计算机网络学习：网络传输介质

Posted 2020-07-17

网络是用传输介质将孤立的主机连接到一起，使之能够互相通讯，完成数据传输功能的。

2.1 电缆传输介质

      2.1.1 电缆信号

               电缆上传输的电信号有3种：模拟信号、正弦波信号、数字信号。

               . 模拟信号是一种连续变化的信号。

               . 正弦波信号是一种特殊的模拟信号。

               . 数字信号是一种0、1变化的离散信号。

               3种信号的关系：模拟信号和数字信号均可由大量不同频率的正弦波合成。

               上述文字描述的3种信号关系可用数字描述为：

               y(t) = A0 + A1Sinw1t + A2Sinw2t + A3Sinw3t + ... + AiSinwit + ...

               该公式的含义是：任意一个信号y(t)，都是由不同频率的谐波wi组成的。

      2.1.2 电缆信号频率

               谐波的频率：一个信号y(t)的谐波并不是无穷的，当谐波的频率增长到wi，谐波的信号强度Ai会小到忽略不                                           计，此时谐波的频率wi及谐波的最大频率即为谐波的频率。

               频带宽度（频宽、带宽）：即信号谐波的频率范围[Wmin, Wmax]，如声音的频宽为[20Hz, 20KHz]。

               电缆的传输也受限于自身的频宽，如普通电话线电缆的带宽是2MHz，所以如果要传输几十MHz的数字，就

               需要调制成模拟信号再传输。

               普通的双绞线电缆的带宽高达100MHz，可以直接传输数字信号。

               一个信号能不能不失真地使用某种类型的电缆，取决于电缆的宽带是否大于信号的带宽。

               术语带宽既被用于描述网络电缆频率特性，又被用于描述网络的通讯速度。用KHz、MHz描述电缆频率特

               性，用Kbps、Mbps描述通讯速度。

      2.1.3 非屏蔽双绞线(UTP: Unshielded twisted-pair cable)

               传输速度可达1000Mbps。

      2.1.4 屏蔽双绞线(STP: Shielded twisted-pair cable)

      2.1.5 双绞线的频率特性

               5类双绞线（CAT 5）：100MHz

               超5类双绞线（CAT 5e）：100MHz

               6类双绞线（CAT 6）：250MHz

               7类双绞线（CAT 7）：600MHz
      2.1.6 双绞线端接

               TD+
               TD-
               RD+
               NC

               NC

               RD-

               NC

               NC
      2.1.7 双绞线端接的测试

               目前国际上有3个流行标准：美国的ANSI/TIA/EIA-568、ISO/IEC 11801标准、欧洲的EN 50173。
               主要的双绞线电缆及双绞线电缆布放和端接的测试参数：
               线序 Wire map
               连接 Connection
               电缆长度 Cable length
               直流电阻 DC resistance
               阻抗 Impedance
               衰减 Attenuation
               近端串扰 Near-end crosstalk(NEXT)
               功率和近端串扰 Power sum near-end crosstalk(PSNEXT)
               等效远端串扰 Equal-level far-end crosstalk(ELFEXT)
               功率和远端串扰 Power sum equal-level near-end crosstalk(PSELFEXT)
               回返损失 Return loss
               传导延时 Propagation delay
               时延差 Delay skew
              

               便携式电缆测试仪器Fluke DSP-LIA013，可测试超5类双绞线电缆。
              

2.2 光纤传输介质

      2.2.1
                在使用光缆传输数据时，在发送端用光电转换器将电信号转换为光信号，发射到光缆，在接收端，光接收

                器再将光信号还原成电信号。      

                光缆有松包裹和紧包裹两种塑料包层设计。
      2.2.2 光纤数据传输的原理

               光纤传输是根据光学的全反射定律。
               光纤有 单模光纤（直径小，几乎无散射，几十公里） 和 多模光纤（直径大，有散射，2公里）。

 

2.3 无线传输介质

      2.3.1 无线传输使用的频段
               无线电波和微波，可择频段很广。占主导地位的是2.4G微波。

      2.3.2 无线网络的构成和设备

               无线局域网(WLAN)。
               无线网卡 + 无线集线器（无线Hub）。
               目前流行的WLAN的速度平均为10Mbps。

2.4 国际标准化组织

      联合国(UN)
             ^

             |

      国际电信联盟(ITU)

             ^

             |

      国际电话电视咨询委员会(CCITT) <-----> 国际标准化组织(ISO)

             ^                                                            ^                   ^

              |                                                            |                   |

      欧洲计算机协会(ECMA) -------------------------                    ----------------- 美国国家标准协会(ANSI)                                                                                                                                                                               ^

                                                                                                                                                      |

                                                                      电子电器工程师协会(IEEE) 、通讯工业协会(TLA)、电子工业协会(EIA)