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组网与网络管理技术

浙江广播电视大学. 组网与网络管理技术. 网络管理与维护专业 蒋 融 融 jiangrr@zjtvu.edu.cn. 第一章 组网的物理基础. 1.1 组网信道 1.2 传输介质 1.3 接口标准及接插件. 1.1 组网信道. 1.1.1 组网的复杂性 1.1.2 传输信息的分类 1.1.3 信道的类型 1.1.4 信道的多路复用 1.1.5 信道的特性. 1.2 传输介质. 1.2.1 双绞线 1.2.2 同轴电缆 1.2.3 光缆 1.2.4 微波通信 1.2.5 各种传输介质的比较. 1.3 接口标准及接插件. 1.3.1 通信接口

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  1. 浙江广播电视大学 组网与网络管理技术 网络管理与维护专业 蒋 融 融 jiangrr@zjtvu.edu.cn

  2. 第一章 组网的物理基础 • 1.1 组网信道 • 1.2 传输介质 • 1.3 接口标准及接插件 组网与网络管理技术

  3. 1.1 组网信道 • 1.1.1 组网的复杂性 • 1.1.2 传输信息的分类 • 1.1.3 信道的类型 • 1.1.4 信道的多路复用 • 1.1.5 信道的特性 组网与网络管理技术

  4. 1.2 传输介质 • 1.2.1 双绞线 • 1.2.2 同轴电缆 • 1.2.3 光缆 • 1.2.4 微波通信 • 1.2.5 各种传输介质的比较 组网与网络管理技术

  5. 1.3 接口标准及接插件 • 1.3.1 通信接口 • 1.3.2 物理通信接口的种类 • 1.3.3 DTE与DCE间的物理接口特性 • 1.3.4 RS-232-C接口标准 • 1.3.5 X.21接口标准 • 1.3.6 调制解调器 组网与网络管理技术

  6. 1.1.1 组网的复杂性 • 现存多种组网技术 • 相互独立并不兼容的组网标准 • 没有单一理论解释网络各个部分间关系 • 没有统一的组网技术和标准的术语 组网与网络管理技术

  7. 1.1.2 传输技术的分类 • 广义上的传输技术类型 • 广播式网络：所有机器共享一条通信线路。 • 点到点网络：网络由一对对机器之间的多条连接构成。 • 采用哪种传输技术和网络大小有关 • 广域网－－点到点（范围大） • 局域网－－广播式（范围小） • 城域网－－广播式（范围小） 组网与网络管理技术

  8. 1.1.3 信道的类型 • 信道一般表示向某一个方向传送信息的媒体，一个信道可以看成是一条电路的逻辑部件。 • 信道的三种工作方式 • 单向通信（单工通信） • 双向交替通信（半双工通信） • 双向同时通信（全双工通信） 组网与网络管理技术

  9. 信道传输的其他分类 • 根据数据在信道上传送的时间顺序 • 串行传输方式：根据时间顺序发送 • 并行传输方式：一组数据一并发送 • 根据通信双方实现同步方式的不同 • 同步通信：发送方周期性发送时钟同步信号，接收方根据收到的时钟信号接收数据。 • 异步通信：发送方在发送数据之前发送时钟同步信号，接收方随时检测时钟信号，检测到后接收数据。 组网与网络管理技术

  10. 信道上传输的信号类型 • 模拟信号 • 连续信号，又称宽带信号，如电话语音，电视，广播信号 • 数字信号 • 离散信号，又称基带信号，如计算机通信信号 • 信道根据传输的信号类型分类 • 模拟信道 • 数字信道 组网与网络管理技术

  11. 1.1.4 信道的多路复用 • 信道多路复用技术的分类 • 频分多路复用（FDM） • 将整个频段划分成若干个频段，分配给不同用户 • 时分多路复用（TDM） • 所有的用户轮流瞬时占用整个信道 • 波分多路复用（WDM） • 在光纤信道上使用频分多路复用的变种。 组网与网络管理技术

  12. 广播信道一般采用多路复用技术，可以避免因为固定分配信道导致信道利用率不高和不能适应灵活变化的主机数量。广播信道一般采用多路复用技术，可以避免因为固定分配信道导致信道利用率不高和不能适应灵活变化的主机数量。 • 多路访问技术划分 • 随机多路访问技术 • 受控多路访问技术 组网与网络管理技术

  13. 1.1.5 信道的特性 • 码元传输率（B） • 又称波特率，每次信号变化传送一个码元。 • 单位：波特（baud），每秒信号的变化次数 • 信息传输率（R） • 每秒钟传送的信息量 • 单位：比特率（bps），每秒能传输的比特数。 组网与网络管理技术

  14. 码元传输率和信息传输率的关系 • 采用二进制信号编码时－－码元传输和信息传输意义一致，比特即波特。 • 采用多进制N信号编码时（如四进制信号编码）－－每次信号变化包含两个比特信息，即每个码元包含了两个比特信息，固采用四进制信号编码的信道比采用二进制编码信道传送信息的速度快一倍。 • 一个码元携带的信息量：n＝log2N • 信息传输率R=Bn=Blog2N 组网与网络管理技术

  15. 香农公式 • 由于物理限制，信道都存在有限的带宽，并且传输信号时会有各种失真和干扰，导致信道上存在码元传输率的上限B，相应的信息传输率也存在一个上限。 • 香农公式反映出一个带宽为Hhz，信噪比（信号的平均功率和噪声的平均功率之比）为S/N的信道，最大的数据传输率为：Hlog2(1+ S/N) • 信道的带宽和信噪比越大，信息传输速率越高 组网与网络管理技术

  16. 1.2 传输介质 • 物理信道由传输介质组成，目前有多种物理介质可用于传输。 • 传输介质的分类 • 硬介质（双绞线，同轴电缆，光缆） • 软介质/无线介质（电磁波，卫星） • 不同介质的带宽、延迟、成本不同。 组网与网络管理技术

  17. 1.2.1 双绞线 • 材料：由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。 • 双绞线的分类： • 非屏蔽双绞线UTP • 多对双绞线＋塑料外皮 • 根据质量划分为1－5类 • 屏蔽双绞线STP • 非屏蔽双绞线UTP＋铅箔屏蔽层（减小辐射） 组网与网络管理技术

  18. 双绞线的特点 • 即可传输数字信号，又可传送模拟信号。 • 适宜短距离信息传送，传输时信息衰减较大，并容易产生波形畸变。 • 采用双绞线的局域网的带宽和信息传送速率取决于导线的质量、长度及传输速度，在100m范围之内传输率可达100～155Mbps。 • 利用双绞线进行信息传送会发生辐射，容易导致信息被窃听。 组网与网络管理技术

  19. 双绞线的性能指标 • 衰减：沿线路的信号损失度量，和线缆长度有关，随频率变化。 • 近端串扰：测量一条UTP链路中一对线到另一对线的信号耦合。 • 直流电阻：一对导线电阻的和，可导致接触不良。 • 特性阻抗：与一对电线之间的距离及绝缘体电器性能相关，有100Ω、120Ω及150Ω三种。 • 衰减串扰比（ACR），该值越大标识抗干扰能力越强，至少大于10dB。 • 电缆特性（SNR）：对数据信号强度的度量，需定义最小可接收SNR 组网与网络管理技术

  20. 1.2.2 同轴电缆 • 材料：以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。绝缘材料再由密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。 • 同轴电缆的分类 • 基带同轴电缆 数字传输 50Ω • 宽带同轴电缆模拟传输 75Ω 同轴电缆剖面图 组网与网络管理技术

  21. 同轴电缆的特点 • 它的结构使它具高带宽和极好的噪声抑止性。 • 它的带宽决定于电缆长度，1公里的电缆可以达到1～2Gbps的数据传输率，长度更长会降低传输数据率，需使用中间放大器。 • 常用的同轴电缆： • RG-8或RG-11 该粗同轴电缆最大长度可达1000m • RG-58 该细以太网同轴电缆最大长度可达185m • RG-59 75Ω 常用于电视网络 • RG-62 组网与网络管理技术

  22. 1.2.3 光缆 • 光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。 • 材料：由一根或一捆光纤组成。 • 光纤全称是光导纤维，是极细的玻璃纤维。分成三个部分：芯、包层和吸收外层。 组网与网络管理技术

  23. 组网与网络管理技术

  24. 电信号 光信号 电信号 光源 监测器 （光纤） 光纤传输的工作原理 • 光纤传输利用光在光纤内全反射传输的原理。每根光纤只能向一个方向传输信号，要实现双向通信，要使用一对光纤，一个用于发射，一个用于接收。 • 光纤传输系统由三部分组成：光源（发送端）、传输介质（光纤）和检测器（接收端）。 • 进行电－>光信号转换的两类光源：发光二极管（LED）和半导体激光。 • 光纤传送信号过程 组网与网络管理技术

  25. 光纤的分类 • 多模光纤 • 同一光纤内可以有多种光进行多角度反射，即存在多条光通路，多条通路传送的是同一信号。 • 特点：成本低，宽芯线，聚光好，耗散大，低效，用于低速度、短距离通信。 • 单模光纤 • 光纤直径为一个光波大小，光在光纤内直线传送。 • 特点：成本高，窄芯线，需要激光源，耗散大，高效，用于高速度、长距离通信。 组网与网络管理技术

  26. 光缆的优点 • 频带较宽 • 电磁绝缘性能好 • 衰减较弱 • 中继器的间隔较大，误码率低 • 光缆的传输速率可达几个Gbps 组网与网络管理技术

  27. 1.2.4 微波通信 • 无线传输技术目前有三种：无线电波（短波和微波）、红外线、激光。 • 微波通信在空气中以直线传播，易受电磁干扰。 • 微波通信的两种方式 • 地面微波接力通信 • 必须在一条无线信道的两个终端之间建立若干个中继站，中继站改变信号的方向并放大。 • 卫星通信 • 利用人造同步卫星作为中继器，有较大传播时延。 组网与网络管理技术

  28. 组网与网络管理技术

  29. 微波通信的特点 • 频率高，频段范围高，通信信道容量大 • 传输质量高 • 可靠性高 • 微波传播受天气影响大 • 隐蔽性和保密性差 组网与网络管理技术

  30. 1.2.5 各种传输介质的比较 组网与网络管理技术

  31. 组网与网络管理技术

  32. ※ 软介质的最新技术 • 宽带无线接入LMDS（本地多点分配业务）是宽带固定无线通信中的新技术，具有更高带宽和双向数据传输的特点，可提供多种宽带交互式数据及多媒体业务,它的蜂窝结构、高数据率和灵活性使它对于多媒体业务、数字电视和交互业务来说几乎是完美无缺的。 组网与网络管理技术

  33. GSM、CDMA、3G • Generation是指移动通信。第一代移动通信是模拟无线网络，第二代是目前广为使用的GSM和CDMA。3G将具有更宽的带宽，其传输速度将超过180Kbps，不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用.如无线接入Internet。 组网与网络管理技术

  34. 蓝牙 • 蓝牙（Bluetooth）是一种低成本、短距离的无线连接技术标准。蓝牙无线技术是一种专门为小型移动设备而设计的一种技术规范。它专门为小范围内的移动设备通讯而设计的。在10m到100m的空间内所有支持该技术的移动或非移动设备可以方便地建立网络联系、进行音频通信或直接通过手机进行冲浪。 组网与网络管理技术

  35. 1.3.1 通信接口 一、传输线路与DCE • 传输线路又称通信线路，主要指“信号”传输的通路及相关的设备。 • 传输线路又指通信双方的信号变换器输入端之间的一段信号通路，又称物理链路或链路。 组网与网络管理技术

  36. 传输线路的组成 • 传输线路由信号变换器和传输介质组成。 • 信号变换器又称数据线路设备（DCE），是传输线路的端末设备。包括数传机、调制解调器、基带传输器、波形变换器等设备。 • 传输介质俗称信道，包括各种可以进行实际传输的物理介质。 • 信道设备，用于改善介质对信号的传输效果。如功率放大器、均衡器，干扰抵消器等设备。 组网与网络管理技术

  37. 二、数据链路与DTE • 数据链路又称逻辑链路，主要是指“数据”的传输通路及相关设备。 • 通信双方的通信控制器输入端之间或者两端通信实体之间的一段数据通路，也称数据链路。 • 数据链路和链路层协议紧密相关，是一种不同于机械和电器的逻辑链接。 • 数据链路两端的端末设备统称为“数据终端设备”DTE。一般泛指数据的源/宿设备，包括数据传输控制设备，如：计算机、终端，打印机 • 数据通信其实就是DTE与DTE之间的通信。 组网与网络管理技术

  38. 信号线与控制线 通信线路 DTE DTE DTE DTE DTE/DCE • DTE和DCE由多种信号线和控制线相连接。 • 数据发送时DTE将数据传给DCE，DCE再将数据按比特顺序逐个传给传输线路；接收时DCE从传输线路收下来串行的比特流，然后再交给DTE。 • 接口就是DTE和DCE之间的界面，两者在插接方式、引线方式、电器特性及应答关系上建立统一的标准和规范，称之为DTE/DCE的接口标准（接口协议）。 组网与网络管理技术

  39. 制定标准接口的组织 • EIA 美国电子工业协会 • ITU 国际电信联盟 • ISO 国际标准化组织 • IEEE 电器和电子工程师协会 组网与网络管理技术

  40. 1.3.2 物理通信接口的种类 • 通信接口种类一般按规程分类。 • 低速接口，速率上限为20K； • EIA-232/V.24 • 高速接口 • V.35、 X.21、 G.703 组网与网络管理技术

  41. 1.3.3 DTE与DCE间的物理接口特性 • 机械特性 • 电器特性 • 功能特性 • 规程特性 组网与网络管理技术

  42. 一、机械特性 • DTE和DCE之间采用接插件组成的连接器来实现在机械上的互连，一端设备的引出导线连接插头，另一端设备的印出导线连接插座。 • 与DTE连接的DCE设备种类多样。 • 常见的ISO连接器规格。P11 表1-3 • ISO 标准化的五种连接器规格： 9 针、 15 针、 25 针、 37 针、 34 针。 组网与网络管理技术

  43. 二、电气特性 • 电气特性指电信通路引线的电气连接方式，信号驱动器和接收器的电器参数，以及有关互连电缆等方面的技术指导。 • 电气连接方式（三种） • 电气参数 • 技术指导（见P12 表1-4） • 有关电气特性最常见的技术标准是 V.10 、 V.11 和 V.28 。传输速率 V.28<V.10<V.11 组网与网络管理技术

  44. 三、功能特性 • 接口功能特性规定连接器上的芯线数目和各芯线的定义。 • 接口功能线的两种规定方法： • 每条接口线有一个功能 • 每条接口线有多个功能 • 接口线的分类 • 数据、控制、定时、接地和辅助信道 • 接口线命名的三种方法 • 阿拉伯数字、英语字母组合、英文缩写 组网与网络管理技术

  45. 四、规程特性 • 固定如何使用接口线，包括接口界面上进行位信号传输所需的控制过程。 • 包括： • 静止状态的确定 • 静止状态的转换及条件 • 状态转换过程中各接口动作的先后顺序 组网与网络管理技术

  46. RS-232-C RS-232-C Modem Modem DTE DCE DCE DTE 1.3.4 RS-232-C接口标准 • 目前最为流行和普遍的针对模拟传输的串行通信的接口标准。 • 1、机械特性： • 目前有DB-25、DB-15和DB-9类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。 • 该接口一般分公头（带插针）和母头（带针孔）。 组网与网络管理技术

  47. 组网与网络管理技术

  48. 2、电气特性 • 电气特性与V.28 兼容 • 在传输距离不大于 15m 时，最大数据速率为 19.2 kb/s • 3、功能特性 • 接口线功能有无类，分别为：A类接地线、B类数据线、C类控制线、D类定时线、S类辅助线。 • 该接口可应用于全双工工作 • 4、规程特性 • 接口过程分为呼叫建立、数据传输和拆除线路三个阶段。 组网与网络管理技术

  49. RS-232-C for Db-25 组网与网络管理技术

  50. DCD(1) Computer (DB-9) Modem (DB-25) 2 TxData(3) RxData(2) 3 20 DTR(4) GND(5) 7 DSR(6) 6 RTS(7) 4 CTS(8) 5 RI(9) RS-232-C for DB-9 组网与网络管理技术

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