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知识汇总系列!数据通信基础(8)

知识汇总系列!数据通信基础(8)

我们今天在计算机通信网络中所用到的基本上都是“超五类非屏蔽双绞线缆”。线缆的二头分别按一定的线序压在T568B RJ45水晶头内,这也就是通常大家说的“网线”。鉴于RJ45差分特性,制作RJ45网线水晶头时遵循“同种交叉,异种平行”的规则。

主机

路由器

交换机

MDI-X口)

交换机

MDI口)

集线器

主机

交叉

交叉

平行


平行

路由器

交叉

交叉

平行


平行

交换机

MDI-X口)

平行

平行

交叉

平行

交叉

交换机

MDI口)



平行

交叉

平行

集线器

平行

平行

交叉

平行

交叉

4.2 同轴电缆
同轴电缆以硬铜线为芯(内导体),外包一层绝缘材料(绝缘物)。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕,网外又覆盖一层保护性材料(保护套)。
同轴电缆从用途上分可分为50Ω用于数字传输的基带同轴电缆和75Ω用于模拟传输的宽带同轴电缆。基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅仅用于数字传输,数据率可达10Mbps。宽带电缆是CATV系统中使用的标准,它既可使用频分多路复用的模拟信号发送,也可传输数字信号。
同轴电缆的带宽取决于电缆长度,1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率,因此可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信。若需使用更长的电缆,则需要使用中继器补充能量。当需要连接较多设备而且通信容量相当大时可以选择同轴电缆。目前,同轴电缆大量被光纤取代,但仍广泛应用于有线和无线电视和某些局域网。
4.3 光纤
光纤通信是以光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式。光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纤通信。光传播利用了光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理,光通信的基本原理则是使光的强度反映电信号的幅度(频率)。
光纤从内到外依次由纤芯、包层、内涂层和外涂层组成。目前光纤通讯材料主要用高透明度的二氧化硅材料,可用化学蒸汽沉积法(CVD)制成纯二氧化硅。近年来还有新的光纤材料,如ZrF4、LaF3和BaF2二元混合体的氟玻璃,其性能优于二氧化硅,光损失更小,上万公里光信号传输不需要任何中继站。
光纤按照其能携带的激光束数和传输特性分为单模和多模两种。
单模光纤以激光二极管作光源,中心玻璃芯较细,光纤中只允许一种光直线传播,故模间色散很小,整体传输性能非常好。单模光缆和单模光纤端口的价格都比较昂贵,一般用于运营商铺设远程通讯骨干网。
多模光纤以发光二极管作光源,中心玻璃芯较粗,允许多束光在光线中沿着光线壁不停反射的向前传播,造成较大的模间色散,整体传输性能不佳。多模光缆和多模光纤端口的价格都相对便宜,通讯距离较近,只有几公里,一般用做铺设局域网,例如校园网。
单模光纤和多模光纤从肤色上很好区分,单模的线皮是黄色的,多模的线皮是桔色的。
为了实现长距离的光纤通信,必须减小光纤的衰减。1966年,英籍华人高锟(C.K.Kao, 2009年诺贝尔物理学奖获得者)预见利用玻璃可以制成衰减为20dB/km的通信光导纤维(简称光纤)。当时,世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dB/km左右。1977年,武汉邮电研究院研制成功中国第一根阶跃折射率分布的、波长为 0.85μm多模光纤。
与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信的优点如下:
(1)传输频带极宽,通信容量很大;
(2)由于光纤衰减小,无中继设备,故传输距离远;
(3)串扰小,信号传输质量高;
(4)光纤抗电磁干扰,保密性好;
(5)光纤尺寸小,重量轻,便于传输和铺设;
(6)耐化学腐蚀;
(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富,并节约了大量有色金属。
光纤通信同时具有以下缺点:
(1)光纤弯曲半径不宜过小;
(2)光纤的切断和连接操作技术复杂;
(3)分路、耦合麻烦。
4.4 无线传输介质
根据电磁波的频率,无线传输系统大致分为广播通信系统、地面微波通信系统、卫星微波通信系统和红外线通信系统。因此,对应的3种无线介质是无线电波(30MHz~1GHz)、微波(300MHz~300GHz)、红外线和激光。
(1)无线电波通信
无线电波通信主要用在广播通信中,因此不做详细介绍。
(2)红外传输
红外网络使用红外线通过空气传输数据,主要用于同一房间中设备间的通信,如电视遥控器。目前,红外传输在一个方向传输速率为16Mbps,多个方向不超过1Mbps。
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