第4章 网络传输介质优秀课件.ppt
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1、第4章 网络传输介质第1页,本讲稿共46页2022/10/252022/10/2525 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质4.1 双绞线n n4.1.1 双绞线的组成和结构n n4.1.2 屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线的区别n n4.1.3 双绞线的类别和应用第2页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质4.1.1 双绞线的组成和结构n n双绞线双绞线(Twisted Pair)也称为双扭线,是计算机网络中使用最为普遍的传输介质;n n现在双绞线广泛应用于模拟信号和数字信现在双绞线广泛应用于
2、模拟信号和数字信号的传输号的传输,尤其是模拟信号的传输在几公里之内都不需要使用放大器。第3页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n双绞线电缆中封装着一对或一对以上的双绞线,为了降低信号的干扰程度,每一对双绞线一般由两根绝缘铜导线相互扭绕而成,每根铜导线的绝缘层颜色各不相同,以示区别。如图4-1(a)所示的是一根5类4对非屏蔽双绞线(UTP)的结构图,图4-1(b)所示的是其截面示意图。第4页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质图4-1 5类4对UTP结构及截面
3、图第5页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n双绞线一般可以分为非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线屏蔽双绞线(STP)两大类。n n其中,STP又分为3类(Category 3)和5类两种,而UTP分为3类、4类、5类、超5类、6类及7类几种。在这两大类中又分为:100电缆、双体电缆、大对数电缆、150屏蔽电缆,具体分类如图4-2所示。其中双体电缆和150屏蔽电缆在国内较少使用。另外,图中:n n AWG表示美国线缆规格标准。n n 24表示线芯为24号(另外,线芯还有22号、23号和26号三种)第6页,本讲稿共
4、46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质第7页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n在在STPSTP中还有一种采用整体屏蔽的屏蔽双绞线,将这类中还有一种采用整体屏蔽的屏蔽双绞线,将这类屏蔽双绞线称为屏蔽双绞线称为铝箔屏蔽双绞线铝箔屏蔽双绞线铝箔屏蔽双绞线铝箔屏蔽双绞线(FTPFTP)。金属屏蔽。金属屏蔽利用的是金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理。利用的是金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理。n n所谓所谓趋肤效应趋肤效应趋肤效应趋肤效应,是指电流在导体截面的分布随频率
5、的提,是指电流在导体截面的分布随频率的提高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小。即高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小。即频率越高,电磁波的穿透能力越弱。因此,使用金属屏频率越高,电磁波的穿透能力越弱。因此,使用金属屏蔽能够有效地防止外部电磁干扰进入电缆,同时阻止内蔽能够有效地防止外部电磁干扰进入电缆,同时阻止内部信号辐射出去,干扰其他设备的工作,起到防止失密部信号辐射出去,干扰其他设备的工作,起到防止失密的作用。电缆的这种抗干扰、防辐射的能力,就是所谓的作用。电缆的这种抗干扰、防辐射的能力,就是所谓的的电磁兼容性电磁兼容性电磁兼容性电磁兼容性(EMCEMC)。)。第8页,本讲稿
6、共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质4.1.2 屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线的区别n n屏蔽双绞线电缆的外面由一层金属材料包裹,以减小屏蔽双绞线电缆的外面由一层金属材料包裹,以减小辐射,防止信息被窃听,同时具有较高的数据传输速辐射,防止信息被窃听,同时具有较高的数据传输速率(率(5 5类类STPSTP在在100m100m内可达到内可达到155Mbit/s155Mbit/s,而,而5 5类类UTPUTP只能达到只能达到100Mbit/s100Mbit/s)。但屏蔽双绞线电缆的价)。但屏蔽双绞线电缆的价格相对较高,安装时要比非屏蔽双绞线困难,必
7、须使格相对较高,安装时要比非屏蔽双绞线困难,必须使用特殊的连接器,技术要求也比非屏蔽双绞线电缆高。用特殊的连接器,技术要求也比非屏蔽双绞线电缆高。与屏蔽双绞线相比,非屏蔽双绞线电缆外面只需一层与屏蔽双绞线相比,非屏蔽双绞线电缆外面只需一层绝缘胶皮,因而重量轻、易弯曲、易安装,组网灵活,绝缘胶皮,因而重量轻、易弯曲、易安装,组网灵活,非常适用于结构化布线,所以在无特殊要求的计算机非常适用于结构化布线,所以在无特殊要求的计算机网络布线中,常使用非屏蔽双绞线电缆。网络布线中,常使用非屏蔽双绞线电缆。第9页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传
8、输介质4.1.3 双绞线的类别和应用n n1.双绞线的标准制定n n在北美,标准主要由以下三个组织颁布:n nANSI(American National Standard Institute,美国国家标准化组织);n nTIA(Telecommunication Industry Association,电信工业联合会);n nEIA(Engineering Institute Association,工程技术协会)。第10页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n2双绞线的类别和特性n n(1)3类双绞线类双绞线。3类双绞
9、线的最高传输频率为16MHz,最高传输速率为10Mbit/s,用于语音和最高传输速率为10Mbit/s的数据传输。n n(2)4类双绞线类双绞线。该类双绞线的最高传输频率为20MHz,最高传输速率为16Mbit/s,可用于语音传输和最高传输速率为16Mbit/s的数据传输。第11页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n(3 3)5类双绞线类双绞线。5 5类双绞线电缆使用了特殊的绝缘类双绞线电缆使用了特殊的绝缘材料,使其最高传输频率达到材料,使其最高传输频率达到100MHz100MHz,最高传输速率达,最高传输速率达到到100
10、Mbit/s100Mbit/s。n n(4 4)超超5类双绞线类双绞线。与。与5 5类双绞线相比,超类双绞线相比,超5 5类双类双绞线的衰减和串扰更小,可提供更坚实的网络基础,绞线的衰减和串扰更小,可提供更坚实的网络基础,满足大多数应用的需求。满足大多数应用的需求。n n (5 5)6类双绞线类双绞线。20022002年年6 6月,月,TIA/EIATIA/EIA委员会委员会正式发布综合布线正式发布综合布线6 6类标准,该标准也将被国际标类标准,该标准也将被国际标准化组织(准化组织(ISOISO)批准,标准号为)批准,标准号为ISO 11801-ISO 11801-20022002。6 6类双
11、绞线的最高频率为类双绞线的最高频率为200MHz200MHz频率,频率,连接千兆以太网时连接距离可以达到标准的连接千兆以太网时连接距离可以达到标准的100m100m。第12页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n(6)7类双绞线类双绞线。国际标准化组织在1997年9月开始准备制定7类双绞线标准,目前相关草案已完成。标准制定机构和制造商正在考虑利用一种新型的铜缆系统,其带宽可以高达600MHz。第13页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质4.2 同轴电缆n n4
12、.2.1 同轴电缆的结构n n4.2.2 基带同轴电缆n n4.2.3 宽带同轴电缆第14页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质4.2.1 同轴电缆的结构n n同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable)是由一根空心的圆柱网状铜导体和一根位于中心轴线位置的铜导线组成的,铜导线、空心圆柱导体和外界之间分别用绝缘材料隔开,如图4-3所示。第15页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n图图4-3 4-3 同轴电缆的组成同轴电缆的组成第16页,本讲稿共46页25 2
13、5 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质4.2.2 基带同轴电缆n n用于计算机网络中的基带同轴电缆的特征阻抗为50,主要的型号有RG-8(或RG-11)和RG-58,其中RG-8称为粗同轴电缆(简称为粗缆粗缆),RG-58称为细同轴电缆(简称为细缆细缆);用于有线电视模拟信号传输中的基带同轴电缆的特征阻抗为75,其型号为RG-59。第17页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质1 细缆的连接方式n n在利用细缆连接计算机时,对连接设备及连接方法一般有以下的要求(网络拓扑如图4-4所示):图4
14、-4 细缆网络连接拓扑图图4-4 细缆网络连接拓扑图第18页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质n n 具有BNC连接器的网卡,同时细缆的两端也要安装BNC连接器(如图4-5(a)所示);n n BNC T型连接器(如图4-5(b)所示),用于将节点接入到总线型网络;n n BNC桶型连接器,用于连接两段细缆;n n BNC终端电阻器(如图4-5(c)所示),特征阻抗为50,安装在每个网段的两端,作用是削减信号的反弹,防止网络中无用信号的堵塞。第19页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-
15、网络传输介质网络传输介质图4-5 用于细缆连接的各类BNC连接器第20页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质在使用细缆组建计算机网络中,需要注意以在使用细缆组建计算机网络中,需要注意以下的问题:下的问题:n n 无中继最大网段长度为无中继最大网段长度为185m185m;n n 使用中继器时,最多可使用使用中继器时,最多可使用4 4个中继器连接个中继器连接5 5个网段,个网段,使网络直径达到使网络直径达到1855=925m1855=925m;n n 每个网段支持的最大节点数为每个网段支持的最大节点数为3030;n n BNC T
16、BNC T连接器之间的最小距离为连接器之间的最小距离为0.5m0.5m;细缆网络具有以下的特点:细缆网络具有以下的特点:n n 价格低廉;价格低廉;n n 网络抗干扰能力强;网络抗干扰能力强;n n 网络维护和扩展比较困难;网络维护和扩展比较困难;n n 由于总线的断点较多,将影响网络系统的可靠性。由于总线的断点较多,将影响网络系统的可靠性。第21页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质2 粗缆的连接方式n n在利用粗缆连接计算机时,对连接设备及连接方法一般有以下的要求(网络拓扑如图4-6所示):图4-6 粗缆网络连接拓扑图第22
17、页,本讲稿共46页25 25 十月十月 2022 2022计算机网络计算机网络-网络传输介质网络传输介质在使用粗缆组建计算机网络中,需要注意以下的问题:在使用粗缆组建计算机网络中,需要注意以下的问题:在使用粗缆组建计算机网络中,需要注意以下的问题:在使用粗缆组建计算机网络中,需要注意以下的问题:n n 无中继最大网段长度为无中继最大网段长度为500m500m;n n 使用中继器时,最多可使用使用中继器时,最多可使用4 4个中继器连接个中继器连接5 5个网段,使个网段,使网络直径达到网络直径达到5005=2500m5005=2500m;n n 每个网段支持的最大节点数为每个网段支持的最大节点数为
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