物理层网络设备和传输介质市公开课获奖课件

1、计算机网络基础 保定职业技术学院 程治国第1页第1页第三章 物理层设备及传播介质3.1 双绞线（TP，Twisted Pairwire）3.2 同轴电缆3.3 光纤3.4 网络接口卡（网卡 NIC）3.5 中继器3.6 集线器第2页第2页 网络传播介质一、局域网传播介质双绞线传播距离：100米屏蔽双绞线（STP)非屏蔽双绞线（UTP)同轴电缆传播距离：185米，500米细缆粗缆光纤单模光纤多模光纤第3页第3页3.1 双绞线第4页第4页5类双绞线（ Cat 5）： 有UTP和STP两种形式。由4对（8根）线构成，最高传播速率100Mbps。用于百兆以太网中100BASE-TX。超5类双绞线（En

2、hanced Cat 5）又叫增强型5类双绞线。它是将现在五类非屏蔽双绞线性能加以改进，不少性能指标都有很大改进能达到167Mbps传播速率可用于千兆以太网中1000BASE-T组网。6类双绞线（ Cat 6）它是一个新级别电缆，除了各项性能指标有较大提升之外，其带宽会扩展至200MHz以上可用千兆以太网中1000BASE-TX组网。由4对线（8根）构成，有非屏蔽、单屏蔽、双屏蔽三种。其中双屏蔽除了有一层箔绝缘体屏蔽所有电线对（8根）外，另外尚有一层箔绝缘体屏蔽每一对绞线（2根）其传播速率是常规5类双绞线6倍。但由于它是一个新技术且大部分网络技术不能应用其速率。双绞线类别第5页第5页双绞线选购

3、能够在双绞线上看到一些字符，这些字符包括下列一些信息：1、双绞线生产商和产品号码2、双绞线类型3、NEC/UL测试和级别4、CSA防火测试5、长度标志6、生产日期第6页第6页双绞线标识AMP超5类双绞线上字符信息：AMP NETCONNECT CATEGORY 5e CABLE E138034 1300 24AWG CM/MP (UL) CMG/MPG(UL) VERIFIED TO CATEGORY 5 001969FT 0245AMP NETCONNECT：指是该双绞线生产商。CATEGORY 5e CABLE： 指该双绞线通过UL测试，达到超5类原则。E138034 1300：代表其产品

4、号。24AWG：阐明这条双绞线是24 AWG电线线对所构成。铜电缆直径通惯用AWG(American Wire Gauge)单位来衡量。通常AWG数值越小，电线直径越大。我们通常使用双绞线均是24AWG。CM/MP（UL）、CMG/MPG(UL) VERIFIED： 表示该双绞线类型且该双绞线满足UL(Underwriters Laboratories Inc.保险业者试验室)原则要求。001969FT：双绞线长度点，FT为英尺缩写。0245：是指制造厂生产日期，这里是45周。第7页第7页 双绞线RJ-45连接头第8页第8页T586A原则白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕T586B原则白橙

5、、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕双绞线线序原则第9页第9页无论是T586A还是T586B，只要双绞线两端按同一个原则做出来网线，就称为采用平行接法做网线，也叫直连线（straight through cable）。若在双绞线一端用T586A原则，另一端用T586B原则，这种做法称为交叉接法，又称交叉线（crossover cable）。交叉线普通用在两个网卡之间连接、两个互换机或集线器端口连接上（Up-Link与另一个设备普通端口连接除外）。双绞线接线类型第10页第10页双绞线制作工艺双绞线与RJ-45头连接环节剪断：利用压线钳剪线刀口剪取适当长度网线剥皮：用压线钳剪线刀口将线头剪齐剥除外包

6、皮后张开双绞线电缆排序：将4个线正确8条细导线一一拆开（568A、568B）插入：一手以拇指和中指捏住水晶头，使有塑料弹片一侧向下，针脚一方朝向远离自己方向，并用食指抵住压制：由于水晶头是透明，因此能够从水晶头有卡位一面或侧面能够清楚地看到每条芯线所插入位置第11页第11页3.2 同轴电缆同轴电缆（Coaxial Cable）这种介质大家都接触过，因为我们家里有线电视信号就是经过同轴电缆传输，不过这里要讲同轴电缆是计算机网络传输介质，与有线电视同轴电缆不同。同轴电缆从外向内由护套、金属屏蔽层、绝缘层和铜芯导体组成第12页第12页同轴电缆特性金属屏蔽层一方面避免信号衰减，另一方面可避免外界磁场干

7、扰中心导体上信号。同轴电缆这种结构，使它具有高带宽和极好噪声克制特性。同轴电缆带宽取决于电缆长度。1km电缆可以达到1Gb/s2Gb/s数据传播速率。还可以使用更长电缆，但是传播率要减少或使用中间放大器。第13页第13页 宽带同轴电缆: 家庭里用于有线电视信号传播这种同轴电缆就是宽带同轴电缆，这种电缆阻抗是75欧姆，采用是频分复用技术，用于传播模拟信号。 基带同轴电缆 : 计算机通信采用同轴电缆被称为基带同轴电缆，这种电缆阻抗是50欧姆，用于传播数字信号，像10BASE-5、10BASE-2中传播介质都属于基带同轴电缆。 基带同轴电缆依据电缆直径又能够分为粗缆和细缆两种 在老式以太网中，第一个

8、定义介质类型就是粗缆，如10BASE5又叫粗缆以太网，由于它使用粗缆作为传播介质。粗缆适合用于早期比较大型局部网络，它原则距离长，可靠性高。 但它缺点是造价高、网络投资大，安装难度大。由于在10BASE5中，除了昂贵粗缆外、并且它还需要收发器和收发器电缆。同轴电缆分类第14页第14页 在10BASE2中定义传播介质就是细缆，因此它又叫细缆以太网。细缆安装相对于粗缆而言要简朴一些、造价低一些。工作站通过BNC头连接到细缆上细缆两端接终端电阻以预防信号反射，但细缆以太网经常由于接触不良而经常发生网络中断。同轴电缆连接器第15页第15页3.3 光纤光纤通常由纤芯、包层、护套构成,纤芯通常由石英玻璃制

9、成由于光纤是利用光传播信号，因而在纤芯外面包围着一层折射率低玻璃封套，以确保光在纤芯内传播而不会透射到外面去。 第16页第16页光纤规格分类依据传播模数分类光纤可分为单模光纤(SMF ：Single Mode Fiber)和多模光纤(MMF：Multi Mode Fiber)光纤类型由模材料(玻璃或塑料纤维)及芯和外层尺寸决定,芯尺寸大小决定光传播质量。惯用光纤有下列几类： 8.3m芯、125m外层、单模。 62.5m芯、125m外层、多模。 50m芯、125m外层、多模。 100m芯、140m外层、多模。第17页第17页光纤连接方式1、模块式连接 光纤连接器按连接类型可分为FC型、ST型、S

10、C型、LC型、MT型，2、机械结合3、熔接 熔接是用高压电弧放电办法将连接光纤连接点熔化并连接在一起。其主要特点是连接衰减在所有连接办法中最低。 第18页第18页光纤通信设备光纤通信系统及构成光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传播媒体通信方式,起主导作用是光源、光纤、光发送机和光接受机。光源是光波产生起源，有两种光源被用作信号源：发光二极管LED(Light-Emitting Diode) 和半导体激光ILD(Injection Laser Diode) 光纤是传播光波通信介质。光发送机功效是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。光接受机功效负责接受从光纤上传播光信号,并将光

11、信号转变成电信号,经解码后再作相应处理。第19页第19页光缆光缆光缆是由一捆光纤构成，但有些光缆中除光纤外还加有钢丝、钢带、钢管等护铠，以增长光缆强度和韧性，预防光缆在拐弯、架空、地埋、穿越水底时折断第20页第20页光缆分类光缆（Fiber optic cable）种类单芯互联光缆双芯互联光缆分布式光缆分散式光缆室外光缆412芯铠 装型与全绝缘类型室外光缆24144芯铠装类型与全绝缘类型单管全绝缘型室内/室外光缆第21页第21页2.4 网络接口卡（网卡 NIC）网络接口卡(NIC Network Interface Card)也叫网卡或网络适配器，是计算机与网络实体连接器件，控制计算机与线缆之

12、间数据流动，并将计算机总线上并行数据重构为串行方式传到网络上。MAC地址是Ethernet 网卡上带地址，为48位长。每个Ethernet 网卡厂家必须向IEEE组织申请一组MAC地址，在生产网卡时编程于网卡上串行EPROM中。第22页第22页第23页第23页网卡及扩展槽第24页第24页网卡相关总线频率各类PCI总线速度表总线名称位宽（比特）工作频率最高速度备注PCI3233 MHz133 MB/sPCI 1.06433 MHz266 MB/sPCI 2.26466 MHz533 MB/sPCI-X 1.06466 MHz533 MB/s向下兼容，已有实用产品。64100 MHz800 MB/

13、s64133 MHz1.06 GB/sPCI-X 2.064266 MHz2.1 GB/s7月推出前两个频率原则规范。11月才开始开发PCI-X 1066。64533 MHz4.3 GB/s641066 MHz8.6 GB/sPCI ExpressX 12.5 GHz312 MB/s推出进度稍晚于PCI-X 2.0。X 22.5 GHz625 MB/sX 42.5 GHz1.25 GB/sX 82.5 GHz2.5 GB/sX 162.5 GHz5 GB/s速度与PCI-X 533相称。第25页第25页2.5 中继器中继器（RP repeater）是连接网络线路一个装置，惯用于两个网络节点之间物理信号双向转转接工作。中继器是最简朴网络互联设备，主要完毕物理层功效，负责在两个节