数据传输介质计算机网络与通信_通信电子-数据通信与网络.pdf

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1、数据传输介质 课程名称-计算机网络基础 课 题-数据传输介质 课时分配-2 课时 教学目的-1.了解计算机网络中使用的传输介质有哪些。2.掌握三种有线传输介质的组成以及特性。教学要求-1.要求学生认真仔细地观察 3种有线数据传输介质的物理外观 2.要求能识别常见的有线传输介质并且了解他们的特性。教学重点-双绞线和光纤的特性 教学难点-光纤的传输原理 教学方法-使用实物讲解三种有线传输介质，采用对比的方式介绍其性能。作 业-完成课堂布置的 2 个作业 教学过程及内容：（一）复习上节课内容：计算机的网络拓扑结构：星型、环型、树型、网状、总线型（二）引入本节内容：数据传输介质 一、双绞线（Twist

2、ed Pair）1.结构特点 由 2 根、4 根、或者 8 根相互绝缘的导线组成 颜色相近（橙-白橙、蓝-白蓝、绿-白绿、棕-白棕）的导线扭在一起 铜质线芯，直径 0.5 mm，灰色的橡胶保护层 质有哪些掌握三种有线传输介质的组成以及特性教学要求要求学生认真仔细地观察种有线数据传输介质的物理外观要求能识别常见的有线传输介质并且了解他们的特性教学重点双绞线和光纤的特性教学难点光纤的传输原理教学方法节课内容计算机的网络拓扑结构星型环型树型网状总线型二引入本节内容数据传输介质一双绞线结构特点由根根或者根相绝缘的导线组成颜色相近橙白橙蓝白蓝绿白绿棕白棕的导线扭在一起铜质线芯直径灰色的橡胶保护层图双绞线

3、之间的电磁干扰传输特性模拟信号和数字信号均可传输传输数字信号时带宽可达最高传输速率传输距离最长可到注意本节内容中提到的传输距离指的是无中继器下单段的最大传输距离主要用于点对点以往知识点的回顾点对点网络形 图 1 双绞线横断面图 2 双绞线实物图 质有哪些掌握三种有线传输介质的组成以及特性教学要求要求学生认真仔细地观察种有线数据传输介质的物理外观要求能识别常见的有线传输介质并且了解他们的特性教学重点双绞线和光纤的特性教学难点光纤的传输原理教学方法节课内容计算机的网络拓扑结构星型环型树型网状总线型二引入本节内容数据传输介质一双绞线结构特点由根根或者根相绝缘的导线组成颜色相近橙白橙蓝白蓝绿白绿棕白棕

4、的导线扭在一起铜质线芯直径灰色的橡胶保护层图双绞线之间的电磁干扰传输特性模拟信号和数字信号均可传输传输数字信号时带宽可达最高传输速率传输距离最长可到注意本节内容中提到的传输距离指的是无中继器下单段的最大传输距离主要用于点对点以往知识点的回顾点对点网络形看图 2 提问：问题一：为什么将双绞线成对扭在一起？解答：将每对导线扭在一起的目的是降低导线之间的电磁干扰。2.传输特性 模拟信号和数字信号均可传输 传输数字信号时，带宽可达 268kHz，最高传输速率 100Mbps 传输距离最长可到 1Km（注意：本节内容中提到的传输距离指的是无中 继器下单段的最大传输距离）主要用于点对点（以往知识点的回顾：

5、点对点网络形式和多点连接网络形 式）的网络形式中 3.分类 屏蔽双绞线 STP（Shielded Twisted Pair）：有箔屏蔽网 非屏蔽双绞线 UTP（Unshielded Twisted Pai）r：价格低于 STP 双绞线的五种型号：1 类、2 类、3类、4 类、5 类 4.其他特性 价格低、抗干扰能力低 二、光导纤维（Fiber）1.物理组成 高折射率的玻璃纤芯 低折射率的玻璃包层 保护用的树脂涂敷层 纤芯 涂敷层 包层 图 3 单根光纤结构示意图 质有哪些掌握三种有线传输介质的组成以及特性教学要求要求学生认真仔细地观察种有线数据传输介质的物理外观要求能识别常见的有线传输介质并且

6、了解他们的特性教学重点双绞线和光纤的特性教学难点光纤的传输原理教学方法节课内容计算机的网络拓扑结构星型环型树型网状总线型二引入本节内容数据传输介质一双绞线结构特点由根根或者根相绝缘的导线组成颜色相近橙白橙蓝白蓝绿白绿棕白棕的导线扭在一起铜质线芯直径灰色的橡胶保护层图双绞线之间的电磁干扰传输特性模拟信号和数字信号均可传输传输数字信号时带宽可达最高传输速率传输距离最长可到注意本节内容中提到的传输距离指的是无中继器下单段的最大传输距离主要用于点对点以往知识点的回顾点对点网络形问题二：为什么要让涂敷层和纤芯的折射率不同？2光纤的分类及其特点（见表 1）特性 类别 纤芯直径 传输速率 最大传输距离 价格

7、 单模光纤 小于 10 m 2.4Gbps 100Km 价格高 多模光纤 50 m 或 62.5m 100Mbps 几公里 几十公里 价格低于单模 光纤 表 1 光纤的分类及其特性 注意：“模”就是以一定的角度进入光纤的一束光线。3.光纤的传输原理（如图 4、图 5 所示）单模光纤：激光二极管作光源，光沿纤芯直线传播 说明：光从高折射率的纤芯射向低折射率的包层，入射角大于临界角的光发生全 反射；入射角小于临界角的光发生折射，即光被包层吸收。图 4 单模光纤传输方式示光电 转质有哪些掌握三种有线传输介质的组成以及特性教学要求要求学生认真仔细地观察种有线数据传输介质的物理外观要求能识别常见的有线传

8、输介质并且了解他们的特性教学重点双绞线和光纤的特性教学难点光纤的传输原理教学方法节课内容计算机的网络拓扑结构星型环型树型网状总线型二引入本节内容数据传输介质一双绞线结构特点由根根或者根相绝缘的导线组成颜色相近橙白橙蓝白蓝绿白绿棕白棕的导线扭在一起铜质线芯直径灰色的橡胶保护层图双绞线之间的电磁干扰传输特性模拟信号和数字信号均可传输传输数字信号时带宽可达最高传输速率传输距离最长可到注意本节内容中提到的传输距离指的是无中继器下单段的最大传输距离主要用于点对点以往知识点的回顾点对点网络形解答问题二：因为光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，光能量会损失，为了避免光信号损失，让光从某一角度入射到纤芯和

9、涂敷层的界面时，由于纤芯 折射率高于涂敷层，满足光发生全反射（是的光信号能量不损失）的条件，使得 光可以在纤芯中不断发生全反射而实现信号的传输。4.光纤的优缺点 优点：频带宽、传输容量大、重量轻、体积小、不受电磁和静电干扰、无串 音干扰、保密性强、原料丰富。缺点：价格高、安装、连接、分接困难 同轴电缆（Coaxial-cable）1.物理组成（如图 6 所示）内导体：铜芯，直径 510mm 外导体：金属网状结构 绝缘层：将内外导体绝缘 保护层：保护电缆 图 6 同轴电缆结构示意 图 2同轴电缆的分类及特性（见表 2）特性 类型 阻抗 铜芯直径 传输信号 传输速率 应用场合 传输距 离 基带同

10、轴电缆 细缆 50 5mm 数字信号 10Mbps 多点连接 的 10M 局域网 几公里 粗缆 10mm 质有哪些掌握三种有线传输介质的组成以及特性教学要求要求学生认真仔细地观察种有线数据传输介质的物理外观要求能识别常见的有线传输介质并且了解他们的特性教学重点双绞线和光纤的特性教学难点光纤的传输原理教学方法节课内容计算机的网络拓扑结构星型环型树型网状总线型二引入本节内容数据传输介质一双绞线结构特点由根根或者根相绝缘的导线组成颜色相近橙白橙蓝白蓝绿白绿棕白棕的导线扭在一起铜质线芯直径灰色的橡胶保护层图双绞线之间的电磁干扰传输特性模拟信号和数字信号均可传输传输数字信号时带宽可达最高传输速率传输距离

11、最长可到注意本节内容中提到的传输距离指的是无中继器下单段的最大传输距离主要用于点对点以往知识点的回顾点对点网络形宽带同轴电缆 75 7mm 模拟信号 300Hz4000MHz CATV、宽带局域 网 几十公 里 表2 同轴电缆的分类 四、无线数据传输介质 无线介质：是指信号通过空气传输，信号不能约束在一个物理导体内。1无线电波（1）原理 利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面的多次反射 而到达接受端的通信方式。（2）使用的频率一般在 3MHz1GH。z（3）传播特性 低频无线电波能轻易绕过障碍物，但带宽较低；高频无线电波趋于直线传 播，易受障碍物阻挡。无线电波易受电磁干扰。2微

12、波（1）将 100MHz 以上的无线电波能量集中在一点上，沿直线传播（2）与无线电波的区别 无线电波是发散传播微，可以穿过障碍物；波是集中某一方向传播，传播 受障碍物影响大，因此发射/接受装置一般要安装在建筑物顶部。（3）优缺点 传输质量稳定，保密性差 3红外（1）使用红外线通过空气传播数据（2）无需天线，一般用在房间或办公室大小的空间（3）传输速率可以和光纤匹敌 4射频（1）信号通过特定的频率传输，计算机自带天线（2）易被窃听，易被干扰 作业一：描述双绞线 5 种型号之间的区别以及应用场合。作业二：从价格、抗干扰、频带宽度、最大传输距离等方面比较三种有线介质的 性能。质有哪些掌握三种有线传输介质的组成以及特性教学要求要求学生认真仔细地观察种有线数据传输介质的物理外观要求能识别常见的有线传输介质并且了解他们的特性教学重点双绞线和光纤的特性教学难点光纤的传输原理教学方法节课内容计算机的网络拓扑结构星型环型树型网状总线型二引入本节内容数据传输介质一双绞线结构特点由根根或者根相绝缘的导线组成颜色相近橙白橙蓝白蓝绿白绿棕白棕的导线扭在一起铜质线芯直径灰色的橡胶保护层图双绞线之间的电磁干扰传输特性模拟信号和数字信号均可传输传输数字信号时带宽可达最高传输速率传输距离最长可到注意本节内容中提到的传输距离指的是无中继器下单段的最大传输距离主要用于点对点以往知识点的回顾点对点网络形