通讯与网络第二节课件

通讯与计算机网络第二章

数据通信技术教学目的：在构造计算机网络时，我们首先遇到的问题就是“血液”怎样在“血管”中传输,即如何实现数据通信。数据通信正是为了适应计算机之间信息传输需要而产生的一种新的通信方式，是计算机网络中各计算机间信息传输的基础。教学要求：了解与计算机网络相关的的基本通信概念和技术，掌握支持计算机网络运行的关键基础设施之一——传输介质。掌握利用各种不同类型的传输介质组网传输介质数据传输介质是数据传输的物质基础，它是两节点间传输数据的“道路”。如声音要通过空气传输，电信号要通过导线传输，光要通过透明物质包括气体、液体或固体来传输。传输介质分类传输介质的种类很多，性能也很复杂，习惯上可分为有线介质和无线介质两大类：有线传输介质——双绞线、同轴电缆、光纤。无线传输介质——微波、卫星、短波。传输介质的特性数据信号在信道上传输时，要求能迅速而不失真地从源端传输到宿端，传输距离尽可能远，传输介质的特性对数据传输的质量有决定性的影响。通常人们将其特性分为物理特性、传输特性、抗干扰特性、地理范围和相对价格等特性。传输特性：衰减：信号在介质中传输时，都会产生一定程度的衰减，对于有线传输介质电缆而言，其衰减量与电缆的种类、长度及信号的频率有关。衰减量用分贝（dB）表示，衰减量与电缆的长度成正比，与电缆的线径成反比频率特性：有的介质适合于模拟信号传输，有的适合于数字信号传输；传输容量：有的则容量小，这一切特性就是传输特性。传输介质的特性抗干扰性及干扰性：抗干扰性是指介质内传输的信号对外界干扰的抵抗能力，干扰性是指介质内传输的信号对外界的影响。地理范围：根据前三种特性，保证信号在失真允许范围内，所能达到的最大距离。价格：取决于传输介质的性能和制造成本。传输介质是网络的基础，是网络的重要资源和重要组成部分。它的性能和价格，对整个网络的性能/价格比有着巨大的影响，应慎重选择。双绞线双绞线的基本组成是：由两根22~26号的绝缘芯线按一定密度（绞距）的螺旋结构相互绞绕组成，每根绝缘芯线由各种颜色塑料绝缘层的多芯或单芯金属导线（通常为铜导线）构成。将两根绝缘的金属导线按一定密度相互绞绕在一起，可降低信号的相互干扰程度，每一根导线在传输过程中辐射的电波会被另一根导线在传输过程中辐射的电波抵消。双绞线的特点双绞线具有抗干扰能力强，本身噪声小的特点。价格较为低廉。与其它传输介质比，双绞线在传输距离、信道带宽和传输速率等性能方面均受到一定限制。双绞线的分类双绞线可分为屏蔽双绞线（STP：SheildedTwistedPair）和非屏蔽双绞线（UTP：UnsheildedTwistedPair）两大类在两大类中，又分为100屏蔽电缆、双体电缆、大对数电缆、150屏蔽电缆。具体型号与分类见教材图2-1。同轴电缆同轴电缆的基本结构为，其轴心是一根铜导线，它由厚度均匀的单芯导线或多芯导线组成；轴心被绝缘层环形包裹，绝缘层又被外层导体环形包裹；外导体通常为网状的导体或导电铝箔组成；最外层用坚韧的绝缘塑料包封。同轴电缆的规格型号同轴电缆可分为两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆，其屏蔽线是用铜做成的网，特性阻抗为50Ω（如RG-8、RG-58等）；宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的，特性阻抗为75Ω（如RG-59等）。粗缆粗缆适用于比较大型的局部网络，它的标准距离长，可靠性高。安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的入网集团。粗缆网络必须安装收发器和收发电缆，安装难度大，所以总体造价高。细缆细缆安装比输送简单，造价低，安装过程要切断电缆，两头须装上基本网络连接头（BNC），然后接到T型连接器两端，当接头多时容易产生接触不良的隐患，这是目前运行中的以太网的最常见故障之一。同轴电缆的组网连接由同轴电缆组成的网络一般可分为三级：主干网。主干线路在直径和衰减方面与其他线路不同，主干线路通常由有防护层的电缆构成。次主干网。次主干电缆的直径比主干电缆小。当在不同建筑物的层次上使用次主干电缆时，需采用高增益的分布式放大器，并要考虑电缆与用户出口的接口。其他网段。接口的安装方法a.细缆将细缆切断，两头装上BNC头，然后接到T型连接器两端。b.粗缆粗缆一般采用一种类似夹板的Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。电缆的两个端头设有终端器，以削弱信号的反射作用。同轴电缆的通信网络构造方式在计算机通信、网络布线系统中，对同轴电缆的粗缆和细缆有三种不同的网络构造方式，即细缆结构、粗缆结构和粗/细缆混合结构。细缆连接配置BNC终端匹配器，BNC50Ω的终端匹配器安装在干线段的两端匹配器必须有一个接地网络中每个结点需要一块提供BNC接口的以太网卡，便携式适配器或PCMIA卡对于使用细缆的以太网，每个干线段的长度不能超过185m，可以用中继器连接两个干线段，以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可以使用四个中继器，连接五个干线段电缆。粗缆连接配置用于连接粗缆以太网的电缆系统包括：粗缆（RG-11A/U）：直径为10mm，特性阻抗为50Ω的粗同轴电隔2.5m有一个标记。N-系列连接器插头：安装在粗缆段的两端。N-系列桶型连接器：用于连接两段粗缆。N-系列终端匹配器安装在干线段电绪的两端，用于防止电子信号的反射。干线电缆段两端的终匹配器必须有一个接地。粗缆连接配置网络中每个结点需要一块提供AUI（用于连接结点和外部收发器，通常称为AUI）接口的以太网卡、便携式适配器或PCMIA卡。每个结点通过安装在干线电缆上的外部收发器（Transceiver）与网络进行连接。可选择任何一种标准的以术网（IEEE802.3）类型的外部收发器。对于使用粗缆的以太网，每个干线段的长度不超过500m，可以用中继器连接两个干线段，以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可以使用四个中继器，连接五段干线段电缆。光缆光缆通常由缆芯、护套和加强构件组成。加强构件通常用钢丝或非金属纤维组成，分布在光缆的中心或四周，用作承受光缆铺设安装时所承受的外力等。护层一般可分为内护层和外护层，内护层由聚乙稀或聚氯乙稀等组成，外护层可根据敷设安装条件而定，通常要求用由铝带和聚乙稀组成的外护套加钢丝包装等。由多根光纤及相应的护套、加强构件组成多芯。光纤通信系统的特点：光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。光纤通信系统具有：传输频带宽、通信容量大、线路损耗低、传输距离远、抗干扰能力强、重量轻、抗化学腐蚀能力强等优点。光纤的分类按照传输的总模数分，光纤通常可分为多模光纤和单模光纤。模式：同频率同波长而不同模式的光沿光纤方向的传输速度不同，从光纤一端同时发送的同频同波长的光信号，其不同模式到达光纤另一端的时间各不相同。光纤的模式与光纤的直径、折射率、光的波长等参数有关。光纤直径越小，其能传输光的模式越少，当直径小于一定临界值时，光纤内只能传输一种模式的光。若光纤中同一波长同一频率光的电磁场传输模式多则称为多模光纤，若光纤中同一波长同一频率的光的电磁场传输模式仅有一种则称为单模光纤。