001-传输介质

一、介质

通信网络出了包含通信设备本身之外,还包含连接这些设备的传输介质,如同轴电缆、双绞线和光纤等。不同的传输介质具有不同的特性,这些特性直接影响到通信的诸多方面,如线路编码方式、传输速度和传输距离。
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两个终端,用一条能承载数据传输的物理介质(也称为传输介质)连接起来,就组成了一个最简单的网络。

二、介质-同轴电缆

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终端可以产生、发送和接收数据,网络是终端建立通信的媒介,终端通过网络建立连接。用来传输数据的载体称为介质,网络可以使用各种介 质进行数据传输,包括物理线缆,无线电波等。

网络就是通过介质把终端互连而成的一个规模大、功能强的系统,从而 使得众多的终端可以方便地互相传递信息,共享信息资源。

同轴电缆是一种早期使用的传输介质,同轴电缆的标准分为两种, 10BASE2和10BASE5。这两种标准都支持10Mbps的传输速率,最长传 输距离分别为185米和500米。一般情况下,10Base2同轴电缆使用 BNC接头,10Base5同轴电缆使用N型接头。

现在,10Mbps的传输速率早已不能满足目前企业网络需求,因此同轴 电缆在目前企业网络中很少应用。

10BASE5和10BASE2是早期的两种以太网标准,它们均采用同轴电缆 作为传输介质。10BASE5和10BASE2所使用的同轴电缆的直径分贝为 9.5mm和5mm,所以前者又称为粗缆,后者又称为细缆。一般情况下, 10BASE5的同轴电缆使用N型接头,10BASE2的同轴电缆使用BNC接 头。10BASE5和10BASE2都支持10Mbps的传输速率,最长有效传输距 离分别是500米和185米。

目前,这两种以太网已基本被淘汰,企业网中也几乎不再使用它们。


三、介质-双绞线

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与同轴电缆相比双绞线(Twisted Pair)具有更低的制造和部署成本, 因此在企业网络中被广泛应用。双绞线可分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)和非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)。 屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层,可以屏蔽 电磁干扰。双绞线有很多种类型,不同类型的双绞线所支持的传输速率一般也不相同。例如,3类双绞线支持10Mbps传输速率;5类双绞线支持100Mbps传输速率,满足快速以太网标准;超5类双绞线及更高级别 的双绞线支持千兆以太网传输。双绞线使用RJ-45接头连接网络设备。为保证终端能够正确收发数据,RJ-45接头中的针脚必须按照一定的线序排列(目前已经不需要了,网络设备会通过逻辑层自动校正收线路)。电口


四、介质-光纤
在这里插入图片描述双绞线和同轴电缆传输数据时使用的是电信号,而光纤传输数据时使用的是光信号。光纤支持的传输速率包括10Mbps,100Mbps,1Gbps,10Gbps,甚至更高。根据光纤传输光信号模式的不同,光纤又可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤只能传输一种模式的光,不存在模间色散,因此适用于长距离高速传输。多模光纤允许不同模式的光在一根光纤上传输,由于模间色散较大而导致信号脉冲展宽严重,因此多模光纤 主要用于局域网中的短距离传输。光纤连接器种类很多,常用的连接器 包括ST,FC,SC,LC连接器。

 多模光纤(桔色,mm-multi mode)
− 较粗的纤芯,传输多种不同波长不同角度的光
− 多模光纤适合波长为850纳米的激光
− 衰耗大,传输距离通常在千米以内
− 成本低
 单模光纤(黄色,sm-single mode)
− 纤芯与光波长相同,传送单一波长的激光
− 单模光纤适合波长为1550/1300纳米的激光
− 衰耗小,传输距离可达数十千米
− 成本高

光模块和光纤跳线
SX (Multimode fiber, 850nm, 550m on 50u fiber),短距离光模块,一般适合多模光纤,传输距离<10公里
• LX (single mode fiber, 1300 nm, 10/20 KM),一般适合单模光纤,传输距离<25公里
• ZX (single mode fiber, 1550 nm, 80 KM),一般适合单模光纤,80KM
• LH(long haul)一般指超长距离光模块,传输距离为25-70公里,如果距离小于25公里,那么lh之间要加衰减器,以防止lh模块损坏

光模块,光口

如何区分FC/SC/ST/LC光纤适配器
SC = Subscriber Cable
LC = “Lucent connector” 朗讯连接器
ST = Straight Tip 直入旋转式
SC(square connector)是方形的连接器
2500*1790MM
ferrule contactor 套圈接触器
光纤跳线接口的种类及适用范围

光纤跳线的分类和概述如下:
  光纤跳线(又称光纤连接器),也就是接入光模块的光纤接头,也有好多种,且相互之间不可以互用。SFP模块接LC光纤连接器,而GBIC接的是SC光纤连接器。下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行详细的说明:
  ①FC型光纤跳线:外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)
  ②SC型光纤跳线:连接GBIC光模块的连接器,它的外壳呈矩形,紧固方式是采用插拔销闩式,不须旋转。(路由器交换机上用的最多)
  ③ST型光纤跳线:常用于光纤配线架,外壳呈圆形,紧固方式为螺丝扣。(对于10Base-F连接来说,连接器通常是ST类型。常用于光纤配线架)
  ④LC型光纤跳线:连接SFP模块的连接器,它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。(路由器常用)
  ⑤MT-RJ型光纤跳线:收发一体的方形光纤连接器,一头双纤收发一体
  ST、SC连接器接头常用于一般网络。ST头插入后旋转半周有一卡口固定,缺点是容易折断;SC连接头直接插拔,使用很方便,缺点是容易掉出来;FC连接头一般电信网络采用,有一螺帽拧到适配器上,优点是牢靠、防灰尘,缺点是安装时间稍长。MTRJ型光纤跳线由两个高精度塑胶成型的连接器和光缆组成。连接器外部件为精密塑胶件,包含推拉式插拔卡紧机构。适用于在电信和数据网络系统中的室内应用。
  光纤模块:一般都支持热插拔,GBIC使用的光纤接口多为SC或ST型;SFP,即:小型封装GBIC,使用的光纤为LC型。
  使用的光纤:
  单模:L波长1310单模长距LH波长1310,1550
  多模:SM波长850
  SX/LH表示可以使用单模或多模光纤
  在表示尾纤接头的标注中,我们常能见到“FC/PC”,“SC/PC”等,其含义如下
  1“/”前面部分表示尾纤的连接器型号

“SC”接头是标准方型接头,采用工程塑料,具有耐高温,不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头

“LC”接头与SC接头形状相似,较SC接头小一些。

“FC”接头是金属接头,一般在ODF侧采用,金属接头的可插拔次数比塑料要多。

连接器的品种信号较多,除了上面介绍的三种外,还有MTRJ、ST、MU等,

2.’/'后面表明光纤接头截面工艺,即研磨方式

“PC”在电信运营商的设备中应用得最为广泛,其接头截面是平的。

“UPC”的衰耗比“PC”要小,一般用于有特殊需求的设备,一些国外厂家ODF架内部跳纤用的就是FC/UPC,主要是为提高ODF设备自身的指标。

另外,在广电和早期的CATV中应用较多的是“APC”型号,其尾纤头采用了带倾角的端面,可以改善电视信号的质量,主要原因是电视信号是模拟光调制,当接头耦合面是垂直的时候,反射光沿原路径返回。

由于光纤折射率分布的不均匀会再度返回耦合面,此时虽然能量很小但由于模拟信号是无法彻底消除噪声的,所以相当于在原来的清晰信号上叠加了一个带时延的微弱信号,表现在画面上就是重影。尾纤头带倾角可使反射光不沿原路径返回。一般数字信号一般不存在此问题。

使用范围:

A:光纤通信系统

B:光纤宽带接入网

C:光纤CATV

D:局域网LAN

E:光纤仪器表

F:光纤传感器

G:光纤教据传输系统

H:测试设备

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光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆纤维组成,简称为光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质. 光纤的类型由模材料(玻璃或塑料纤维)及芯和外层尺寸决定,芯的尺寸大小决定光的传输质量。常用的光纤缆有: ·8.3μm 芯、125μm 外层、单模。 ·62.5μm 芯、125μm外层、多模。 ·50μm 芯、125μm外层、 多模。 ·100μm 芯、140μm外层、多模。 光缆的种类分: 单芯互联光缆、双芯互联光缆、分布式光缆、分散式光缆、室外光缆。 分布式光缆分多单元分散型12芯光缆和多单元分散型24~72芯两种。 分散式室外光缆有4芯、6芯、8芯、12芯,又分铠装和全绝缘型光缆有4芯、6芯、8芯、12芯。 室外光缆24~144芯光缆分全绝缘和铠装,规格有24、36、48、60、72、96、144芯7种。 室内/室外光缆有4芯、6芯、8芯、12芯、24芯、32芯。

单模光纤的特性参数
① 衰耗系数a 其规定与物理含义与多模光纤完全相同,在此不多叙述。
② 色散系数D(λ) 我们已经知道,光纤的色散可以分为三大部分即模式色散、材料色散与波导色散。而对于单模光纤而言,由于实现了单模传输所以不存在模式色散的问题,故其色散主要表现为材料色散与波导色散(统称模内色散)。综合考虑单模光纤的材料色散与波导色散,统称色散系数。色散系数可以这样理解:每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉冲展宽值。因此,L公里光纤由色散引起的脉冲展宽值为: σ=δλ·D(λ)·L (2.17) 其中:δλ为光源谱宽σ为根均方展宽值色散系数越小越好。光纤的色散系数越小,就意味着其带宽系数越大即传输容量越大。例如CCITT 建议在波长1.31 微米处单模光纤的色散系数应小于3.5ps/km.nm。经过计算,其带宽系数在25000MHz·km 以上,是多模光纤的60多倍(多模光纤的带宽系数一般在1000MHz·km 以下)。
③ 模场直径d模场直径表征单模光纤集中光能量的程度。 由于单模光纤中只有基模在进行传输,因此粗略地讲,模场直径就是在单模光纤的接收端面上基模光斑的直径(实际上基模光斑并没有明显的边界)。 可以极其粗略地认为(很不严格的说法),模场直径d 和单模光纤的纤芯直径相近。
④ 截止波长λc 我们知道,当光纤的归一化频率V小于其归一化截止频率Vc时,才能实现单模传输,即在光纤中仅有基模在传输,其余的高次模全部截止。 也就是说,除了光纤的参量如纤芯半径,数值孔径必须满足一定条件外,要实现单模传输还必须使光波波长大于某个数值,即λ≥λc,这个数值就叫做单模光纤的截止波长。 因此,截止波长λc的含义是,能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长。也就是说,尽管其它条件皆满足,但如果光波波长不大于单模光纤的截止波长,仍不可能实现单模传输。
5、回损—Return Loss反射损耗又称为回波损耗,它是指出光端,后向反射光相对输入光的比率的分贝数,回波损耗愈大愈好,以减少反射光对光源和系统的影响

单模光纤的特性参数
① 衰耗系数a
② 色散系数D(λ)
③ 模场直径d模场直径表征单模光纤集中光能量的程度。
④ 截止波长λc
5、回损—Return Loss反射损耗又称为回波损耗


五、介质-串口电缆

在这里插入图片描述网络通信中常常会用到各种各样的串口电缆。常用的串口电缆标准为 RS-232,同时也是推荐的标准。但是RS-232的传输速率有限,传输距 离仅为6米。其他的串口电缆标准可以支持更长的传输距离,例如RS- 422和RS-485的传输距离可达1200米。RS-422和RS-485串口电缆通常 使用V.35接头,这种接头在上世纪80年代已经淘汰,但是现在仍在帧中 继、ATM等传统网络上使用。V.24是RS-232标准的欧洲版。RS-232本身没有定义接头标准,常用的接头类型为DB-9和DB-25。现在,RS- 232已逐渐被FireWire、USB等新标准取代,新产品和新设备已普遍使 用USB标准。
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一般用于个人电脑连接网络设备的Console口

在这里插入图片描述 网络传输速度一般看交换机路由器的端口类型,如标准以太口(10M),快速以太口(100M),千兆以太口(1000M) 如千兆口,也叫G口,但也和介质有关,一般百兆口用的是4根的双绞线,但是千兆口必须用8根线的双绞线