《2022年第章网络传输介质 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年第章网络传输介质 .pdf（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第 7 章网络传输介质在多媒体、各种音视频技术被广泛应用的今天，用户对于网络要求越来越高，传输的数据量也变的越来越大。在这种环境下，作为数据传输的承载体-传输介质变的更加重要，企业进行网络建设的时候，网络布线需要构建一个具备强大性能且安全有效的基础。所以，在网络布线时，了解各种网络传输介质便显得非常重要。7.1 双绞线7.1.1 双绞线简介双绞线是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，是目前局域网最常用的一种布线材料。它由两条相互绝缘的铜线组成，典型直径为 1 毫米。两根线绞接在一起是为了防止其电磁感应在邻近线对中产生干扰信号。双绞线一般用于星型网络的布线连接，两端
2、安装有 RJ-45 头（接口，也称为水晶头），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。现行双绞线电缆中一般包含 4 个双绞线对，具体为白橙 1/橙 2、蓝 4/白蓝 5、绿 6/白绿 3、棕 8/棕白 7。计算机网络使用 1 2、36 两组线对分别来发送和接收数据，如图 7-1 所示。图 7-1 7.1.2 双绞线的种类双绞线接头为具有国际标准的 RJ-45 插头和插座。双绞线分为屏蔽（shielded）双绞线STP 和非屏蔽（Unshielde
3、d）双绞线 UTP，非屏蔽双绞线有线缆外皮作为屏蔽层，适用于网络流量不大的场合中。屏蔽式双绞线具有一个金属甲套（sheath），对电磁干扰 EMI（Electromagnetic Interference）具有较强的抵抗能力，适用于网络流量较大的高速网络协议应用。双绞线根据性能又可分为 5 类、6 类和 7 类，现在常用的为 5 类非屏蔽双绞线，其频率带宽为 100MHz，能够可靠地运行 4MB、ICME 和 16MB 的网络系统。当运行 100MB 以太网时，可使用屏蔽双绞线以提高网络在高速传输时的抗干扰特性。6 类、7 类双绞线分别可工作于 200MHz 和 600MHz 的频率带宽之上，
4、且采用特殊设计的 RJ-45 插头（座）。值得注意的是，频率带宽（MHz）与线缆所传输的数据的传输速率（Mbps）是有区别的 Mbps 衡量的是单位时间内线路传输的二进制位的数量，MHz 衡量的则是单位时间内线路中电信号的振荡次数。双绞线最多应用于基于 CMSA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collission Detection，载波感应多路访问/冲突检测）技术，即 10BASE T（10Mbps）和 100BASE T（100Mbps）的以太网（Ethernet）中，具体规定有：一段双绞线的最大长度为 100 米，只能连接一台计算机。双绞线的每端需要一
5、个 RJ-45 插件（头或座）。各段双绞线通过集线器（Hub 的 10BASE T 重发器）互连，利用双绞线最多可以连接 64 个站点到重发器（Repeater）。10BASE T 重发器可以利用收发器电缆连到以太网同轴电缆上。7.1.3 双绞线的选取双绞线（TP：Twisted Pair wire）是综合布线工程中最常用的一种传输介质，由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根 22 26 号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双
6、绞线电缆。在双绞线电缆（也称双扭线电缆）内，不同线对具有不同的扭绞长度，一名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 19 页 -般地说，扭绞长度在 38.1cm 至 14cm 内，按逆时针方向扭绞，相邻线对的扭绞长度在 12.7cm 以上。与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制，但价格较为低廉。目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP：Unshielded TwistedPair）和屏蔽双绞线（STP：Shielded Twisted Pair）。虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的，但同样适用于数字信号的传输，特别适用于较短距离的
7、信息传输。在传输期间，信号的衰减比较大，并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。只要精心选择和安装双绞线，就可以在有限距离内达到每秒几百万位的可靠传输率。当距离很短，并且采用特殊的电子传输技术时，传输率可达 100Mbps155Mbps。由于利用双绞线传输信息时要向周围辐射，信息很容易被窃听，因此要花费额外的代价加以屏蔽。屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。类似于同轴电缆，它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技术。但它有较高的传输速率，100 米内可达到 15
8、5Mbps。另外，非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：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。双绞线的规格型号如下：EIA/TIA 为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用第三、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/TIA5
9、68 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，这是最常用的以太网电缆。7.1.4 双绞线的制作组建网络时，根据情况可以有多种方案，比如双机互连、多机
10、互连；条件上最基本的是要有网线和网卡，这里网线通常指 5 类的双绞线。在以双绞线作为传输介质的网络中，网线的制作与测试非常重要。因此，组网时首先应从制作和测试网线做起。1网线制作工具制作网线需要以下四种设备：RJ-45 压线钳（图 7-2）、旋转剥线刀（图 7-3）、RJ-45 接头（图 7-4），双绞线（图 7-5），其中旋转剥线刀是可选项，RJ-45 接头指普通的水晶头。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 19 页 -图 7-2 图 7-3 图 7-4 图 7-5 2网线制作步骤所谓双绞线电缆（下称双绞线）是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种
11、传输介质，是目前网络最常用到的一种布线材料。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，双绞线也因此而得名，制作网线时可以分为以下步骤：第 1 步 剪断使用 RJ 压线钳下方的切割刀口，剪取适当长度的网线，实际剪取时可以比需要长度稍长一点，以免后期因为网线的长度不够而使用转接口来延长网线。第 2 步 剥皮网线剪断以后，需要将网线两头的外部保护皮层剥开，以使网线和水晶头连接，先使用压线钳的剪线刀口将线头剪齐，再将线头放入剥线刀口，稍微握紧压线钳慢慢旋转，让刀口划开双绞线的保护胶皮，拔下胶皮，将双绞线的外皮除去 1.0 2.0 厘米，还有一些双绞线电缆上含有柔软
12、的尼龙绳，如果在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短而不利于制作 RJ-45 接头时，可以捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以截取到较长点裸露线。如果准备了旋转剥线刀可以将双绞线放入卡槽中，轻轻旋转剥线刀即可将网线的外部保护皮层剥离。第 3 步 排序排序的前提条件必须把 4 个线对的 8 条细导线拆开、理顺、捋直然后按照规定的线序排列整齐。目前，最常使用的布线标准有两个，即 T568A 标准和 T568B 标准。T568A 标准描述的线序从左到右依次为：1-白绿、2-绿、3-白橙、4-蓝、5-白蓝、6-橙、7-白棕、8-棕。T568B 标准描述的线序从左到右依次为：1-白橙、2-橙、3-白绿
13、、4-蓝、5-白蓝、6-绿、7-白棕、8-棕。提示：在网络施工过程中，大部分单位建议使用T568B标准。T568A也同样适用一些小型网络。排列水晶头 8 根针脚：将水晶头有塑料弹簧片的一面向下，有针脚的一方向上，使有针脚的一端指向远离自己的方向，有方型孔的一端对着自己，此时，最左边的是第 1 脚，最右边的是第 8 脚，其余依次顺序排列。T568A 标准和 T568B 标准线序表依次为：标准 1-2-3-4-5-6-7-8 T568A 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕T568B 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕在绕对上必须仔细，否则就会搞错，影响网络的传输速度，甚至可能会造成网络不通
14、。将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的前方，棕色对线拨向自己的方向，绿色对线剥向左方，蓝色对线剥向右方，然后将绿色对线与蓝色对线放在中间位置，而橙色对线与棕色对线保持不动，即放在靠外的位置，做到左一橙，左二绿，左三蓝，左四棕。剥开每一对线，因为我们是遵循 T568B 的标准来制作接头，所以线对颜色是有一定顺序名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 19 页 -的。左起：白橙/橙/白绿/蓝/白蓝/绿/白棕/棕。提示：在这里绿色条线应该跨越蓝色对线。容易犯错的地方就是将白绿线与绿线相邻放在一起，这样会造成串扰，使传输效率降低。第 4 步 剪齐把线尽量抻直（不要缠绕）、压平（不
15、要重叠）、挤紧理顺（朝一个方向紧靠），然后用压线钳把线头剪平齐。这样，在双绞线插入水晶头后，每条线都能良好的接触水晶头中的插针，避免接触不良。如果以前剥的皮过长，可以在这里将过长的细线剪短，保留的去掉外层绝缘皮的部分约为 14mm，这个长度正好能将各细导线插入到各自的线槽。如果该段留得过长，一来会由于线对不再互绞而增加串扰，二来会由于水晶头不能压住护套而可能导致电缆从水晶头中脱出，造成线路的接触不良甚至中断。第 5 步 插入用拇指和中指捏住水晶头，使有塑料弹片的一侧向下，针脚一方朝向远离自己的方向，并用食指抵住；另一手捏住双绞线外面的胶皮，缓缓用力将 8 条导线同时沿 RJ-45 头内的 8
16、个线槽插入，一直插到线槽的顶端，如图 7-6 所示：图 7-6 图 7-7 第 6 步 压制确认所有导线都到位，并检查一遍线序无误后，就可以用压线钳制作 RJ-45 头。将 RJ-45 头从无牙的一侧推入压线钳夹槽后，用力握紧线钳，将突出在外面的针脚全部压入水晶头内。至此，网线的一端制作完成，再按照同样的方法制作网络的另一端。提示：另一端的线序根据所连接设备的不同而有所不同。经常使用的跳线有两种，即直通线和交叉线，两端 RJ-45 头中的线序排列完全相同的网线，称为直通线，即当一端线序从左到右依次为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时。另一端线序从左到右仍然依次为白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、
17、绿、白棕、棕。直通线通常只适用于计算机到集线器设备的连接。当使用双绞线直接连接两台计算机或连接两台集线设备时，另一端的线序应作相应的调整，即第 1，2 线和第 3，6 线对调，制作为交叉线。例如，当一端线序从左到右依次为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时，另一端线序从左到右应当依次调整为白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。3网线连通性测试网络制作完成以后，还必须使用测线仪测试网线的连通性，普通的测线仪如图 7-7 所示。测线仪采用 8 根双绞线逐根（对）自动扫描方式，快速测试双绞线。只需推动电源开关即可测试。有快慢二档测试速度，手持端与远程端可以分开与合拢。在测试其连通性时，可以采
18、用以下步骤：第 1 步 将网线一端的水晶头插入测线仪较小部分的对应插口中。第 2 步 将网线另一端的水晶头插入测线仪主要部分的对应插口中。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 19 页 -第 3 步 打开测线仪的开关，查看测试仪上的 8 个指示灯，是否反复一次闪烁，如果反复一次闪烁，说明此网线连通性良好，反之，指示灯不亮，说明网线不通，必须重新制作网线。7.1.5 双绞线线序和 RJ-45 接口引脚序号双绞线由 8 根铜导线组成，这 8 根铜导线的顺序分别橙白1，橙2，绿白3，蓝4，蓝白 5，绿 6，棕白 7，棕 8，如图 7-8 所示。图 7-8 图 7-9 RJ-4
19、5 接口由金属片和塑料构成，特别需要注意的是引脚序号，当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是 1 8，这个序号在做网络连线时非常重要，不能搞错。7.1.6 双绞线的连接方式在组建一个网络时，使用双绞线连接网卡和集线器的方式共有 3 种：网卡到集线器、集线器到集线器和网卡到网卡的连接。3 种不同的连接方式下，双绞线两端的 RJ-45 接口中线的排列也不一样，下面以最常用的 5 类非屏蔽双绞线为例，分别介绍一下双绞线的 3 种连接方式。1网卡和集线器网卡和集线器的连接，不需要错位，而是双绞线的顺序与接口引脚序号一致即可。如图7-9 所示根据 10Base T 和 100Base TX 传输规范，
20、双绞线的 4 对（8 根）线中，1 和 2 必须是一对，用于发送数据；3 和 6 必须是一对，用于接收数据。其余的线在连接当中虽也被插入 RJ-45 接口，但实际上并没有使用，如图 7-10 所示。图 7-10 图 7-11 2网卡到网卡连接在某些特定情况下，需要把两台计算机通过网卡直接相连。此时双绞线需要错位，其顺序与 RJ-45 接口引脚顺序连接成如图 7-11 所示。3集线器到集线器使用双绞线连接集线器和集线器，可以扩大网络规模，加大网络连接距离。从网卡到集线器，允许的最大网线长度为 100 米；从集线器到集线器，允许的最大网线长度也是 100 米。集线器到集线器的双绞线连接方式可以根据
21、集线器上的级联端口分为两种。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 19 页 -如果使用集线器上专用的级联端口，则采用直通线方式，如果不使用集线器上专用的级联端口，则采用交叉线方式。一般情况下，如果集线器有专用的级联端口，厂商会在该端口旁标注 Out to Hub 字样。7.2 同轴电缆7.2.1 同轴电缆简介同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一，同轴电缆（Coaxtal Cable）常用于设备与设备之间的连接，或应用在总线型网络拓扑中。同轴电缆中心轴线是一条铜导线，外加一层绝缘材料，在这层绝缘材料外边是由一根空心的圆柱网状铜导体包裹，最外一层是绝缘层。它是由一根空心
22、的外圆柱导体（铜网）和一根位于中心轴线的内导线（电缆铜芯）组成，并且内导线和圆柱导体及圆柱导体和外界之间都是用绝缘材料隔开，它与双绞线相比，同轴电缆的抗干扰能力强、屏蔽性能好、传输数据稳定、价格也便宜，而且它不用连接在集线器或交换机上即可使用。同轴电缆的得名与它的结构相关。它用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体（一根细芯）外面，两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制成的，外层导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上，所以叫做同轴电缆，同轴电缆之所以设计成这样，也是为了防止外部电磁波干扰异常信号的传递，如图 7-12 所示。图 7-12 7.2.2 同轴电缆的分类同轴电缆根据其直径
23、大小可以分为：粗同轴电缆与细同轴电缆。粗缆适用于比较大型的局部网络，它的标准距离长，可靠性高，由于安装时不需要切断电缆，因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置，但粗缆网络必须安装收发器电缆，安装难度大，所以总体造价高。相反，细缆安装则比较简单，造价低，但由于安装过程要切断电缆，两头须装上基本网络连接头（BNC），然后接在 T 型连接器两端，所以当接头多时容易产生不良的隐患，这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。同轴电缆的特点是抗干扰能力好，传输数据稳定，价格也便宜，同样被广泛使用，如闭路电视线等。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。根据直径的不同，又可分为细
24、缆（RG-58）（如图 7-13 所示）和粗缆（RG-11）如图 7-14 所示）两种。细缆的直径为 0.26cm，最大传输距离 185 米，使用时与 50 终端电阻、T 型连接器、BNC 接头与网卡相连，线材价格和连接头成本都比较低，而且不需要购置集线器等设备，十分适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。缆线总长不要超过 185 米，否则信号将严重衰减。细缆的阻抗是 50。粗缆的直径为 1.27cm，最大传输距离达到 500 米。由于直径相当粗，因此它的弹性较差，不适合在室内狭窄的环境内架设，而且 RG-11 连接头的制作方式也相对要复杂许多，并不能直接与电脑连接，它需要通过一个转接器转成
25、AUI 接头，然后再接到电脑上。由于粗缆的强度较大，最大传输距离也比细缆长，因此粗缆的主要用于网络主干，用来连接数个由细缆所结成的网络，粗缆的阻抗是75。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 19 页 -图 7-13 图 7-14 同轴电缆的优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信，而其缺点也是显而易见的：一是体积大，细缆的直径就有 3/8 英寸粗，要占用电缆管道的大量空间；二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲，这些都会损坏电缆结构，阻止信号的传输；最后就是成本高。同轴电缆是用来和 BNC 接头相连接的，BNC 头是一个螺旋凹槽的金属接头，它由金属套头、镀金针头
26、和 3C/5C 金属套管组成的（如图 7-15 所示）。我们只要利用普通的钳子即可制作好。图 7-15 图 7-16 在细缆两端都必须安装 BNC 接头，它是通过专用 T 型接头（如图 7-16 所示）与网卡相连接的。T 型接头与 BNC 接插件同是细同轴电缆的连接器，它对网络的可靠性有着至关重要的影响。同轴电缆与 T 型连接器是依赖于 BNC 接插件进行连接的。最后还要有终端匹配器（也称终端适配器）如图 7-17 所示）安装在同轴电缆（粗缆或细缆）的两个端点上，它的作用是防止电缆无匹配电阻或阻抗不正确。它的原理是这样的，当波传递到两种介质的分界面时要发生反射，而传到导线和空气分界面的矩形电磁
27、波反射回来会和原先的波叠加在一起，使波形错误。加上终端匹配器就可以把电磁波吸收掉，防止反射，如果没有它的话则会引起信号波形反射，造成信号传输错误。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 19 页 -图 7-17 下面是细缆组网的技术参数：最大的干线段长度；185 米最大网络干线电缆长度：925 米每条干线段支持的最大结点数：30 BNC、T 型连接器之间的最小距离：0.5 米7.2.3 细缆的连接方法现在计算机局域网中一般都使用细缆组网。细缆一般用于总线型网络布线连接。利用 T 型 BNC 接口连接器连接 BNC 接口网卡，同轴电缆的两端需安装 50 终端电阻器。细缆网络
28、每段干线长度最大为 185 米，每段干线最多可接入 30 个用户。如要拓宽网络范围，则需要使用中继器，如采用 4 个中继器连接 5 个网段，使网络最大距离达到 925 米。细缆安装较容易，而且造价较低，但因受网络布线结构的限制，其日常维护不是很方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性较好。用户通常采用外部收发器与网络干线连接。粗缆局域网中每段长度可达 500 米，采用 4 个中继器连接 5 个网段后最大可达 2500 米。用粗缆组网如果直接与网卡相连，网卡必须带有 AUI 接口（15 针 D 型接口）。用粗缆组建的局域网虽然各项
29、性能较高，具有较大的传输距离，但是网络安装、维护等方面比较困难，且造价较高。细缆的结构与家庭使用的有线电视电缆基本相同，只是细缆要稍细一点。细缆在连接处需要切断，在两端安装 BNC 连接头，BNC 连接头之间通过专用的 T 型连接器相连，凡是使用同轴电缆连接的网络，在总线的两端都应安装相匹配的终端电阻器，终端电阻器（终端匹配器）的作用是削减信号的反弹，防止网络中无用信号的堵塞，细缆安装简单、造价低，在小型局域网布线中使用较多。7.2.4 细缆组网的特点在使用细缆进行布线时，如果不使用中继器等设备（用于放大信号），其整个网络的总线长度（网段）最大为 185m。但是，当网络中存在中继器时，最多可使
30、用 4 个中继器连接 5 个网段，使网络直径达到 1855=825 m.同时，还应注意每个细缆最短不能小于 0.5m，而且同一网段中连接的计算机数量一般应在 20 台以下。7.2.5 细缆的制作和测试由于细缆与双绞线的结构完全不同，所以，使用的工具也不一样。常用的工具有 BNC 压线钳、剥线器、和细缆测试仪。1BNC 压线钳BNC 压线钳与 RJ-45 压线钳不同，它没有刀片，因此，只能用于压制线缆，而没有剪、剥等功能。在压线钳的头部能看到两个稍大的正方形的孔和一个小圆孔。其中，上方最大的正六方形孔用于压制粗缆，下方稍小的正六方形孔用于压制细缆，中间的小圆孔用于压制金属探针，如图 7-18 所
31、示。图 7-18 图 7-19 图 7-20 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 19 页 -2剥线器剥线器是制作细缆的必备工具，它的主要功能是用来剥掉细缆导线外部的两层绝缘导体。不仅可用于细缆的剥皮，而且还可用于非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线，如图 7-19 所示。3细缆测试仪细缆测试仪大多与双绞线测试仪集成在一起，很少有单独的细缆测试仪。不过，由于细缆的结构非常简单，只有中间一条导线和外面一层屏蔽，因此，使用普通的万用表也能够测试缆线的连接状况，不一定非得使用专业的网线测试设备，普通万用表如图 7-20 所示。制作细缆需要细缆、BNC 接头。细缆的制作过程如下：第 1
32、步 剪断。根据连接距离的要求，使用尖嘴钳剪取一段适当长度的细缆（不少于 0.5 米），然后将 BNC 专用接头的金属环套筒套到缆线前端。第 2 步 剥皮。用剥线器将缆线外面的一层胶体保护层，剥出中央导体。露出的导体长约 3 毫米，白色绝缘体约 4 毫米，屏蔽层约 8 毫米。注意在剥去保护层时不要使用其他工具，否则会切断与保护层相隔的金属网。第 3 步 连接探针。将中心导体插入金属探针内，然后用压线钳中间的小圆孔压紧。第 4 步 插入探针。将金属探针从细端插入 BNC 接头内。第 5 步 压制。将金属套环向接头方向推，与该接头紧密接合后，再用压线钳将金属环包住 BNC 接头的尾端紧压。至此，线缆
33、的一端完成。第 6 步 制作另一端。接照上面的步骤制作另一端的接头。第 7 步 测试。使用测试仪进行连通性测试。如果手头没有网线测试仪，也可以普通的万用表进行测试。用万用表的两针分别接触线缆两端的 BNC 接头探针，阻抗值应接近 0 欧姆；否则，表明有连接故障。7.3 光纤7.3.1 光纤简介光纤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。与其他传输介质相比较，光纤的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频带较宽，传输距离较大。光纤主要是在要求传输距离较长，用于主干网的连接。光缆通信由光发送机产生光束，将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输来的
34、光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。光缆的传输距离远、传输速度快，是局域网中传输介质的佼佼者。光纤的安装和连接需由专业技术人员完成。1光纤通信的特点与铜质电缆相比较，光纤通信明显具有其他介质无法比拟的优点。（1）传输信号的频带宽，通信容量大；信号衰减小，传输距离长；抗干扰能力强，应用范围广。（2）抗化学腐蚀能力强，适用一些特殊环境下的布线。（3）不受电磁干扰。光纤电缆中传输的是光束，由于光束不受外界电磁干扰与影响，而且本身也不向外辐射信号，因此它适用于远距离的信息传输以及要求高度安全的场合。由于割开的光缆需要再生和重发信号，因此抽头非常困难。（4）中继器的间隔较长。在使用光缆互联多个小
35、型机的应用中，必须考虑光纤的单向特性，如果要进行双向通信，那么就应使用双股光纤。由于要对不同频率的光进行多路传输和多路选择，因此在通信器件市场上又出现了光学多路转换器。当然，光纤也存在着一些缺点：如质地脆，机械强度低；切断和连接中技术要求较高等，这些缺点也限制了目前光纤的普及。2光纤通信原理名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 19 页 -光纤通信的主要部件有光发送机、光接收机和光纤，在进行长距离信息传输时还需要中继机。通信中，由光发送机产生光束，将表示数字代码的电信号转变成光信号、并将光信号导入光纤，光信号在光纤中传播，在另一端由光接收机负责接收光纤上传出的光信号，并
36、进一步将其还原成为发送前的电信号。为了防止长距离传输而引起的光能衰减，在大容量、远距离的光纤通信中每隔一定的距离需设置一个中继机。在实际应用中光缆的两端都应安装光纤收发器，光纤收发器集成了光发送机和光接收机的功能：即负责光的发送也负责光的接收。7.3.2 光纤的种类光纤又称光导纤维是软而细的、利用内部全反射原理来传导光束的传输介质，光纤的分类方法较多，目前在计算机网络中常根据传输点模数的不同来分类。根据传输点模数的不同，光纤分为单模光纤和多模光纤两种（“模”是指以一定的角速度进入光纤的一束光）。单模光纤采用激光二极管 LD 作为光源，而多模光纤采用发光二极管 LED 为光源。多模光纤的芯线粗，
37、传输速率低、距离短，整休的传输性能差，但成本低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境中，多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤，与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差；单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大、传输距离长、但需要激光源，成本较高，通常在建筑物之间或地域分散的环境中使用。单模光纤的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大，是当前计算机网络中研究和应用的重点，多用于通信业。多模光纤多用于网络布线系统。光纤为圆柱状，由 3 个同心部分组成纤芯、包层和护套，每一路光纤包括两根，一根接收，一根发送。用光纤作为网络介质的 LAN 技术主
38、要是光纤分布式数据接口（Fiber optic Data Distributed Interface，FDDI）。与同轴电缆比较，光纤可提供极宽的频带且功率损耗小、传输距离长（2 公里以上）、传输率高（可达数千 Mbps）、抗干扰性强（不会受到电子监听），是构建安全性网络的理想选择。7.3.3 光纤网络中所需的元件由于不同种类信息的需求越来越多，伴随而来的不断增长的 IP 数据、话音、多媒体图像等多种新业务需求，促使了传送网络环境发生了翻天覆地的变化，以前那些以承载模拟话音为主要目的的传统城域网和接入网在容量以及接口种类上都已经无法满足多种多样的新业务传输与处理的要求。于是迫于社会信息量的突飞
39、猛进，那些专门为城域网和接入网上提供新业务传送的技术及设备迅速发展起来。其中以 MSTP（多业务传输平台）和 PON（无源光网络）发展是最具有代表性的，它们都是基于光纤传送技术、在城域网或接入网上提供多种新业务承载的最佳解决方案。基于光缆的光纤接入技术是未来宽带网络的发展方向，它的发展也离不开光纤接入设备发展和支持，就像鱼与水一样，谈起光纤接入设备不得不提起它的三代发展经历：第一代大量采用地 PDH（光纤光端机）设备，包括点到点型和星型设备，不具备汇聚功能。全部采用 PDH 传输协议，也没有光接口规范。用户业务如 E1 和数据业务通过远端设备，利用私有 PDH 协议进行复接，经光纤传输到局端设
40、备。局端设备按照私有协议对 PDH 光信号进行分接，又转换成为 E1 等 PDH 接口，再通过电缆经 DDF 配线架与城域骨干/汇聚设备连接。由于 PDH 协议的局限性致使各类光纤接入设备很快落伍。第二代鉴于第一代设备的缺陷，一些 PDH 设备厂商研发出第二代设备，即在局端设备中增加一个 SDH（密集型光波复用）终端卡。在局端与远端设备之间仍然采用私有的 PDH 协议，而在局端提供汇聚功能，将原来的 E1 信号经 SDH 终端卡复用，并给出标准 SDH 接口。主要解决了局端设备与城域骨干设备的互连问题和统一接口标准。第三代是 SDH 直通设备，包括汇聚型和非汇聚型。由于新业务覆盖面广，新一代
41、SDH 直通设备已经能够按照 SDH 规范，自动适配到 SDH 进行传送；非汇聚型的远端设备可以通过SDH 光接口直接连接到城域网汇聚层节点上，适合从汇聚层网络上分支出较少的业务接口。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 19 页 -汇聚型则在局端插入 SDH 汇聚设备，将来自多个方向的 VC12 业务汇聚到上行 SDH 接口中，从而节省大容量骨干节点设备上的STM-1 接口卡数量。主要解决了各设备兼容问题，便于以后升级、维护。光纤接入设备发展到今天，由于光纤接入技术的不断更新和越来越多的生产商加盟，光纤接入设备的类别也越来越明显，主要分三大类为：光纤通信接续文元件（
42、适用通信及计算机网络终端连接），如：光纤跳线、光纤接头（盒）等。光纤收发器（适用计算机网络数据传输），包括光纤盒、光纤耦合器和配线箱（架）等。光缆工程设备、光缆测试仪表（大型工程专用），如：光纤熔接机、光纤损耗测试仪器等。对于前两大类是我们经常需要了解、接触的光纤接入设备产品，下面介绍光纤通信接续文元件和光纤收发器两大类设备：1光纤跳线跳线就是不带连接器的电缆线对或电缆单元，用在配线架上交接各种链路。光纤跳线用于长途及本地光传输网络，数据传输及专用网络，各种测试及自控系统，如图 7-21 所示。图 7-21 图 7-22 2光纤接头（盒）光纤接头（盒）主要用于光纤与光纤、光纤与设备之间的连接，
43、如图 7-22 所示。3光纤盒光纤盒应用于利用光纤技术传输数字和类似语音、视频和数据信号。光纤盒可进行直接安装或桌面安装，特别适合进行高速的光纤传输。图 7-23 所示的产品是 100Base-TX 双绞线对 100Base-FX 多/单模光纤转发器，主要为要求长距离、高速、宽带宽的快速以太网工作组用户设计。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 19 页 -图 7-23 图 7-24 10/100M 自适应快速以太网光纤收发器。它可以实现双绞线和光纤两种不同传输介质的转换，中继 10/100Base-Tx 和 100Base-FX 两个不同网段，能满足远距离、高速、高
44、带宽的快速以太网工作组用户的需要。4光纤模块卡千兆系列光纤模块卡（如图 7-24 所示），是与交换机配合使用，使用光纤或五类双绞线传输，可扩展局域网范围，扩大带宽，适合于大、中型局域网在扩大带宽、扩展其网络覆盖范围时使用。该光纤模块完全符合 IEEE802.3z 协议，工作于 850nm、1300nm 模式；也完全符合 IEEE802.3ab 协议，兼容其他相同千兆协议的设备，由于体积小，直接安装于交换机内部，不需额外占用空间，由交换机内部供电，安装使用简便，可配合多款交换机使用。5光纤耦合器光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件
45、，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到。光纤耦合器可分为标准耦合器（双分支，单位 1 2，亦即将光讯号分成两个分支）、星状/树状耦合器、以及波长多工器（WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属于 DWDM），制作方式则有烧结（Fuse）、微光学式（Micro Optics）、光波导式（Wave Guide）三种，而以烧结式方法生产占多数（约有 90%）。6ST 耦合器图 7-25 图 7-26 7六口 SC 耦合器板ST 耦合器（如图 7-25 所示）、六口 SC 耦合器板（如图 7-26 所示）适用于测试设备、局域网、光纤 CATV 和不同类
46、型式标志间的转接。8单、多模光纤转换器单、多模光纤收发器用于光缆之间的数据通讯，支持用户利用单模或多模光纤扩展 UTP 网络的规模，广泛应用于以太网数据通讯扩展传输距离的地方，通过光纤链路实现网络的扩展和延伸，如图 7-27 所示。图 7-27 7.3.4 常用的单模光纤名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 19 页 -1概述随着密集波分复用 DWDM 技术、掺铒光纤放大器 EDFA 技术和光时分复用OTDM 技术的发展和成熟，光纤通信技术正向超高速、大容量通信系统发展，并且逐步向全光网络演进。采用光时分复用 OTDM 和波分复用 WDNM 相结合的试验系统，容量可达
47、 3Tb/s 或更高；时分复用 TDM 的 10Gb/s 系统和与 WDM 相结合的 32 10Gb/s 和 160 10Gb/s 系统已经商用化，TDM40Gb/s 系统已经在实验室进行试验。在如此高速率的 DWDM 系统中，开发铺设新一代光纤已成为构筑下一代电信网的重要基础。要求新一代光纤应具有所需的色散值和低色散斜率、大有效面积、低的偏振模色散，以克服光纤带来的色散限制和非线性效应问题。光纤是光信号的物理传输介质，其特性直接影响光纤传输系统的带宽和传输距离，已开发出不同特性的光纤以适应不同的应用，常用的光纤种类有常规单模光纤 G.652、色散位移光纤 G.653 和非零色散位移光纤 G.
48、655，这些光纤的低损耗区都在 13101600nm 波长范围内。色散位移光纤主要为 1550nm 频段的单一波长高速率传输研制的；非零色散位移光纤，它包括大有效面积光纤 LEAF、色散平坦光纤 DFF、全波光纤 ALL Wave 等，真波光纤对波长窗口、色散和 PMD 特性做了优化，使之适宜 1550nm 频带上高比特率 DWDM 传输，影响光纤传输的传输距离和传输性能的关键性因素之一是色散，另一个影响传输系统尤其是 DWDM 系统指标的重要因素是光纤的非线性，它们对于不同类型光纤的传输性能有决定性的影响，特别是 WDM 系统的传输性能。无论是核心网还是接入网，目前主要应用的还是 G.652
49、 光纤。在核心网中新建线路已开始采用 G.655 光纤，在接入网中已开始应用光纤带光缆。光纤的选型是波分复用系统设计中很重要的一个问题。过去由于技术的限制光纤只有少数的几种，同时我国已埋设的光纤几乎都是常规单模光纤，选型问题就不那么重复。现在新型光纤越来越多。在设计波分复用系统和进行传输网建设时，光纤的选型就十分重要。2光纤技术及新进展（1）G.652 单模光纤G.652 单模光纤在 C 波段 1530 1565 nm 和 L 波段 15651625nm 的色散较大，一般为 17 22psnm?km，系统速率达到 2.5Gbit/s 以上时，需要进行色散补偿，在10Gbit/s 时系统色散补偿
50、成本较大，它是传输网中铺设最为普遍的一种光纤。（2）G.653 色散位移光纤G.653 色散位移光纤在 C 波段和 L 波段的色散一般为 13.5psnm?km，在 1550nm 是零色散，系统速率可达到 20Gbit/s 和 40Gbit/s，是单波长超长距离传输的最佳光纤。但是，由于其零色散的特性，在采用 DWDM 扩容时，会出现非线性效应，导致信号串扰，产生四波混频 FWM，因此不适合采用 DWDM。（3）G.655 非零色散位移光纤G.655 非零色散位移光纤在 C 波段的色散为 1 6psnm?km，在 L 波段的色散一般为610psnm?km，色散较小，避开了零色散区，既抑制了四波