第2章网络传输介质

2．同轴电缆
同轴电缆是计算机网络中较早出现的一类传输介质，目前使用的越来越 少。同轴电缆使用硬铜线作为芯材来传输信号，在其外部包裹着一层绝 缘材料。在这层绝缘材料之外用密织的网状金属导体环绕作为屏蔽层， 网外再覆盖一层保护性材料，因此同轴电缆有很好的抗电磁干扰的性能。 计算机网络中经常使用的同轴电缆根据以用需求分为细同轴电缆（简称 细缆或10Base2）和粗同轴电缆（简称粗缆或10Base5）。除此之外还有 用于有线电视系统中使用的同轴电缆，主要用于传递模拟信号。
• 2.4.3传输介质
1．双绞线
双绞线(TP:Twisted Pairwire)是局域网中最常用的一种传输介质。双绞 线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。
图2-17 非屏蔽双绞线（中间是起加强作用的抗拉纤维）
双绞线级可以传递模拟信号也可以传递模拟信号。EIA/TIA为双绞线电缆定 义了五种不同质量的型号。计算机网络中使用第三、四、五类。这五种型 号如下： 第一类：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电 话线缆），不用于数据传输。 第二类：传输频率为1MHz，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数 据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。 第三类：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传 输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输， 主要用于10base-T。 第四类：该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率 16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。 第五类：该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频 率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主 要用于100base-T和10base-T网络，这是目前计算机网络中主要使用的 双绞线类型。 ○除了此上双绞线类型以外，近年还出现了超五类和六类非屏蔽双绞 线。与五类双绞线相比超五类双绞线的衰减和串扰更小，可以提供好的网 络基础。
1 2 3 4 5 6 7 8
图2-23 RJ-45接头线序
当用双绞线连接网卡和交换机时，两端的RJ-45连接器中导线的分布 如图2-24所示。
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
图2-24 交叉连接 注意： 引脚1和2必须是同一对线，引脚3和6 必须是同一对线，不能搞错。
• 2.4.6构建双绞线局域网
目前主流局域网仍然是双绞线局域网，无论是快速以太网还是千 兆以太网，基本的组网形式差别不大。在双绞线局域网中，双绞 线主要用于连接网卡与交换机以及交换机之间的连接，有时也可 直接用于两个网卡之间的连接。常见接线方式有两种：568A接线 规范和568B接线规范
表2-5 双绞线接线规范
标准 568B 1 白橙 2 橙 3 白绿 4 蓝 5 白蓝 6 绿 7 白棕 8 棕
568A
白绿
绿
白橙
蓝
白蓝
橙
白棕
棕
1．双绞线连接网卡和交换机时的线对分布
在局域网中，从网卡到交换机间的连线为直通连接（MDI）也叫平接， 即两个RJ-45连接器中导线的分布应统一。5类UTP规定8根（4对）线， 实际上只用了其中的4根，其中1和2脚必须成一对，3和6脚也必须成 一对。当RJ-45连接器有弹片的一面朝下，带金属片的一端向前时， RJ-45接头中8个引脚的分布如图3-33所示。其中引脚1（TX+）和引脚 2（TX-）用于发数据，引脚3（RX+）和引脚6（RX-）用于接收数据， 即一对用于发送数据，一对用于接收数据。其他的2对（4根）线没有 使用。
3．光导纤维
我们经常说的光缆就是由光导纤维组成的，光导纤维是由两种或两 种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。 光导纤维细小、柔韧并能传输光信号的介质。一根光缆中一般包含 有多条光纤。
加强芯
外层护套
光纤
绑带
图2-18 光缆截面图
光纤的类型是由其材料，芯和外层尺寸所决定，芯的大小决定光的 传输质量
基带电缆
细同轴电缆 细同轴电缆
90Ω
50Ω 50Ω
用于ArcNet和IBM3270终端的电缆
实心铜线，较粗，直径为0.4英寸 实心铜线，较粗，直径为0.4英寸
同轴电缆的这种结构，使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴 电缆的带宽取决于电缆长度。1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据 传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放 大器
4．无线介质 ①红外线系统 红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输媒 体，有较强的方向性，由于它采用低于可见光的部分频谱 作为传输介质，使用不受无线电管理部门的限制。红外信 号要求视距传输，并且窃听困难，对邻近区域的类似系统 也不会产生干扰。在实际应用中，由于红外线具有很高的 背景噪声，受日光、环境照明等影响较大，一般要求的发 射功率较高，红外无线局域网是目前“100Mbit／s以上、 性能价格比高的网络”唯一可行的选择。 ②无线电波 采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用 最多的，这主要是因为无线电波的覆盖范围较广，应用较 广泛。使用扩频方式通信时，特别是直接序列扩频调制方 法因发射功率低于自然的背景噪声，具有很强的抗干扰抗 噪声能力、抗衰落能力。
3．局域网的组网方式 交换式局域网是基于中心节点的结构。在这种结构中，总 线型的拓扑结构要发展到层次化的星型拓扑。 （1）单交换机方案 （2）多交换机方案
注意，有些交换机专门提供有级联端口，当使用该端口与 其他交换机普通端口进行连接时，无需使用特殊的交叉线， 而只需使用普通的直通线即可。否则，交换机之间的级联 必须使用交叉线。
图2-18 同轴电缆
表2-4 常用同轴电缆
规格
RG-58/U RG-58A/U RG-58C缆 细同轴电缆 CATV线缆
阻抗
50Ω 50Ω 50Ω 75Ω
说明
实心铜线 绞合线束 RG-58A/U的军用标准 用于宽带传输的电缆，常用于CATV
RG-62
RG-8 RG-11
2．双绞线连接两个交换机的线对分布 如果是两个交换机（或集线器）通过双绞线连接，则 双绞线接头中线对的分布与上述连接网卡和交换机时 有所不同，必须要进行错线（MDIX）。两边采用不同 的接线方式叫扭接或交叉连接。 错线的方法是：将一端的TX+接到另一端的RX+，一端 的TX-接到另一端的RX-，也就是A端的第1脚接到B端 的第3脚，A端的第2脚接到B端的第6脚，连接方式如图 2-24所示。
○单模光纤（SMF Single Mode Fibre）的纤芯直径很小，在给定的工作
波长上只能以单一模式传播，传输频带宽，传输容量大。如8.3/125μm单 模光纤。（所谓“模”就是指以一定的角度进入光纤的一束光线） ○多模光纤（MMF Multi Mode Fiber）中心玻璃芯较粗（50或62.5μm）， 可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频 率，而且随距离的增加会更加严重。 ○光导纤维的特点如下： △传输速率高，目前实际可以达到的传输速率从几十Mb/s到几千 Mb/s △抗电磁干扰能力强，重量轻，体积小，韧性好，安全保密性高 △传输衰减极小，使用光纤传输，可以实现6~8km距离内不适用中 继器的高速率数据传输。 △光缆的价格较为昂贵，因此主要用于计算机网络的主干线，但随 着其生产成本的不断减低，技术的不断提高，光纤架设到居民小区 在很多大中城市已经普及。 △光纤的衔接和分支都比较困难，尤其是在分支时，信号能量损失 很大。
表2-3常见非屏蔽双绞线型号
最高工作频 最高数据传输 率 率 （MHz） （Mbit/s） 16
20 100 125
分类
最大网 段长 度/m 100
100 100 100
主要应用
三类
四类 五类 超五类
10
16 100 155
10Mbit/s网络
10Mbit/s的令牌网（用的 很少） 10和100Mbit/s的以太网 10、100和1000Mbit/s的 网络