2023年宽带网络实验指导书.pdf

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1、实 验 说 明 宽 带 网 络 实 验 指 导 书 杜 慧 军 编 写 广 东 技 术 师 范 学 院 电 信 学 院 2023年 9 月 目 录实 验 一:高 端 路 由 设 备.21.实 验 目 的 2.实 验 设 备 3.实 验 内 容 4.实 验 报 告 实 验 二:光 纤 传 输 介 质.1 11.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 三：光 纤 网 络 设 备.161.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 四:专 用 网 络 服 务 器.2 5

2、1.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 五:ADSL调 制 解 调 器.3 61.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 六:网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（1）.5 81.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 七:网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（2）.691.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验

3、 八：网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（3）.801.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 九：网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（4）.911.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 十：网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（5）.1021.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 十 一:网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（6）.1 131.实 验 目 的

4、2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 十 二：网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（7）.1 2 41.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 十 三：网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（8）.13 51.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告 实 验 十 四：网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除（9）.1 461.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节4

5、.实 验 报 告 实 验 十 五：网 络 系 统 故 障 分 析 和 排 除(10).1571.实 验 目 的 2.实 验 材 料 和 设 备 3.实 验 内 容 和 环 节 4.实 验 报 告实 验 说 明 宽 带 网 络 技 术 实 验 共 3 2 学 时，分 为 16个 实 验。它 们 分 别 是:实 验 一：高 端 路 由 设 备（2 学 时）实 验 二：光 纤 传 输 介 质（2 学 时）实 验 三：光 纤 网 络 设 备（2 学 时）实 验 四：专 用 网 络 服 务 器（2 学 时）实 验 五:ADSL调 制 解 调 器（2 学 时）实 验 六：对 等 网 的 建 立 和 使 用

6、（2 学 时）实 验 七：网 络 系 统 故 障 分 析 1（2 学 时）实 验 八：网 络 系 统 故 障 分 析 2（2 学 时）实 验 九：网 络 系 统 故 障 分 析 3（2 学 时）实 验 十：网 络 系 统 故 障 分 析 4（2 学 时）实 验 十 一：网 络 系 统 故 障 分 析 5（2 学 时）实 验 十 二：网 络 系 统 故 障 分 析 6（2 学 时）实 验 十 三：网 络 系 统 故 障 分 析 7（2 学 时）实 验 十 四：网 络 系 统 故 障 分 析 8（2 学 时）实 验 十 五：网 络 系 统 故 障 分 析 9（2 学 时）实 验 十 六：网 络 系

7、 统 故 障 分 析 10（2 学 时）实 验 一:高 端 路 由 设 备 一、实 验 目 的 1、了 解 中 端 路 由 设 备 2、了 解 高 端 路 由 设 备 二、实 验 设 备 1、中 端 路 由 设 备 路 由 器 2、高 端 路 由 设 备 路 由 器 三、实 验 内 容 1、中 端 路 由 设 备 路 由 器 的 端 口 类 型 及 应 用 范 围 2、高 端 路 由 设 备 路 由 器 的 端 口 类 型 及 应 用 范 围（一）、路 由 器 的 类 型 1.1路 由 器 类 型 概 述。路 由 器 是 网 络 互 连 设 备，工 作 在 第 3 层 网 络 层，实 现 不

8、同 网 络 间 的 互 连。路 由 器 的 重 要 功 能 有：1）网 络 互 连。路 由 器 支 持 各 种 局 域 网 和 广 域 网 接 口，可 以 用 于 局 域 网 和 广 域 网 的 互 连,实 现 不 同 网 络 间 的 互 相 通 信。2）分 组 的 转 发。将 一 个 网 络 中 的 某 个 发 送 源 产 生 的 分 组 经 由 网 络 发 送 到 属 于 另 一 个 网 络 的 某 个 目 的 站，会 通 过 一 个 或 多 个 中 间 路 由 器，中 间 路 由 器 要 转 发 该 分 组 并 且 要 知 道 如 何 传 输 这 个 分 组，在 路 由 器 中 拟 定

9、一 个 包 从 什 么 途 径 转 发 出 去，这 就 是 途 径 选 择。路 由 器 重 要 分 为 三 类：即 低 端、中 端 和 高 端 路 由 设 备 1.2 低 端 路 由 器（略）1.2.1 接 入 级 路 由 器 教 室 内、家 庭 内 或 小 型 公 司 客 户 的 互 连。1.3 中 端 路 由 器 1.3.1中 端（公 司 级）路 由 器-大 中 型 公 司 内、高 等 院 校、高 层 楼 宇、大 型 酒 店 或 园 区 内 的 互 连。1.3.2 中 端 路 由 器 采 用 模 块 化 结 构 采 用 模 块 化 结 构 可 以 灵 活 地 配 置 路 由 器，以 适 应

10、 公 司 不 断 增 长 的 业 务 需 求，扩 展 性 好，可 以 支 持 多 种 端 口 类 型（如 以 太 网 接 口、快 速 以 太 网 接 口、高 速 串 行 口 等）和 多 功 能 模 块，可 以 选 择 各 种 端 口 的 类 型 和 数 量 以 及 各 种 功 能 选 项，一 般 属 于 中 端 路 由 器。如 图 所 示 为 一 台 模 块 化 结 构 路 由 器 背 板 的 各 种 模 块。中 端 路 由 器 提 供 了 更 多 的 电 源 和 硬 件 扩 展 功 能，提 供 了 多 个 LAN端 口 和 WAN端 口，网 络 连 接 速 度 更 快。中 端 路 由 器 提

11、 供 的 内 置 硬 件 复 原 能 力 有 限（或 主 线 没 有），但 它 使 用 双 路 由 器（主 路 由 器+备 用 路 由 器）和 各 种 协 议 保 证 了 在 发 生 故 障 时 迅 速 切 换，从 而 提 供 一 种 替 代 的 复 原 方 法。中 端 路 由 器 可 以 用 作 中 型 组 织 或 大 型 分 支 机 构 的 核 心 路 由器，将 大 型 分 支 机 构 连 接 至 总 部。中 端 路 由 器 在 W A N和 L A N连 接 方 面 灵 活 性 很 高 且 功 能 可 以 根 据 技 术 发 展 而 升 级，生 命 周 期 较 长。(1)深 圳 华 为

12、公 司 的 Q u i dway R460 0 系 列 中 端 路 由 器 它 是 面 向 运 营 商 及 公 司 网 的 高 性 能、高 可 靠 性 的 集 中 式 中 端 路 由 器。根 据 网 络 规 模 的 不 同,Qu i d w a y R4 6 0 0 系 列 中 端 路 由 器 既 可 作 为 运 营 商 数 据 网 的 边 沿 设 备 或 辅 助 网 的 高 性 能 骨 干 设 备，也 可 在 公 司 网 中 作 为 核 心 路 由 器 或 高 性 能 汇 聚 路 由 器。Qu idway R4 6 0 0系 列 中 端 路 由 器 在 可 靠 性、解 决 能 力、接 口 密

13、 度、接 口 类 型、业 务 支 持、可 维 护 性 等 方 面 特 点 突 出，可 以 充 足 满 足 不 同 用 户 的 需 求。Qu i dway R468O中 端 路 由 器 Quidway R4640 中 端 路 由 器 Quidway R 46 2 0中 端 路 由 器(1)美 国 思 科 公 司 的 C isc o系 列 中 端 路 由 器 C i sco 28 0 0 中 端 路 由 器 C i s co 380 0 中 端 路 由 器 C i sco 700 0 中 端 路 由 器 1.4 高 端 路 由 器 1.4.1 骨 干 级 路 由 器-大 中 型 公 司 网、高 校

14、 网 或 园 区 网 之 间 的 互 连 以 及 城 域 网 之 间 的 互 连。中 端 路 由 器 与 高 端 路 由 器 不 同 样，高 端 路 由 器 注 重 的 是 性 能，解 决 的 是 从 核 心 到 边 沿 的 问 题，而 中 端 路 由 器 最 注 重 的 是 灵 活 性，需 要 在 一 个 平 台 上 满 足 公 司 和 运 营 商 的 需 求,解 决 从 边 沿 到 边 沿 的 问 题。互 联 网 络 中 的 汇 聚 层 与 骨 干 层 使 用 的 是 高 端 的 路 由 器 产 品。汇 聚 层 是 城 际 网 结 点，通 过 汇 聚 层 传 递 到 骨 干 层。高 端 路

15、 由 器 由 于 在 性 能、稳 定 性 上 有 比 较 特 殊 的 规 定，所 以,其 价 格 比 低 端 路 由 器 高 的 多。骨 干 级 路 由 器 实 现 公 司 级 网 络 的 互 联。对 它 的 规 定 是 速 度 和 可 靠 性，而 代 价 则 处 在 次 要 地 位。硬 件 可 靠 性 可 以 采 用 电 话 互 换 网 中 使 用 的 技 术，如 热 备 份、双 电 源、双 数 据 通 路 等 来 获 得。这 些 技 术 对 所 有 骨 干 路 由 器 而 言 差 不 多 是 标 准 的。骨 干 IP路 由 器 的 重 要 性 能 瓶 颈 是 在 转 发 表 中 查 找 某

16、 个 路 由 所 耗 的 时 间。当 收 到 一 个 包 时，输 入 端 口 在 转 发 表 中 查 找 该 包 的 目 的 地 址 以 拟 定 其 目 的 端 口，当 包 越 短 或 者 当 包 要 发 往 许 多 目 的 端 口 时,势 必 增 长 路 由 查 找 的 代 价。因 此，将 一 些 常 访 问 的 目 的 端 口 放 到 缓 存 中 可 以 提 高 路 由 查 找 的 效 率。不 管 是 输 入 缓 冲 还 是 输 出 缓 冲 路 由 器，都 存 在 路 由 查 找 的 瓶 颈 问 题。除 了 性 能 瓶 颈 问 题，路 由 器 的 稳 定 性 也 是 一 个 常 被 忽 视

17、 的 问 题 高 端 路 由 器 提 供 了 高 性 能、增 强 的 扩 展 性 和 卓 越 的 容 错 性 与 可 用 性。在 高 端 路 由 器 中，硬 件 设 计 非 常 灵 活，并 与 中 端 路 由 器 同 样 提 供 了 多 个 连 接 选 件 以 及 多 电 源、多 解 决 器 等 其 他 选 件，并 提 供 了 可 提 高 设 备 复 原 能 力 的 功 能。这 一 类 路 由 器 重 要 用 于 通 过 高 速 链 路 连 接 不 同 的 网 络，并 在 各 站 点 之 间 传 输 大 量 数 据。高 端 路 由 器 的 用 途 极 其 广 泛，并 支 持 大 量 W A N

18、与 LAN协 议 以 及 铜 缆 和 光 纤 等 各 种 硬 件 介 质，适 合 作 为 大 型 结 构 的 高 性 能 核 心 设 备。图 所 示 为 Ci sco 7 5 0 0 系 列 高 端 多 协 议 路 由 器，具 有 卓 越 的 可 靠 性、可 用 性、服 务 能 力 和 性 能 特 性,提 供 广 泛 的 局 域 网 和 广 域 网 选 项，涉 及 以 太 网、快 速 以 太 网、千 兆 以 太 网、令 牌 环 网、F D D K 串 行、ISDN、H SSI、A TM等，它 提 供 的 灵 活 性 可 以满 足 互 联 网 核 心 和 分 布 点 不 断 变 化 的 规 定。

19、1.4.2 高 端 路 由 器 重 要 型 号 1)C i sco 750 0 系 列 高 端 路 由 器 2)Ci s co 7 6 00系 列 高 端 路 由 器 2)Cisc o 1 2 0 23系 列 高 端 路 由 器(高 端 中 的 高 端)1.4.3 高 端 路 由 器 端 口 1）端 口 类 型、标 记 及 性 能 扩 展 插 槽：4 个 一 3 0 个 支 持 1个 一 2 0 个 千 兆 以 太 网 光 接 口 传 输 速 率:1 0 0/lOOOMbp s/2 500Mb P s/100 0 OMbp s（1 0G）广 域 网 端 口：D S-1 至 I OC-48（D

20、S-1意 指 时 分 复 用（TDM）采 用 D S-l传 输 格 式，即 2 4 通 道 的 多 路 复 用 器（电 信 用）。O C-48意 指 光 纤 接 口 并 以 2.4 G bit/s速 率 连 接。）传 输 距 离：20km-1 2 0km路 由 表 容 量：12万 一 320万 路 由 表 项 支 持 的 各 种 网 络 协 议：P,T C P,ARP,UDP,ICM P,NA T,反 向 NAT,H T T P,TFTP,TELNET,P P P,DHCP,PPPoE,PAP,CHAP,SYSLOG。El/C E l 接 口 速 率 为 2.048MbpsT 1/CT1 接

21、口 速 率 为 1.554Mb p sE3/CE3 接 口 速 率 为 34.MbpsT3/CT3 接 口 速 率 为 3 4.MbpsATM OVER E3 接 口 异 步 通 信 A T M 其 速 率 为 3 4.MbpsATMOVERT3 接 口 异 步 通 信 AT M其 速 率 为 44.7 3 6 Mbp SOC-3c/STM-l ATM 接 口SONET 的 标 准 O C-3/STS-3和 IT U-T的 标 准 ST M-l所 规 定 的 线 路 速 率 为 1 55 M b/s的 异 步 通 信(ATM)接 口。OC-12/STM-4 A T M 接 口 S O N E

22、T的 标 准 O C-12/S T S-1 2 和 ITU-T的 标 准 S T M 4 所 规 定 的 线 路 速 率 为 6 2 2 Mb/s的 异 步 通 信(ATM)接 口。PO S 接 口 POS(P a ck e t Ov e r SONE T/S D H),用 于 更 高 速 度 的 接 口，常 用 于 广 域 网、城 域 网 中。FE接 口 F E接 口(Fas t Ethe r n e t),就 是 快 速 以 太 网 接 口(百 兆).G E 接 口 G E接 口(G ig a b it Ethe r n e t),就 是 千 M 以 太 网 接 口(千 兆)(第 二 层)

23、背 板 带 宽/互 换 容 量/互 换 带 宽/背 板 互 换 能 力(Gbp S)背 板 互 换 能 力 大 于 4 0G b p s 的 路 由 器 称 为 高 端 路 由 器.背 板 互 换 能 力 在 25Gb p s-4 0 Gbps之 间 的 路 由 器 称 为 中 端 路 由 器，而 将 低 于 2 5 Gbp s 的 看 作 低 端 路 由 器。(第 三 层)包 转 发 率/吞 吐 量(Mpps)=全 配 置 端 口 数 X 单 位 端 口 理 论 吞 吐 量(Mpps)o吞 吐 量 大 于 20M p p s 称 为 高 端 路 由 器。2)(Console)控 制 端 口

24、和(AUX)端 口(路 由 器 配 置 接 口)路 由 器 的 端 口 重 要 分 为 配 置 端 口、局 域 网 端 口、广 域 网 端 口 三 类，下 面 以 Ci sco路 由 器 为 例 来 进 行 说 明。在 Cisco路 由 器 中，有 些 接 口 是 固 化 的，而 有 些 接 口 则 采 用 模 块 化 设 计,被 用 户 选 购 来 安 装 在 广 域 网 接 口 插 槽 和 网 络 模 块 插 槽 里。固 定 化 配 置 的 接 口 有 辅 助 端 口(AUX)和 控 制 端 口(Conso le)各 一 个，以 太 网 端 口(E the r ne t)或 者 快 速 以

25、 太 网 端 口(Fas tE t herne t)一 个 到 两 个，有 的 路 由 器 尚 有 令 牌 环(TR)接 口。模 块 化 接 口 一 般 都 是 接 口 卡、模 块 以 及 模 块 与 接 口 的 组 合。路 由 器 内 部 有 CPU、内 存、系 统 总 线、输 入/输 出 接 口 等，因 此，路 由 器 是 与 普 通 计 算 机 功 能 不 同 的 特 殊 计 算 机。路 由 器 功 能 的 实 现，除 了 要 有 硬 件 支 持 外，也 需 要 有 一 个 操 作 系 统,通 过 操 作 系 统 可 以 对 路 由 器 进 行 具 体 的 配 置，使 得 路 由 器 按

26、 特 定 的 方 式 工 作。但 是 路 由 器 没 有 键 盘、显 示 器 等 外 设，只 能 通 过 其 他 终 端 连 来 完 毕 配 置。通 常，用 安 装 有 虚 拟 终 端 的 计 算 机 来 充 当 这 个 配 置 终 端。一 方 面 要 将 计 算 机 连 接 到 路 由 器 的 配 置 端 口。配 置 端 口 有 两 个，分 另 I 是 Console端 口 和 AUX端 口，它 们 者 B是 RJ-45接 口，如 图 所 示。“Conso 1 e”端 口 通 过 专 用 连 线 直 接 连 接 至 计 算 机 进 行 路 由 器 的 配 置，而“AUX”则 用 于 路 由

27、器 的 远 程 配 置 连 接 当 使 用 计 算 机 配 置 路 由 器 时，需 使 用 翻 转 线（R。Hove r Cable）将 路 由 器 的 Console 口（R J-45）与 计 算 机 的 串 口（DB 9）连 接 在 一 起，翻 转 线 的 两 端 线 序 正 好 相 反,如 图 所 示。翻 转 线 与 计 算 机 的 串 口 连 接 需 要 通 过 RJ-45/DB-9转 换 适 配 器，如 图 所 示。连 接 好 后，通 过 计 算 机 上 的 终 端 仿 真 程 序（如 Wi ndows下 的“超 级 终 端”）对 路 由 器 进 行 配 置。对 路 由 器 的 初

28、次 配 置 以 及 以 后 的 重 要 配 置 都 是 通 过 控 制 口 来 进 行 的。3）.广 域 网 端 口 在 上 面 就 讲 过,路 由 器 不 仅 能 实 现 局 域 网 之 间 连 接,更 重 要 的 应 用 还 是 在 于 局 域 网 与 广 域 网、广 域 网 与 广 域 网 之 间 的 互 连。但 由 于 广 域 网 规 模 大，网 络 环 境 复 杂，所 以 也 就 决 定 了 路 由 器 用 于 连 接 广 域 网 的 端 口 的 速 率 规 定 非 常 高，在 以 太 网 中 一 般 都 规 定 在 100M b p s 快 速 以 太 网 以 上。下 面 介 绍

29、几 种 常 见 的 广 域 网 接 口。（1）RJ-45 端 口（2 个）运 用 RJ-45端 口 也 可 以 建 立 广 域 网 与 局 域 网 之 间 的 VLAN之 间，以 及 与 远 程 网 络 或 I nter n et的 连 接。假 如 使 用 路 由 器 为 不 同 VLAN提 供 路 由 时,可 以 直 接 运 用 双 绞 线 连 接 至 不 同 的 VLAN端 口。但 要 注 意 这 里 的 RJ-45端 口 所 连 接 的 网 络 一 般 不 太 可 是 10Base-T,而 是 100Mbps快 速 以 太 网 以 上。假 如 必 须 通 过 光 纤 连 接 至 远 程

30、网 络，或 连 接 的 是其 他 类 型 的 端 口 时，则 需 要 借 助 于 收 发 转 发 器 才 干 实 现 彼 此 之 间 的 连 接。如 快 速 以 太 网(F a st Eth e r net)(2)AU I 端 口 AU I端 口 我 们 在 局 域 网 中 也 讲 过，它 是 用 于 与 粗 同 轴 电 缆 连 接 的 网 络 接 口，其 实 AUI端 口 也 被 常 用 于 与 广 域 网 的 连 接，但 是 这 种 接 口 类 型 在 广 域 网 应 用 得 比 较 少。在 Cisco260 0 系 列 路 由 器 上,提 供 了 AU I与 RJ-4 5 两 个 广 域

31、 网 连 接 端 口，用 户 可 以 根 据 自 己 的 需 要 选 择 适 当 的 类 型，(3)高 速 同 步 串 口 在 路 由 器 的 广 域 网 连 接 中，应 用 最 多 的 端 口 还 要 算 高 速 同 步 串 口(SERIAL)了，这 种 端 口 重 要 是 用 于 连 接 目 前 应 用 非 常 广 泛 的 DDN、帧 中 继(Frame Relay)、X.25、PSTN(模 拟 电 话 线 路)等 网 络 连 接 模 式。在 公 司 网 之 间 有 时 也 通 过 DDN或 X.2 5 等 广 域 网 连 接 技 术 进 行 专 线 连 接。这 种 同 步 端 口 一 般

32、 规 定 速 率 非 常 高，由 于 一 般 来 说 通 过 这 种 端 口 所 连 接 的 网 络 的 两 端 都 规 定 实 时 同 步。(4)异 步 串 口 异 步 串 口(ASYNC)重 要 是 应 用 于 Modem或 Mo d em池 的 连 接，用 于 实 现 远 程 计 算 机 通 过 公 用 电 话 网 拨 入 网 络。这 种 异 步 端 口 相 对 于 上 面 介 绍 的 同 步 端 口 来 说 在 速 率 上 规 定 宽 松 许 多，由 于 它 并 不 规 定 网 络 的 两 端 保 持 实 时 同 步，只 规 定 能 连 续 即 可。所 以 我 们 在 上 网 时 所

33、看 到 的 并 不 一 定 就 是 网 站 上 实 时 的 内 容，但 这 并 不 重 要，由 于 毕 竟 这 种 延 时 是 非 常 小 的，重 要 的 是 在 浏 览 网 页 时 可 以 保 持 网 页 正 常 的 下 载。(5)ISDN BRI 端 口因 ISDN这 种 互 联 网 接 入 方 式 连 接 速 度 上 有 它 独 特 的 一 面，所 以 在 当 时 I S D N 刚 兴 起 时 在 互 联 网 的 连 接 方 式 上 还 得 到 了 充 足 的 应 用。ISD N BRI端 口 用 于 ISDN线 路 通 过 路 由 器 实 现 与 I n I e rnet或 其 他

34、远 程 网 络 的 连 接，可 实 现 1 2 8K b ps的 通 信 速 率。I SDN有 两 种 速 率 连 接 端 口，一 种 是 ISDN BRI（基 本 速 率 接 口），另 一 种 是 ISDN PRI（基 群 速 率 接 口），ISDN BR I端 口 是 采 用 RJ-4 5标 准，与 ISDN NT1的 连 接 使 用 RJ-4 5-to-RJ-45直 通 线。（6）f（）端 口 和 sO端 口 的 区 另 UA.S 口 用 来 组 建 广 域 网，范 围 是 跨 城 市 的，而 以 太 网 口（F 口）多 用 于 局 域 网 组 建 B.Se r ial接 口 是 路 由

35、 器 专 用 的 串 行 数 据 线 接 口，可 以 用 来 升 级 路 由 器 的 固 件 及 诊 断 和 编 程，Ethe rne t是 网 络 接 口，可 以 接 入 网 线 fO就 是 Fa st Ethernet（快 速 以 太 网）0 号 端 口，用 于 连 接 局 域 网 sO就 是 Ser ies（串 行）0 号 端 口，用 于 连 接 广 域 网 四、实 验 报 告 规 定 写 出 本 实 验 的 实 验 报 告，重 要 涉 及 以 下 内 容：1、姓 名、班 级、学 号 等 个 人 信 息；2、实 验 题 目；3、实 验 设 备（硬 件、软 件）；4、实 验 内 容、方 法

36、 及 过 程；5、实 验 结 果 分 析、讨 论。实 验 二：光 纤 传 输 介 质 一、实 验 目 的 1、了 解 光 纤 二、实 验 材 料 和 设 备 1、多 模 光 纤 2、单 模 光 纤 三、实 验 内 容 和 环 节 3.1.光 纤 的 结 构 与 工 作 原 理 光 纤 通 常 是 由 石 英 玻 璃 拉 成 的 细 丝，由 纤 芯 和 透 明 包 层 组 成，如 图 2.3 4 所 示。纤 芯 的 直 径 只 有 8 100 u m,光 信 号 通 过 纤 芯 传 导。这 种 由 纤 芯 和 包 层 组 成 的 光 纤 是 裸 光 纤。为 了 保 护 光 纤 表 层，增 长 光

37、 纤 的 机 械 强 度,在 它 外 面 要 加 外 套，这 就 构 成 了 光 缆，如 图 2.3 4 右 图 所 示。外 套 基 本 由 覆 层、填 充 物 和 外 护 层 组 成。覆 层 的 作 用 是 防 尘，增 长 机 械 强 度，使 光 纤 不 易 折 断。填 充 物 的 作 用 是 进 一 步 保 护 光 纤，以 防 止 安 装 时 的 拉 伸 和 温 度 变 化 引 起 的 热 胀 冷 缩。外 护 层 是 最 后 一 层 保 护，可 以 进 一 步 提 高 光 纤 的 强 度。不 同 的 外 护 套 为 不 同 条 件 下 的 光 缆 安 装 提 供 相 应 的 解 决 方 案

38、 纤 芯 图 1纤 芯 由 透 明 包 层 包 裹，光 在 纤 芯 中 传 播，当 光 到 达 这 两 种 透 明 介 质 的 接 触 面 时，光 线 被 提 成 两 部 分：一 部 分 折 射 到 包 层 中，另 一 部 分 反 射 回 纤 芯。由 于 包 层 的 折 射 率 较 纤 芯 的 折 射 率 低，而 光 线 由 折 射 率 高 的 介 质 射 入 折 射 率 低 的 介 质 时，折 射 角 大 于 反 射 角，因 而 当 光 线 的 入 射 角 足 够 大(大 于 某 个 临 界 角 度)时，就 会 出 现 全 反 射。全 反 射 使 光 线 到 达 纤 芯 与 包 层 的 接

39、触 面 时 折 回 纤 芯 并 向 远 端 传 播，光 线 在 纤 芯 内 沿 着 一 条“之”字 型 路 进,如 图 2.3 5 所 示。3.2.光 纤 分 类 1.多 模(Mu 1 t i Mod e,MM)光 纤 多 模 光 纤 的 纤 芯 直 径 较 大，允 许 不 同 角 速 度 入 射 的 光 线 在 一 条 光 纤 中 传 输。根 据 入 射 角 度 的 不 同，各 种 模 式 的 光 在 光 纤 中 实 际 通 过 的 距 离 也 许 不 同，如 图 2.36(a)所 示，它 们 到 达 目 的 地 的 时 间 也 略 有 差 异，这 种 现 象 被 称 为 模 式 色 散。因

40、 此,多 模 光 纤 的 纤 芯 剖 面 折 射 率 分 布 为 渐 变 型 分 布，由 纤 芯 中 心 向 外 折 射 率 逐 渐 减 小，这 使 得 光 通 过 纤 芯 中 心 时 速 度 放 慢,通 过 纤 芯 外 沿 时 速 度 加 快,这 就 保 证 了 所 有 模 式 的 光 几 乎 能 同 时 到 达 终 点。这 样 光 接 受 器 就 能 收 到 一 个 强 闪 的 光,而 不 是 一 个 模 糊 的 闪 光。标 准 的 多 模 光 纤 一 般 采 用 直 径 为 50 口(1或 者 62.5 u m 的 纤 芯，包 层 直 径 为 12 5 um,这 种 光 纤 可 表 达

41、为 5 0/1 25 或 者 62.5/125o。多 模 光 纤 的 光 源 通 常 是 红 外 发 光 二 极 管(LED)o这 种 光 源 造 价 便 宜 但 发 射 的 光 在 光 纤 中 的 传 输 距 离 没 有 激 光 长。多 模 光 纤 可 用 于 中 容 量、中 距 离 通 信 系 统，是 局 域 网 中 最 常 用 的 光 纤2.单 模(Single Mode,SM)光 纤，单 模 光 纤 的 纤 芯 中 只 传 播 一 种 模 式 的 光，纤 芯 直 径 比 多 模 光 纤 小 很 多，仅 几 微 米(一 般 为 810 urn)；单 模 光 纤 的 包 层 直 径 与 多

42、 模 光 纤 同 样，均 为 12 5 口 m。单 模 光 纤 不 存 在 模 式 色 散,纤 芯 的 折 射 率 是 均 匀 的。单 模 光 纤 的 纤 芯 没 有 空 间 供 光 线 来 回 反 射 传 播。单 模 光 纤 采 用 高 度 汇 聚 的 红 外 激 光 源,产 生 的 光 线 以 9 0。进 入 纤 芯,沿 直 线 向 前 传 播，如 图 2.36(b)所 示。这 使 得 单 模 光 纤 与 多 模 光 纤 相 比,传 输 速 率 更 高，距 离 更 远。因 此，单 模 光 纤 合 用 于 大 容 量、长 距 离 的 通 信。输 入 信 号 _ 输 出 信 号 3.3.光 缆

43、。实 际 应 用 一 根 光 缆 可 以 加 强 构 件 和 外 保 护 层 构 成，其 结 构 如 图 所 示。光 缆 可 以 按 照 结 构、输 出 信 号，中，光 纤 以 光 缆 的 形 式 使 用,包 含 多 根 光 纤。光 缆 由 缆 芯、铺 设 方 式、用 途 等 分 为 多 种 类 别 2 4 芯 光 缆 外 被 套 阻 水 层 填 充 绳 中 心 金 属 加 强 芯 松 套 管 奸 香 统 香中 心 加 强 件 缆 芯 用 填 充 物 套 管 4 2芯 光 缆 昧 油 啻 第 单 元 松 套 管（6芯）第 二 单 元 松 套 管（6芯）包 带 皱 纹 钢 带 PE层 尼 龙 1

44、2外 护 层 中 心 加 强 件 以、A 芯 纤 壁 套 厚 绣 请 用 嬉（如 空.筲 消）小）1 2芯*纤 松 查 层 约 式*缔（明 坤 防 蚊）（d）6-48芯 光 纤 束 管 式 光 缆（直 埋）单 根 金 属 加 强 件 高 密 座 E护 层 开 索 邹 纹 钢 护 套 防 潮 层 高 强 度 塑 料 束 管 4-48芯 光 纤（e）108芯 光 纤 带 状 光 缆（管 道）4-48芯 光 纤 束 管 式 光 缆（架 空，管 道，直 埋）内 金 属 或 高 强 度 塑 料 线 光 纤 光 药 或 聚 乙 烯 填 充 线 聚 乙 烯 铜 管 聚 乙 烯 聚 丙 烯 内 层 钢 丝 铠

45、 装 外 层 钢 丝 铠 装 20芯 光 纤 潜 海 光 缆（h）6 芯 光 纤 架 空 地 线 复 合 光 缆四、实 验 报 告 规 定 写 出 本 实 验 的 实 验 报 告，重 要 涉 及 以 下 内 容:1、姓 名、班 级、学 号 等 个 人 信 息；2、实 验 题 目；3、实 验 设 备（硬 件、软 件）；4、实 验 内 容、方 法 及 过 程；5、实 验 结 果 分 析、讨 论。实 验 三:光 纤 网 络 设 备 一、实 验 目 的 1、了 解 光 纤 设 备 二、实 验 材 料 和 设 备 1、光 纤 设 备 2、光 纤 网 卡 三、实 验 内 容 和 环 节 1.光 纤 收 发

46、 器 实 际 中 通 信 双 方 都 需 要 发 送 和 接 受 信 号，因 此 可 以 将 光 发 送 器 和 光 接 受 器 集 成 为 光 纤 收 发 器，如 图 2.3 8 所 示。使 用 光 纤 收 发 器 时 应 先 去 掉 接 口 保 护 套，里 边 有 两 个 光 纤 接 口，一 个 用 于 光 发 送，一 个 用 于 光 接 受。R J-4 5 插 槽 用 于 通 过 双 绞 线 连 接 以 太 网 互 换 机 或 计 算 机 网 卡。品 牌：N-net(N F 1 1 00)型 号：1 0/100M接 口 类 型:SC线 缆 类 型：-传 输 距 离:2 km传 输 方 式

47、:光 能 发 射 波 长：1310 nm nm发 射 功 率:-dbm电 压 输 入：-7.5V图 N-n e t 1 0/1 0 0M双 纤 多 模 收 发 器品 牌：N-ne t(N T-llO O S)型 号：10/10 0 M接 口 类 型:SC线 缆 类 型：-传 输 距 离：2 5 km传 输 方 式：光 能 发 射 波 长：131 0 nm nm发 射 功 率：10 dbm电 压 输 入:9 V图 N-ne t 10/100M双 纤 单 模 光 纤 收 发 器 品 牌:N-net(NTS 1100-25)一 型 号：10/1 00M接 口 类 型:SC线 缆 类 型：一 传 输

48、距 离:25 km传 输 方 式：光 能 发 射 波 长:1310nm n m发 射 功 率：10 dbm电 压 输 入：9 V图 1 0/100M单 纤 单 模 双 向 收 发 器 品 牌:N-n e t(N T-2 100)型 号：1 000M接 口 类 型:SC线 缆 类 型：一 传 输 距 离：20 km传 输 方 式：光 能发 射 波 长：1310 n m nm发 射 功 率：1 o dbm电 压 输 入:9 V图 千 兆 以 太 网 单 模 光 纤 收 发 器 品 牌:N-net（N T-l 0 2 0）型 号:100 0 M接 口 类 型：SC（2 个）线 缆 类 型：-传 输

49、距 离：单 模 25 k m 转 多 模 2 km传 输 方 式：光 能 发 射 波 长：850 n m、13 1 0 n m、1 500发 射 功 率：1 0 dbm电 压 输 入：9Vn m图 千 兆 以 太 网 单 多 模 转 换 器 美 国 I M C 光 纤 网 络 设 备 序 号 产 品 型 号 产 品 描 述 波 长 nm 传 输 距 离 接 口 类 型 建 议 售 价 1 1 0兆 以 太 网 光 纤 收 发 器（独 立 式）2 5 5-1022 6 10兆 多 模 光 纤 收 发 器 8 5 0 5 公 里 ST-RJ 4 5 150 03 55-1 0 2 66 10兆 单

50、 模 光 纤 收 发 器 1310 2 0公 里 ST-RJ 4 5 38 0 04 5 5-1 0286 1 0 兆 单 模 光 纤 收 发 器 1310 4 0 公 里 S T-R J4550 0 0555-1 0 2 8 6-L 61 0 兆 单 模 光 纤 收 发 器 1310 6 0公 里 ST-RJ45 61006 5 5-1 0 286-L8 10兆 单 模 光 纤 收 发 器 1 31 0 8 0公 里 ST-RJ4 5 8 6 0 07 5 5-1028 6-L12 1 0 兆 单 模 光 纤 收 发 器 1310 120公 里 ST-RJ45 24 0 008 10 0 兆