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组网技术与配置(第 2 版). 安徽广播电视大学. 汪本标. 组网技术与配置(第 2 版)(第 1 章). 安徽广播电视大学. 第 1 章 计算机组网技术基础. 计算机组网技术基础. 在计算机网络组网时,首先要了解组网要用到传输介质,网络中的计算机怎样通过连接器与网络线缆系统连接,最常用的传输介质是双绞线和光纤,这两种传输介质有什么特征,它们的连接器插头、插座是怎样的。. 第 1 章 提要. 1 本章从计算机网络组网基本技术开始,联系具体的组网操作,结合组网技术的要求,介绍组网技术 基本概念 和 方法 。
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组网技术与配置(第2版) 安徽广播电视大学 汪本标
组网技术与配置(第2版)(第1章) 安徽广播电视大学 第1章计算机组网技术基础
计算机组网技术基础 在计算机网络组网时,首先要了解组网要用到传输介质,网络中的计算机怎样通过连接器与网络线缆系统连接,最常用的传输介质是双绞线和光纤,这两种传输介质有什么特征,它们的连接器插头、插座是怎样的。
第1章 提要 1 本章从计算机网络组网基本技术开始,联系具体的组网操作,结合组网技术的要求,介绍组网技术基本概念和方法。 2 进一步说明网络传输介质的使用方法,连接器插头、插座的连接方法,两台计算机直连的方法。 3 讨论组网用到的网络通信协议和网络操作系统,说明在选择网络软件时应注意的问题。 4 最后讨论Intranet组网的技术和方法。
第1章 目录 1.1 传输介质及连接器使用 1.2 组网基本技术 1.3 组网软件基础 1.4 Intranet组网层次和技术 1.5 小 结
1.1 传输介质及连接器使用 1.1.1 双绞线 1.1.2 同轴电缆 1.1.3 光纤 1.1.4 双绞线的组网工具及网线制作 1.1.5 双绞线组网连接方法 1.1.6 光纤连接器与光纤连接方法 1.1.7 同轴电缆的组网连接方法
基本知识 1、网络传输介质用来提供信号传输的信道,提供信息传输的通路 2、有多种物理介质可用于实际的传输 3、每一种传输介质在数据传输率、传输时延、安装、维护和成本上有不同的特性。适应的网络应用环境也不同。 4、传输介质分为有线传输介质和无线传输介质。有线传输介质用于组建有线网络,无线传输介质用于组建无线网络。 5、在有线传输介质中,电信号的传播速度是光速的三分之二,即每秒20万Km(千米)。在无线传输介质中电信号的传播速度等于光速,为每秒30万Km(千米)。
1.1.1 双绞线 1、双绞线是由一对相互绝缘的导线缠绕在一起构成的,两条导线缠绕在一起,可以降低导线之间的电磁干扰(线对上的差分信号具有共模抑制干扰的作用),也有助减少其它导线中的信号干扰这两根导线。 2、双绞线既可以传输模拟信号,也可以传输数字信号。 3、双绞线的数据传输率(带宽)与材质物理特性、绝缘壁的厚度、绞合密度和传输距离有关。 4、双绞线分为屏蔽和非屏蔽两大类。
双绞线的用途 双绞线在Ethernet网和Token Ring网中用得相当多,它常用作总线型拓扑结构或星形拓扑结构的连线。但由于双绞线在网络段最大长度上受到限制,因此双绞线作为传输介质适合于小范围的LAN配置。在以太网中双绞线的最大传输距离是100m(米),数据传输率可以达到10Mbps、100Mbps、1000Mbps。 图1.1 双绞线
UTP的类型 线对数 适用情况 UTP-1 1 模拟和数字话音(电话)以及低速数据传输。 UTP-2 4 语音、综合业务数字网ISDN和数据传输率不超过4Mbps的中速数据传输。 UTP-3 4 传输高速数据和不超过16Mbps的局域网通信。用在Ethernet和4Mbps令牌网中。指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。主要用于10base-T。 UTP-4 4 数据传输率不超过20Mbps的长距离局域网通信。可用在Ethernet网和16Mbps的令牌网中。 UTP-5 4 用于网络连接理想的传输线,这类双绞线最贵,性能也最好。增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输速率为100Mbps,用于100base-T网络 5类非屏蔽双绞线的特性描述
非屏蔽双绞线的特点 ①无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间。 ②重量轻、易弯曲、易安装。 ③将串扰减至最小或加以消除。 ④具有阻燃性。 ⑤具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。
非屏蔽双绞线的性能参数 ①衰减(Attenuation)衰减是沿链路的信号损失度量。 ②近端串扰 ③直流电阻 ④特性阻抗 ⑤衰减串扰比(ACR) ⑥电缆特性
类型 率减(单位db) 分布电容 直流电阻 阻抗特性 返回损耗 近端串扰 3类 <2.320sqrt(f) + 0.238(f) <330pf/100米 <9.38欧姆 100欧姆+ 15% 12db 43db 4类 <2.050sqrt(f) + 0.1(f) <330pf/100米 <9.38欧姆 100欧姆+ 15% 12db 58db 5类 <1.9267sqrt(f)+ .075(f) <330pf/100米 <9.38欧姆 100欧姆+ 15% 23db 64db 双绞线的标准测试数据
屏蔽双绞线STP 屏蔽双绞线STP的构造由图1.4所示,是由两对或者更多对铜绞线外层包着柔软的绝缘层,绝缘层外面是金属箔屏蔽层,最外层是塑料防护层。 外层 屏蔽网层 箔屏蔽 两对双绞线 绝缘层 图1.4 屏蔽双绞线构造
1.1.2 同轴电缆 同轴电缆是最早用于数据网和局域网的一种线缆类型。同轴电缆的结构如图1.5所示,它中央是铜芯,铜芯外包着一层绝缘层,绝缘层外是一层屏蔽层 用于局域网的同轴电缆有两种:一种是为支持以太网设计的,用在符合IEEE 802.3标准Ethernet网络环境中,阻抗为50Ω的电缆,又分为RG58A/U标准的细缆和RG11标准的粗缆,细缆的塑料外皮颜色为黑色,粗缆的塑料外皮颜色为黄色;另一种是专门用在ARCNET网络环境中阻抗为93Ω的电缆,为RG62标准。
同轴电缆图示 有线电视(CATV)同轴电缆用于电视机与闭路电视系统的连接,为RG59标准,阻抗为75Ω的,塑料外皮的颜色为白色。 塑料外层 屏蔽网层 铜芯 绝缘层 图1.5 同轴电缆构造 在以太网中使用的是RG58A/U标准的细缆和RG11标准的粗缆。
同轴电缆的主要电气参数 ①同轴电缆的平均特性阻抗为50±2Ω,沿单根同轴电缆的阻抗的周期性变化为正弦波,中心平均值±3Ω,其长度小于2米。 ②同轴电缆的衰减一般指500米长的电缆段的衰减值。当用10MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过8.5db(17db/公里),而用5MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过6.0db(12db/公里)。 ③同轴电缆的最低传播速度为0.77C(C为光速)。 ④同轴电缆直流回路电阻,电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过10毫欧/米(在20℃下测量)。
同轴电缆的测试参数 ①导体或屏蔽层的开路情况。 ②导体和屏蔽层之间的短路情况。 ③导体接地情况。 ④在各屏蔽接头之间的短路情况。
1.1.3 光纤 光纤具有圆柱形的形状,由传输光波的玻璃纤芯以及包围在纤芯外面的反射层组成,形成三部分:纤芯、包层和护套。 护套 包层 纤芯 图1.6 单根光纤构造
光纤的工作原理 光纤利用全反射传输对信号编码后的光束。在发送端需要用单色光作为光源,并且经调制后送入光纤。 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 ①光源是光波产生的根源。 ②光纤是传输光波的导体。 ③光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。 ④光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理。
光纤的分类 ⑴传输点模数类 传输点模数类分为单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。 ⑵折射率分布类 折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。 ⑶室外和室内光纤 光纤从应用上分为室外和室内光纤。
光纤与电缆线相比的优点 ①因为传输的形式是光,所以光纤不会引起电磁干扰也不会被干扰; ②光纤传输信号的距离比电缆线所能传输的距离要远得多,线路损耗低; ③与电信号相比,传输频带宽,通信容量大。光可以对更多的信息进行编码,所以光纤可在单位时间内传输比导线更多的信息; ④线径细,重量轻。 ⑤抗化学腐蚀能力强。 ⑥光纤制造资源丰富。
光纤与电缆线相比的缺点 ①光纤的安装需要专门设备以保证光纤的端面平整以便光能透过; ②当一根光纤在护套中断裂(如被弯成直角),要确定其位置是非常困难的; ③修复断裂光纤也很困难,需要专门的设备熔接二根光纤以确保光能透过光纤连接结合部。
光纤的连接方式 ①可以将它们接入连接头并插入光纤插座。连接头要损耗10%到20%的光,但是它使重新配置系统很容易。 ②可以用机械方法将其接合。方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管中,然后钳起来。可以让光纤通过结合处来调整,以使信号达到最大。机械结合需要训练过的人员花大约5分钟的时间完成,光的损失大约为10%。 ③两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接。融合方法形成的光纤和单根光纤差不多是相同的,但也有一点衰减。对于这三种连接方法,结合处都有反射,并且反射的能量会和信号交互作用。
常用的光纤缆有 ①8.3μm 芯、125μm 外层、单模。 ②62.5μm 芯、125μm外层、多模。 ③50μm 芯、125μm外层、多模。 ④100μm 芯、140μm外层、多模。
比较内容 单模 (1310/1550nm) 多模50/125(850/1300nm) 多模LSZH 50/125(850/1300nm) 多模62.5/125(850/1300nm) Grade 62.5/125(850/1300nm) 最大衰减值 0.7/0.7 3.5/2.0 3.5/2.0 3.5/1.0 3.5/1.0 典型衰减值 0.5/0.5 2.6/1.1 2.6/1.1 2.9/0.9 2.9/0.9 带宽(MHZ/km) --/-- 400/400 400/800 160/500 200/600 安普光纤线缆的特性
光纤安装时用到一些术语 ①直径,:单位用mm表示。 ②重量,用kg/km表示。 ③拉力,拉力单位用N(牛顿)。对拉力分两种情况说明,安装时最大为2700N,安装后,即长期为440N。 ④弯曲半径,:指光缆安装拐弯时的弯曲半径。 需要注意的是,在光纤设备工作时,不要用眼睛对着光纤接口看,因为光纤局域网使用的激光束是不可见的,但对人的视力会造成永久性损伤。
1.1.4 双绞线的组网工具及网线制作 双绞线的线序遵循EIA/TIA 568B和EIA/TIA 568A标准,分别称为B序排列和A序排列。以UTP-5为例,一条双绞线内有8根线,每2根绞在一起,组成4个线对,用橙、绿、蓝、棕4种颜色区分开来,每个线对的另一根线用白色与该线对颜色相间标识。
线序 1 2 3 4 5 6 7 8 B 橙白 橙 绿白 蓝白 蓝 绿 棕白 棕 A 绿白 绿 橙白 蓝白 蓝 橙 棕白 棕 A、B线序和线的颜色及排列
网线的用途 两端RJ45水晶头线序 交换机/Hub--计算机 B-B或A-A 计算机--计算机 B-A或A-B 交换机/Hub--下级交换机/Hub(普通口) B-A或A-B 交换机/Hub--下级交换机/Hub(Uplink口) B-B或A-A 网线用途与水晶头连接线序的规则
线的顺序 线的颜色 信号标识 1 橙白 T+ 2 橙 T- 3 绿白 R+ 6 绿 R- B线序的4根线电信号的标识
制作双绞线的过程 ①取一段适当长度的双绞线,两端用剪刀剪齐,用压线钳剥去一端的塑料包皮约10-13cm,注意不要剥的太长,避免划伤内部细线。压线钳如图1.15所示。 ②按所需要的线序规则,按线的排列顺序与线的颜色对应排好。 ③用压线钳上的剪刀将头部剪齐用力将8根线并排塞入RJ45内,直至8根线全部顶到底部,8根线全部位于铜片下方。 ④放松压线钳,将RJ45头用力塞入压线钳的RJ45插座内,直到塞不动为止,用力压下压线钳的手柄,直到锁扣松开。
1.1.5 双绞线组网连接方法 1.用集线器连接 2.用交换机连接 交换机 1 交换机 1 交换机 2 交换机 2 交换机 3 交换机 3 交换机 4 交换机 4 图1.12 用普通电缆进行堆叠连接 图1.13 用普通电缆进行堆叠连接
1.1.6 光纤连接器与光纤连接方法 ①ST型连接器,由氧化锆陶瓷插芯、尾纤后套及插芯头套构成,连接头的外壳部分是带有斜面锁钩的可旋转的金属圆壳。 ②SC型连接器,外型为塑料矩形外壳,采用塑料工艺制造插针套管,是氧化锆整体型,端面磨成凸球面,插针尾部入口呈锥形,便于光纤的插入。 ③FC连接器,外型与ST型连接器类似,中心部分与ST型连接器一样,是氧化锆陶瓷插芯,外壳是带有螺纹的可旋转的金属圆壳。
光纤SC插头示意图 图1.14 光纤SC插头示意图
法兰盘与连接头 法兰盘也称为耦合器,是光纤的插座,对应光纤的插头,有ST、SC、FC法兰盘,形状和构造与光纤连接头相配。法兰盘安装在光纤终端盒,也称为光纤接续箱,也可以是使用光纤的设备上,光纤连接头插入光纤插座。
光纤连接头的接法 ①清洁ST连接器头,去掉保护帽,用蘸有酒精的棉花轻轻擦拭连接器头。 ②清洁法兰盘,去掉法兰盘上的保护帽,用蘸有酒精的杆状清洁器,穿过耦合孔,插入法兰盘内部檫干净。 ③使用罐装气,吹去法兰盘内的灰尘。 ④将ST头的槽口对准法兰盘的突起,把ST头插入法兰盘,插入后扭转ST头使其锁定。 ⑤ST型光纤连接头是通过插头插座的卡口进行锁定连接,FC型是通过将连接头像拧螺丝一样把插头拧紧在法兰盘上。SC型连接头是方型的,直接插入即可。
光纤连接的测试方法 ①连续性和衰减损耗,测量光纤的输入/输出功率,分析光纤的衰减损耗,确定光纤连续性和发光损耗的位置。 ②连通性测试,只需在光纤一端导入光线,例如阳光,在光纤的另一端观察是否有光线,测试时在远地端用手遮挡或不遮挡光纤端点,在本地的光纤端点可以观察到微弱的光亮变化,判定光纤中是否存在断点。 ③损耗测试,采用插入式测试方法,使用一个光源和一台光功率测量仪,选择参考点a,测出从已知光源位置b到参考点a的功率值Pb,再测出从光源b到光缆另一端c的损耗功率值Pc,则从b端到c端的功率损耗A=Pb-Pc。 ④收发功率测试,用于测定布线系统光纤链路的损耗,使用光纤测试仪和一段光纤跳线。
1.1.7 同轴电缆的组网连接方法 185 m 0.5 m 图1.19 细缆10Base-T连接标准
同轴电缆的组网连接步骤 ①剥开同轴电缆,露出网状屏蔽层、绝缘层和铜芯导线,如图1.29所示。 ②把BNC连接头接到同轴电缆,BNC接插件包括压接柱体、中心引线和实际的接插件,用压接工具将引线轻轻地压接在电缆上,然后将电缆放入接插件中,并将压接柱体移到屏蔽层和电缆上,压接到位置上。 ③将BNC头的两根同轴电缆接到T型头的两个直通端,旋转使BNC头与T型头卡住。 ④将T型头插入网卡上的BNC插座上。继续连接好各台计算机。 ⑤在同轴电缆的两端接上端点匹配器。