng)絡(luò)延遲保持在較低水平。優(yōu)化策略可通過提升帶寬、減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、緩存數(shù)據(jù)等方式降低延遲。合理的拓?fù)湓O(shè)計(jì)和流量管理也很重要。電纜的類型廣域網(wǎng)中常用的電纜類型包括同軸電纜、雙絞線、光纖電纜和串行電纜。每種電纜都有其特點(diǎn)和適用場景,能滿足不同的傳輸需求。合理選擇電纜類型是構(gòu)建高性能廣域網(wǎng)的關(guān)鍵。直通線纜1一對一連接直通線纜用于將兩個設(shè)備直接相連,不需要任何中間設(shè)備。2端口對應(yīng)直通線的兩端使用完全相同的插頭和引腳排列,以保證信號直接傳輸。3廣泛應(yīng)用常見應(yīng)用包括連接路由器和交換機(jī)、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)等設(shè)備。交叉線纜交叉線纜交叉線纜又稱對換線纜，是將發(fā)送和接收的信號通過對換連接實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)線。它可用于連接計(jì)算機(jī)與集線器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。接線方法交叉線纜的兩端需要將1、2、3、6號線對調(diào)接線。這樣可以使用計(jì)算機(jī)的發(fā)送端連接到集線器的接收端，提高通信效率。應(yīng)用場景交叉線纜廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的直連,如計(jì)算機(jī)與路由器、交換機(jī)的互聯(lián),提高網(wǎng)絡(luò)性能。濾波器和終端電阻濾波器濾波器用于阻隔特定頻率范圍的信號,可以減少電纜中的噪音和干擾。常見濾波器如高通濾波器、低通濾波器等。終端電阻終端電阻用于確保電纜傳輸信號的正確阻抗。設(shè)置合適的終端電阻能夠防止反射和中斷,保證信號質(zhì)量。連接器網(wǎng)絡(luò)電纜需要使用合適的連