网络传输介质是什么

小白 QA 2020-04-26 13:02:21 阅读(...)

网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路,它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有:双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介。

网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路,它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有:双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介。

网络传输介质是什么

简介

网络传输介质是指在网络中传输信息的载体,常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。

⑴有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方,有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号,光纤传输光信号。

⑵无线传输介质指我们周围的自由空间。我们利用无线电波在自由空间的传播可以实现多种无线通信。在自由空间传输的电磁波根据频谱可将其分为无线电波、微波、红外线、激光等,信息被加载在电磁波上进行传输。

不同的传输介质,其特性也各不相同。他们不同的特性对网络中数据通信质量和通信速度有较大影响!

特性

任何信息传输和共享都需要有传输介质,计算机网络也不例外。对于一般计算机网络用户来说,可能没有必要了解过多的细节,例如计算机之间依靠何种介质、以怎样的编码来传输信息等。但是,对于网络设计人员或网络开发者来说.了解网络底层的结构和工作原理则是必要的,因为他们必须掌握信息在不同介质中传输时的衰减速度和发生传输错误时如何去纠正这些错误。本节主要介绍计算机网络中用到的各种通信介质及其有关的通信特性。

当需要决定使用哪一种传输介质时,必须将连网需求与介质特性进行匹配。这一节描述了与所有数据传输方式有关的特性。稍后,将学习如何选择适合网络的介质。通常说来,选择数据传输介质时必须考虑 5 种特性(根据重要性粗略地列举):吞吐量和带宽、成本、尺寸和可扩展性、连接器以及抗噪性。当然,每种连网情况都是不同的;对一个机构至关重要的特性对另一个机构来说可能是无关重要的,你需要判断哪一方面对你的机构是最重要的。

双绞线

双绞线简称 TP,将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中,为了降低信号的干扰程度,电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成,也因此把它称为双绞线。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。

双绞线可分为非屏蔽双绞线 UTP 和屏蔽双绞线 STP,适合于短距离通信。

非屏蔽双绞线价格便宜,传输速度偏低,抗干扰能力较差。

屏蔽双绞线抗干扰能力较好,具有更高的传输速度,但价格相对较贵。

双绞线需用 RJ-45 或 RJ-11 连接头插接。

市面上出售的 UTP 分为 3 类,4 类,5 类和超 5 类四种:

3 类:传输速率支持 10Mbps,外层保护胶皮较薄,皮上注有“cat3”

4 类:网络中不常用

5 类(超 5 类):传输速率支持 100Mbps 或 10Mbps,外层保护胶皮较厚,皮上注有“cat5”

超 5 类双绞线在传送信号时比普通 5 类双绞线的衰减更小,抗干扰能力更强,在 100M 网络中,受干扰程度只有普通 5 类线的 1/4,这类以较少应用。

STP 分为 3 类和 5 类两种,STP 的内部与 UTP 相同,外包铝箔,抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。

双绞线一般用于星型网的布线连接,两端安装有 RJ-45 头(水晶头),连接网卡与集线器,最大网线长度为 100 米,如果要加大网络的范围,在两段双绞线之间可安装中继器,最多可安装 4 个中继器,如安装 4 个中继器连 5 个网段,最大传输范围可达 500 米。

同轴电缆

同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成。具有抗干扰能力强,连接简单等特点,信息传输速度可达每秒几百兆位,是中、高档局域网的首选传输介质。

同轴电缆:由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成,内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按直径的不同,可分为粗缆和细缆两种:

粗缆:传输距离长,性能好但成本高、网络安装、维护困难,一般用于大型局域网的干线,连接时两端需终接器。

⑴粗缆与外部收发器相连。

⑵收发器与网卡之间用 AUI 电缆相连。

⑶网卡必须有 AUI 接口(15 针 D 型接口):每段 500 米,100 个用户,4 个中继器可达 2500 米,收发器之间最小 2.5 米,收发器电缆最大 50 米。

细缆:与 BNC 网卡相连,两端装 50 欧的终端电阻。用 T 型头,T 型头之间最小 0.5 米。细缆网络每段干线长度最大为 185 米,每段干线最多接入 30 个用户。如采用 4 个中继器连接 5 个网段,网络最大距离可达 925 米。

细缆安装较容易,造价较低,但日常维护不方便,一旦一个用户出故障,便会影响其他用户的正常工作。

根据传输频带的不同,可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型:

基带:数字信号,信号占整个信道,同一时间内能传送一种信号。

宽带:可传送不同频率的信号。

同轴电缆需用带 BNC 头的 T 型连接器连接。

光纤

光纤又称为光缆或光导纤维,由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成。是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码后再处理。与其它传输介质比较,光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。具有不受外界电磁场的影响,无限制的带宽等特点,可以实现每秒万兆位的数据传送,尺寸小、重量轻,数据可传送几百千米,但价格昂贵。

分为单模光纤和多模光纤:

单模光纤:由激光作光源,仅有一条光通路,传输距离长,20-120km。

多模光纤:由二极管发光,低速短距离,2 千米以内。

光纤需用 ST 型头连接器连接。

无线电波

无线电波是指在自由空间(包括空气和真空)传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。

无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。

微波

微波是指频率为 300MHz-300GHz 的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在 1 米(不含 1 米)到 1 毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西,则会反射微波。

红外线

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于 1800 年发现,又称为红外热辐射,太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。也可以当作传输之媒界。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为 0.75~1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为 0.75~1.50μm 之间;中红外线,波长为 1.50~6.0μm 之间;远红外线,波长为 6.0~l000μm 之间。

正确识别

综述

随着快速以太网标准的推出和实施,五类双绞线开始广泛地应用于网络布线。但是由于个别厂商和网络公司在宣传上的误导,以及部分网络用户对有关标准缺乏必要的了解,致使在选用五类双绞线时真假难辨,不知所措。然而,一旦选用了不符合标准的五类双绞线,一方面会使网络整体性能下降,另一方面为将来网络的升级埋下了隐患。本文结合技术和应用,介绍标准五类双绞线的正确识别方法。为了让大家对双绞线有个较全面的了解,我们先来介绍双绞线的常见类型及特性。计算机局域网中的双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类:STP 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率,但价格较高,安装也比较复杂;UTP 无金属屏蔽材料,只有一层绝缘胶皮包裹,价格相对便宜,组网灵活。除某些特殊场合(如受电磁辐射严重、对传输质量要求较高等)在布线中使用 STP 外,一般情况下我们都采用 UTP。使用的 UTP 可分为 3 类、4 类、五类和超五类四种。其中:3 类 UTP 适应了以太网(10Mbps)对传输介质的要求,是早期网络中重要的传输介质;4 类 UTP 因标准的推出比 3 类晚,而传输性能与 3 类 UTP 相比并没有提高多少,所以一般较少使用;五类 UTP 因价廉质优而成为快速以太网(100Mbps)的首选介质;超五类 UTP 的用武之地是千兆位以太网(1000Mbps)。根据网络布线的实际需要,本文主要介绍五类 UTP 的正确识别和选择方法。

传输速度

双绞线质量的优劣是决定局域网带宽的关键因素之一。某些厂商在五类 UTP 电缆中所包裹的是 3 类或 4 类 UTP 中所使用的线对,这种制假方法对一般用户来说很难辨别。这种所谓的“五类 UTP”无法达到 100Mbps 的数据传输率,最大为 10Mbps 或 16Mbps。一个简单的鉴别办法是用一条双绞线连接两台 100Mbps 的设备(网卡到网卡或网卡到 HUB),通信时用 Windows 95/98 自带的 monitor 检测工具对其数据传输率进行监测。方法为:①选择“开始→程序→附件→系统工具→系统监视器”,将出现“系统监视器”窗口。如果在“系统工具”中没有“系统监视器”工具时,可通过“我的电脑→添加/删除程序→Windows 安装程序→系统工具→系统监视器”建立。②在“系统监视器”窗口中设置监视对象。选择“编辑”菜单中的“添加项目”选项,在出现的对话框的“类别”列表中选择“Microsoft 网络服务器”或“Microsoft 网络客户”(注意:在保证网络连接正常的情况下),在下一个对话框中选择“写入的字节数/秒”或“读取的字节数/秒”。至于选择“Microsoft 网络服务器”或“Microsoft 网络客户”,还是“写入的字节数/秒”或“读取的字节数/秒”,读者可任意选择,因为在网络中一个节点发送出的数据应该等于另一个节点接收到的数据。③设置测试数据的输出方式。系统提供了折线图、条形图和数字图三种输出方式,可通过窗口工具栏内的按钮来选择。④进行测试。最有效的办法是从服务器向你进行测试的工作站上拷贝大量的文件(为了测试的准确性,所拷贝的内容一定要足够多)。一般来说,显示的峰值数值在 4M/s 以上,就基本可以肯定是五类网线了(3 类线所能达到的峰值数值大约为 2.5M/s)。

双绞线对的扭绕

为了降低信号的干扰,双绞线电缆中的每一线对都是由两根绝缘的铜导线相互扭绕而成,而且同一电缆中的不同线对具有不同的扭绕度(就是扭绕线圈的数量多少),如图 3 所示。同时,标准双绞线电缆中的线对是按逆时针方向进行扭绕。但某些非正规厂商生产的电缆线却存在许多问题:①为了简化制造工艺,电缆中所有线对的扭绕密度相同;②线对中两根绝缘导线的扭绕密度不符合技术要求;③线对的扭绕方向不符合要求。如果存在以上问题,将会引起双绞线的近端串扰(指 UTP 中两线对之间的信号干扰程度),从而使传输距离达不到要求。双绞线的扭绕度在生产中都有较严格的标准,实际选购时,在有条件的情况下可用一些专业设备进行测量,但一般用户只能凭肉眼来观察。需说明的是,五类 UTP 中线对的扭绕度要比三类密,超五类要比五类密。

除组成双绞线线对的两条绝缘铜导线要按要求进行扭绕外,标准双绞线电缆中的线对之间也要按逆时针方向进行扭绕。否则将会引起电缆电阻的不匹配,限制了传输距离。这一点一般用户很少注意到。有关五类双绞线电缆的扭绕度和其他相关参数,有兴趣的读者可查阅 TIA/EIA 568A(TIA/EIA 568 是 ANSI 于 1996 年制定的布线标准,该标准给出了网络布线时有关基础设施,包括线缆、连接设备等的内容。字母“A”表示为 IBM 的布线标准,而 AT&T 公司用字母“B”表示。)中的具体规定。

标准接法

双绞线一般用于星型网络的布线,每条双绞线通过两端安装的 RJ-45 连接器(俗称水晶头)将各种网络设备连接起来。双绞线的标准接法不是随便规定的,目的是保证线缆接头布局的对称性,这样就可以使接头内线缆之间的干扰相互抵消。

超五类线是网络布线最常用的网线,分屏蔽和非屏蔽两种。如果是室外使用,屏蔽线要好些,在室内一般用非屏蔽五类线就够了,而由于不带屏蔽层,线缆会相对柔软些,但其连接方法都是一样的。一般的超五类线里都有四对绞在一起的细线,并用不同的颜色标明。

双绞线有两种接法:EIA/TIA 568B 标准和 EIA/TIA 568A 标准。具体接法如下。

T568A 线序

1 2 3 4 5 6 7 8

绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕

T568B 线序

1 2 3 4 5 6 7 8

橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕

直通线:两头都按 T568B 线序标准连接。

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