第2章网络通信介质及通信设备.ppt

第2章网络通信介质及通信设备 本章内容 网络通信介质 同轴电缆双绞线光纤红外线传输微波通信 网络通信设备 网卡调制解调器集线器交换机路由器无线设备 2 1 1有线通信介质 1 同轴电缆 1 同轴电缆的结构 同轴电缆的特点 同轴电缆有较强的抗干扰能力 能够保证数据在电缆中准确无误地传输 数据在同轴电缆中的传输距离也比双绞线远 不过价格自然也比双绞线高 2 同轴电缆的分类 应用于计算机网络的同轴电缆主要有两种 即 粗缆 和 细缆 同轴粗缆 粗同轴电缆简称AUI 粗同轴电缆的参数 直径为1 27cm阻抗为50 每隔2 5m有一个标记 该标记用于连接收发器 同轴粗缆的特点 同轴粗缆由于直径较粗 因此弹性较差它的连接头的制作方法也相对复杂得多 不能直接与计算机连接 它需要通过一个转接器转换后 才能连接到计算机上粗缆的强度较强 具有较高的可靠性 网络抗干扰能力强 最大传输距离也比细缆长 粗缆的主要用途是用作网络的主干线 同轴粗缆的配件 BNC接头收发器终端电阻 BNC接头 用于连接粗缆的两端 如图所示 收发器 用于连接工作站或其他网段 收发器的接口有RJ 45 BNC AUI 光纤等 如图所示是一个具有AUI接口的收发器 同轴粗缆的收发器 同轴粗缆的的终端电阻 终端电阻 其使用和同轴细缆的终端电阻一样 50 的终端电阻安装在干线电缆段的两端 用于防止信号的反射 干线电缆段两端的终端电阻必须有一个接地 如图所示 同轴粗缆的终端电阻 同轴细缆 细缆是指 细同轴电缆 它的英文简称为 BNC 同轴细缆外观和内部结构 同轴细缆的参数 同轴细缆的直径为0 26cm最大传输距离180m 同轴细缆的特点 线材价格和连接头成本都比较低 且不需要购置集线器等设备 适合架设终端设备较为集中的小型以太网络 安装时 同轴细缆线总长不要超过180m 否则信号将严重衰减 同轴细缆的配件 终端电阻T型接头BNC接头 终端电阻 BNC终端匹配器 直接连接BNCT型接头或用于连接BNC接头的两端中的一端 然后再把匹配器的地线接触片与地线连接 如图所示 终端匹配器 T型接头 T型接头 用于网卡及两段线缆间的相互连接 如图所示 T型接头 BNC接头 BNC接头 中文全名为细缆连接接头 BNC接头由一个中心针 一个屏蔽金属套筒和外卡座组成 如图所示 中心针连接同轴细缆内芯的铜线 而金属屏蔽网线接在屏蔽金属套筒的内层 外卡座用于和网卡上的BNCT型接头连接 BNC接头 2 双绞线 双绞线 TwistedPair 是一种最常使用的有线物理传输介质 它由两根绝缘的铜线互绞在一起而得名 将两根导线绞在一起的目的是减少来自其他导线中的信号干扰 相对于其他有线物理传输介质 同轴电缆和光纤 来说 双绞线价格便宜 也易于安装使用 但在传输距离 信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制 双绞线 1 双绞线电缆的分类 屏蔽双绞线 STP 非屏蔽双绞线 UTP 屏蔽双绞线 STP 屏蔽双绞线 封套 外壳 金属箔屏蔽层 双绞线对 非屏蔽双绞线 UTP 2 双绞线的分类 TIA EIA568标准中对双绞线进行了规范的说明 这个标准是早在1991年 由TIA 电信工业协会 和EIA 电子工业协会 两个标准化组织完成的 TIA EIA568标准将双绞线电线分成1 2 3 4 5和6类 不久又提出了7类 所有这些电缆都必须符合TIA EIA568标准 使用最多的当数3类或5类双绞线 1类线 1类线 CAT1 一种包括两个电线对的UTP形式 1类适用于话音通信 而不适用于数据通信 因为其每秒最多只能传输20千位 Kbps 的数据 2类线 2类线 CAT2 一种包括4个电线对的UTP形式 数据传输速率可以达到4Mbps 由于其数据传输速率较低 因此2类线很少用于目前的网络中 3类线 3类线 CAT3 一种包括4个电线对的UTP形式 在带宽为16MHz时 数据传输速度最高可达10Mbps 3类线一般用于10Mbps的Ethernet或4Mbps的TokenRing 4类线 4类线 CAT4 一种包括4个电线对的UTP形式 它能支持10Mbps的吞吐量 可确保信号带宽高达20MHz 可用于16Mbps的TokenRing或10Mbps的Ethernet网络 5类线 5类线 CAT5 用于新网安装及更新到Ethernet的最流行的UTP形式 CAT5包括4个电线对 支持100Mbps吞吐量和100Mbps信号速率 除100MbpsEthernet之外 CAT5电缆还支持其他快速连网技术 如异步传输模式 ATM 增强CAT5 增强CAT5 CAT5电缆更高级别的版本 它包括高质量的铜线 能提供高的缠绕率 并使用先进的方法以减少串扰 增强CAT5能支持高达200MHz的信号速率 是常规CAT5容量的2倍 6类线 6类线 CAT6 包括4对电线对的双绞线电缆 每对电线被绝缘箔包裹 另一层绝缘箔包裹在所有电线对的外面 同时一层防火塑料封套包裹在第二层箔层外面 绝缘箔对串扰提供了较好的阻抗 从而使CAT6能支持更大的吞吐量 由于大部分网络不能利用最高容量 加之CAT6是一种较新的技术 因此很少使用 7类线 CAT7 7类双绞线标准带宽为600MHz 至今为止 国际标准化组织有关7类双绞线的标准还没有正式推出 3 双绞线的连接方法 双绞线 双绞线的线序标准有两种 EIA TIA568AEIA TIA568B EIA TIA规定的两种线序标准 标准568A 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕 标准568B 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 RJ 45水晶头 直接连接法 直通线 正线 两端线序一样 都是568B 标准568B 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 交叉连接法 交叉线一端为另一端的1 3和2 6线对调 一端是568A 另一端是568B123 标准568A 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕 6 标准568B 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕 双绞线交叉连接法的各线的作用 3 光纤 光纤是光导纤维的简称 是一种性能非常优秀的网络传输介质 1 光纤的结构和物理特性 护套 光纤的成分 光纤的材料主要有超纯二氧化硅 SiO2 多成分光导玻璃纤维和塑料纤维等 几种材料构成的光纤的特点 采用超纯二氧化硅制成的光导纤维技术和价格成本都非常高 一般不建议采用 但是其传输损耗是所有光纤材料中最小的 采用多成分光导玻璃纤维材质制作的光纤 性价比最高 目前 用户通常使用的就是这种光导纤维 采用塑料纤维制造的光纤传输损耗最大 但是成本较低 一般只用于短距离通信 光纤的构成 2 光纤分类 多模光纤 单模光纤 多模光纤 多模光纤的中心玻璃芯较粗 一般为50 m或62 5 m 可传输多种模式的光 但其模间色散较大 这就限制了传输数字信号的频率 而且随距离的增加会更加严重 因此 多模光纤传输的距离比较近 一般只有几公里 单模光纤 单模光纤的中心玻璃芯很细 一般为9 m或10 m 只能传一种模式的光 这是与多模光纤最大的区别 正因为如此 单模光纤的模间色散很小 对光源的稳定性的要求较高 适用于远程通信 单模光纤和多模光纤的区别 单模光纤和多模光纤的区别在于光线在光纤内的传播方式不同 单模光纤和多模光纤的区别 单模光纤的传输性能优于多模光纤 但价格也较昂贵多用于长距离大容量的主干光缆传输系统 一般的局域网中多使用多模光纤 3 光纤的特点 体积小 质量轻频带宽信号衰减小电磁隔离中继器数量少 2 1 2无线传输介质 1 红外线传输红外线通信是一种近距离 低功耗 保密性强的通讯方案 主要应用于近距离的无线数据传输 进行 点对点 的直线数据传输 因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用 蓝牙通信 蓝牙 Bluetooth 原是十世纪统一了丹麦的国王哈洛德 Harold 的外号 蓝牙技术是爱立信 IBM等5家公司在1998年联合推出的一项无线网络技术 目前它的传输范围大约为10米左右 传输速率为1Mbps 1 1版 2 0版速率是3Mbps 2 微波通信 1 地面微波通信 地面微波通信是以直线方式传播 各个相邻站点之间必须形成无障碍的直线连接 这就是经常看到采用高架天线塔进行微波发送的主要原因 2 卫星通信 卫星通信适合广播数据发送 通过卫星中继站 可以将信号向多个接收结点进行发送 信息传输的时延和安全性差是卫星通信的两个最大的弊端 2 2网络通信设备2 2 1网卡1 网卡的外观与用途网卡 又称为网络卡或者网络接口卡 其英文全称为 NetworkInterfaceCard 简称为NIC 2 网卡的种类 1 根据网络种类划分 目前的网络有ATM网 令牌环网和以太网之分 所以网卡也有ATM网卡 令牌环网网卡和以太网网卡之分 以太网的连接比较简单 使用和维护起来比较容易 所以目前市面上也以以太网网卡居多 2 根据传输速率划分 网卡还可按其传输速率 即其支持的带宽 分为 10Mbps网卡100Mbps网卡10 100Mbps自适应网卡千兆网卡等 目前通常使用的是10 100Mbps自适应网卡 3 根据工作对象来划分 服务器专用网卡PC网卡笔记本电脑专用网卡无线局域网网卡 服务器专用网卡 服务器专用网卡是为了适应网络服务器的工作特点而设计的 为了尽可能降低服务器CPU的负荷 一般都自带控制芯片 这类网卡售价较高 一般只安装在一些专用的服务器上 PC网卡 在市场上常见的通常都是适合于PC机使用的PC网卡 俗称为 兼容网卡 此类网卡价格低廉 工作稳定 现已被广泛应用 笔记本电脑专用网卡 笔记本专用网卡 即为PCMCIA网卡 其大小与扑克牌差不多 只是厚度稍微厚一些 无线局域网网卡 无线局域网网卡是最近新推出的针对无线用户的网卡 它遵循IEEE802 11a 802 11b 802 11g 4 根据主板总线类型划分 ELSA与ISA网卡 由于EISA和ISA是早期的总线类型 ISA总线不支持100MHz的数据传输 因此ISA总线的网卡几乎已经被淘汰 ISA网卡 PCI网卡 PCI是一种32位或64位的总线结构 它已经成为几乎所有个人计算机所采用的总线结构之一 USB网卡 USB接口网卡是新近推出的产品 这种网卡是外置式的 具有不占用计算机扩展槽的优点 因而安装更为方便 主要是为了满足没有内置网卡的笔记本电脑用户 5 根据网卡接口划分 RJ 45接口 BNC接口 混合接口 RJ 45接口 BNC接口 AUI接口 3 网卡的选择 1 留意网卡的编号 正规厂家生产的网卡上都直接标明了该网卡所拥有的卡号 一般为一组12位的十六进制数 其中前6位代表网卡的生产厂商 后6位是由生产厂商自行分配给网卡的唯一号码 2 注意网卡的工作模式 全双工网卡 网卡在向网络中发送数据的同时 也能从网络中接收数据 发送和接收数据互不影响 能够同时进行 提高了网卡的使用效率 半双工网卡 简而言之 网卡在某个时间点上 只能单一地完成向网络发送数据或者从网络接收数据的工作 而不能同时发送和接收数据 两者不能同时进行 3 查看网卡的做工 4 根据网卡的类型进行判断 5 注重品牌 国外知名的网络设备生产商如3Com Intel等的产品性能稳定 品质优秀 2 2 2调制解调器 1 调制解调器的功能与用途 它是一个将数字信号与模拟信号进行互相转换的网络设备 2 调制解调器的种类 1 内置式Modem 2 外置式Modem Modem Modem 2 2 3集线器 集线器的英文称为 Hub 集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大 以扩大网络的传输距离 同时把所有结点集中在以它为中心的结点上 集线器 集线器的不足 用户的数据包向所有结点发送 很容易遭到网络中其他计算机非法截获 导致数据通信不安全 集线器采用共享带宽方式 在发送数据包时容易造成网络 塞车 更加降低网络执行效率和吞吐量 2 集线器类型 1 按端口数量来分8口 16口和24口等种类 16 口集线器 2 按带宽划分 通常可分为l0Mbps 100Mbps 10 100Mbps3种 2 2 4交换机 交换机的英文名为 Switch 快速以太网交换机 2 交换机与集线器的区别 集线器的数据传输方式是广播 Broadcast 方式交换机的数据传输是有目的的 数据只对目的结点发送带宽占用方式不同传输模式不同交换机工作在数据链路层集线器在物理层 3 交换机的种类 1 根据网络覆盖范围分 广域网交换机 局域网交换机 2 根据传输介质和传输速度划分 以太网交换机 快速以太网交换机 千兆以太网交换机 ATM文换机 FDDI交换机 令牌环交换机 2 2 5路由器 路由器 英文名称为Router 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径 并将该数据有效地传送到目的站点 由此可见 选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在 2 2 6无线设备 1 无线接入点2 无线网卡 无线局域网设备选型 1 无线网卡 按接口类型分类 PCI无线网卡PCMCIA无线网卡USB无线网卡 PCI无线网卡 PCMCIA无线网卡 USB无线网卡 USB无线网卡产品介绍 TL WN321G 产品规格 支持的协议 IEEE802 11g IEEE802 11b接口类型 USB2 0频率范围 2 4 2 4835GHz传输速率 11g 54 48 36 24 18 12 9 6M 自适应 11b 11 5 5 2 1M 自适应 传输距离 室内最远100米 室外最远300米 因环境而异 价格 120元 2 无线路由 无线路由介绍 TD W8910G产品规格支持的协议 IEEE802 1