《广域网接口和线缆》课件

广域网接口和线缆广域网是将不同地理位置的计算机网络连接起来的网络系统。了解广域网的接口和线缆类型对于网络的设计和维护至关重要。本节将详细介绍广域网常见的接口和线缆标准。课程目标1掌握广域网的工作原理了解广域网的基本概念和组成,了解数据在广域网中的传输过程。2熟悉常见的宽带接入技术学习拨号连接、ISDN、DSL、电缆调制解调器、光纤到户等接入技术的特点。3掌握广域网设备的工作原理学习路由器、调制解调器、交换机等关键设备的功能和使用方法。4了解常用的网络线缆标准熟悉同轴电缆、双绞线、光纤等不同线缆类型的特点和应用场景。广域网概述广域网(WAN)是一种覆盖范围广、连接多个区域的网络。它能链接不同地理位置的局域网(LAN)和设备,形成一个跨越国家或地区的大型通信网络。广域网的主要功能是实现远距离通信和数据传输。它通过专线、电话线、光纤、卫星等多种传输媒体连接远距离的节点,支持各种网络协议和业务类型。宽带接入技术高速稳定的连接宽带接入技术提供高速、持续的网络连接,无需等待拨号。大带宽传输宽带可以承载大容量的数据,适合视频、音乐等多媒体内容传输。即时连接宽带技术提供始终连接的服务,无需反复拨号连接。拨号连接拨号接入拨号连接是最基本的上网方式之一,利用电话线和拨号调制解调器拨号至服务提供商的接入服务器即可上网。访问原理用户拨号时,调制解调器会将数字信号转换为模拟信号,经过电话线传输到服务商的接入服务器,再转换为数字信号接入网络。连接速度传统拨号连接速度较慢,一般在56Kbps以下,无法满足现代互联网应用的需求。ISDN连接什么是ISDN?ISDN(综合业务数字网)是一种利用现有电话网络基础设施提供高速数据传输的技术。它可以同时传输语音和数字数据。ISDN的优势ISDN提供更高的带宽和传输速度,支持同时传输语音和数据,有利于视频会议、远程教育等应用。ISDN的缺点ISDN需要专线和专用设备,安装成本较高。随着宽带技术的发展,ISDN的应用逐渐被替代。典型应用ISDN广泛应用于企业办公、远程医疗、视频会议等领域,支持高质量的视频和语音通信。DSL连接高速上网DSL是一种高速宽带连接技术,可以提供快速稳定的互联网接入。广泛应用DSL广泛用于家庭和中小企业,是常见的宽带接入方式之一。即插即用DSL连接简单易用,无需复杂的设置即可快速上网。电缆调制解调器广泛应用电缆调制解调器是家庭和小企业最常用的宽带上网设备,可提供高速稳定的互联网连接。网络模式电缆调制解调器使用有线电视线路来传输数据,能够支持多种网络协议和接口。便捷性电缆调制解调器安装简单,无需拨号即可连接网络,开机即可使用。光纤到户光纤传输技术利用光纤作为传输介质,可以实现高速稳定的宽带接入。光纤接入网络具有带宽高、抗干扰性好、传输损耗小等优势。家庭网络接入光纤到户技术可以将光纤直接引入用户家中,为用户提供千兆级的超高速宽带接入服务。网络建设投资光纤到户虽然需要投资大量的基础设施建设,但能够提供更加稳定和高速的网络体验。无线宽带快速部署无线宽带无需铺设复杂的有线基础设施,可以快速部署,适用于偏远地区和临时性需求。高移动性用户可以在移动中保持网络连接,无需受限于固定位置。这为商旅、远程工作等场景带来便利。灵活扩展无线网络可以轻松扩展覆盖范围,满足不断增长的用户需求,灵活性强。广域网接口设备广域网接口设备是连接广域网和局域网的重要设备。包括路由器、调制解调器、集线器和交换机等,这些设备负责数据的收发、转发和管理,确保广域网和局域网之间的高效通信。合理选择和配置这些设备对提高网络性能至关重要。路由器和网关路由器路由器是网络中的关键设备,负责将不同网络之间的数据进行转发和路由,确保数据能够按照最优路径到达目的地。网关网关是连接不同类型网络的设备,它可以连接局域网和广域网,实现跨网络的数据通信。网关同时还具有地址转换和协议转换等功能。集成设备现代网络设备常常将路由器和网关功能集成在一起,提供更加全面的网络连接和服务功能,减少设备部署和管理的复杂度。调制解调器模拟调制解调器模拟调制解调器用于通过电话线路进行拨号连接。它将数字信号转换为模拟信号,使计算机可以通过电话线路进行通信。数字调制解调器数字调制解调器用于连接数字网络,如ISDN、DSL或光纤。它直接处理数字信号,无需模拟转换。外置调制解调器外置调制解调器是独立的硬件设备,可通过串口或USB连接到计算机。它提供了更好的灵活性和兼容性。内置调制解调器内置调制解调器集成在主板或笔记本电脑上,提供了更紧凑的设计和更方便的使用体验。集线器和交换机集线器集线器是一种简单的网络设备,通过共享网络总线将多个网络设备连接在一起。它将连接到集线器的设备作为一个共享的网络广播域,数据帧能被发送到所有连接的设备。集线器是一种基本的连接设备,但效率较低且缺乏智能。交换机交换机是一种更智能的网络连接设备,能够根据目的地址对数据帧进行转发。与集线器不同,交换机建立独立的连接通道,让数据帧只流向目标设备。这提高了网络效率和安全性,是目前主流的网络连接设备。网卡网络连接网卡是计算机与网络进行通信的关键设备。它负责将计算机连接到有线或无线网络。无线网络支持无线上网的网卡可以使计算机无需物理电缆连接即可接入网络。有线连接有线网卡通过网线将计算机与路由器、交换机等网络设备直接连接。提供稳定可靠的网络连接。线缆标准概述了解不同类型的网络线缆以及它们的特点和适用场景,对于选择合适的线缆和布线方案至关重要。下面将概括介绍几种主要的线缆标准。同轴电缆坚固耐用同轴电缆采用金属外层护套设计,具有出色的防护和抗干扰性能,适合在恶劣环境下长期使用。传输效率高同轴电缆采用集中型结构,能够在高频率下实现稳定高效的信号传输。广泛应用同轴电缆在电视、宽带互联网、监控等领域广泛使用,为各种网络提供可靠的连接。双绞线1结构构成双绞线由两根绞合在一起的绝缘导线组成,内部还会有屏蔽层和外护层。2优势特点双绞线抗干扰性强,传输速率高,适合高速数据网络，广泛应用于以太网布线。3分类类型根据屏蔽层的不同,双绞线可分为无屏蔽双绞线(UTP)和有屏蔽双绞线(STP)。4应用场景双绞线广泛应用于各种网络设备的连接,如计算机、交换机、路由器等。光纤电缆光纤结构光纤电缆由内芯、包层、缓冲层和保护层组成,能有效传输光信号并保护光纤免受外界因素的损害。连接头光纤电缆需使用专门的光纤连接头进行连接,确保光信号能顺利地在不同部件间传输。铺设方式光纤电缆可采用地下或架空等多种方式进行铺设,根据实际环境选择最适合的方式。串行电缆逐位传输串行电缆一次传输一个二进制位,通过逐步发送位来实现数据传输,适用于低速设备之间的连接。简单结构串行电缆只需要少量传输线,结构简单,成本相对较低,适用于短距离的数据传输。常见标准RS-232、RS-423、RS-422和RS-485等是广泛使用的串行电缆标准,有不同的特点和应用场景。并行电缆标准并行接口并行电缆通常用于连接计算机和外围设备,如打印机、扫描仪等,采用多根导线同时传输数据。高速数据传输并行电缆能够实现较高的数据传输速率,适用于需要快速传输大量数据的场景。广泛应用于计算机并行接口广泛应用于计算机系统中,是早期计算机主要的外设连接方式。电缆的特性电缆在传输信号时会受到各种影响因素的影响,需要了解它们的特性以确保可靠的网络连接。包括衰减、干扰、噪音和延迟等。这些特性决定了电缆的质量和适用场景。衰减信号衰减信号在电缆传输中会逐渐衰减,这是由于电缆中的电阻和电容造成的。衰减会影响信号的强度和清晰度。距离因素信号在电缆中传输的距离越长,衰减越严重。选择合适的电缆类型和规格可以最大程度减少衰减。高频衰减高频信号比低频信号更容易衰减。这是由于电缆中的电容抗阻随频率的升高而增大所造成的。干扰电磁干扰电缆传输信号时可能受到来自其他电子设备的电磁辐射的干扰。这种干扰会导致信号失真和数据错误。外部干扰电缆还可能受到来自外部环境的干扰,如雷电、无线电频率等。这些干扰会影响信号质量和传输速度。内部干扰电缆内部的电磁场也可能会造成自身干扰,尤其是在高速数据传输的情况下。良好的屏蔽设计可以最大程度减少这种干扰。抑制干扰使用高质量的电缆、正确的终端电阻、以及恰当的屏蔽和接地等措施可以有效抑制电缆传输过程中的各种干扰。噪音1电磁噪音来自电子设备和电线的电磁辐射会产生干扰噪音,影响信号传输质量。2环境噪音来自机械设备、汽车、人声等外部声源的环境噪音也会污染电缆信号。3热噪音导体内部电子的热运动也会产生随机噪声,影响信号传输。4量子噪音在极低功率条件下,量子效应也会产生不可忽视的噪音。延迟总体延迟网络中的延迟包括传播延迟、处理延迟和排队延迟。这些因素共同决定了数据从发送端到接收端的总体响应时间。影响因素网络设备处理能力、链路带宽、流量负载等都会影响延迟。在高负载下,排队时间会显著增加。关键应用场景对于实时应用如视频通话和在线游戏,延迟是关键性能指标。即时响应和流畅体验需要网络延迟保持在较低水平。优化策略可通过提升带宽、减少网络节点、缓存数据等方式降低延迟。合理的拓扑设计和流量管理也很重要。电缆的类型广域网中常用的电缆类型包括同轴电缆、双绞线、光纤电缆和串行电缆。每种电缆都有其特点和适用场景,能满足不同的传输需求。合理选择电缆类型是构建高性能广域网的关键。直通线缆1一对一连接直通线缆用于将两个设备直接相连,不需要任何中间设备。2端口对应直通线的两端使用完全相同的插头和引脚排列,以保证信号直接传输。3广泛应用常见应用包括连接路由器和交换机、计算机和打印机等设备。交叉线缆交叉线缆交叉线缆又称对换线缆，是将发送和接收的信号通过对换连接实现的网线。它可用于连接计算机与集线器、交换机等网络设备。接线方法交叉线缆的两端需要将1、2、3、6号线对调接线。这样可以使用计算机的发送端连接到集线器的接收端，提高通信效率。应用场景交叉线缆广泛应用于计算机与其他网络设备之间的直连,如计算机与路由器、交换机的互联,提高网络性能。滤波器和终端电阻滤波器滤波器用于阻隔特定频率范围的信号,可以减少电缆中的噪音和干扰。常见滤波器如高通滤波器、低通滤波器等。终端电阻终端电阻用于确保电缆传输信号的正确阻抗。设置合适的终端电阻能够防止反射和中断,保证信号质量。连接器网络电缆需要使用合适的连