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知识汇总系列!数据通信基础(7)

知识汇总系列!数据通信基础(7)

五.数据传输
1.物理层接口的特性
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性,即:
(1)机械特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
(2)电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
(3)功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
(4)过程特性:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2.传输介质
传输介质是真正承载数据流动的介质。传输介质可以是物理上可以看得到的介质,比如电缆、电话线或光纤,也可以是物理上看不见的无线介质,比如红外线、无线电波。
3.单缆和双缆
“宽带电缆”是指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。宽带系统和基带系统的一个主要区别是:宽带系统由于覆盖区域广,需要模拟放大器周期性地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号,因此,如果计算机间有放大器,则报文分组就不能在计算机间逆向传输。为了解决这个问题,人们已经开发了两种类型的宽带系统:双缆系统和单缆系统。
3.1双缆系统
双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。为了传输数据,计算机通过电缆1将数据传输到电缆数根部的设备,即顶端器(head-end),随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往下传输。所有的计算机都通过电缆1发送,通过电缆2接收。
3.2单缆系统
另一种方案是在每根电缆上为内、外通信分配不同的频段(上下行不对称)。低频段用于计算机到顶端器的上行通信,顶端器收到的下行信号移到高频段,向计算机广播。在子分段(subsplit)系统中,5MHz~30MHz频段用于内向通信,40MHz~300MHz频段用于外向通信。在中分(midsplit)系统中,内向频段是5MHz~116MHz,而外向频段为168MHz~300MHz。这一选择是由历史的原因造成的。
4.常用传输介质
4.1 双绞线
双绞线(Twisted Pair):由二根包着绝缘材料的细铜线按一定的比率相互缠绕而成。这种相互缠绕改变了电缆原有的电子特性,不但可以减少自身的串扰,也可以最大程度上防止其它电缆上的信号对这对线缆上的干扰。
双绞线一般由两根22-26号绝缘铜导线相互缠绕而成,实际使用时,双绞线是由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里的。典型的双绞线有四对的,也有更多对双绞线放在一个电缆套管里的。这些我们称之为双绞线电缆。
双绞线根据有无屏蔽层可分为屏蔽双绞线(STP) 和非屏蔽双绞线(UTP)。
双绞线电缆的标准是由TIA/EIA国际协会制定的。为管理网络电缆,需要熟悉用于现代网络的一些标准,特别是3类和5类UTP。
(1)1类线(CAT1):一种包括两个电线对的UTP形式。1类线(八十年代初之前的电话线缆)适用于语音通信,而不适用于数据通信。它每秒最多只能传输20千位(kbps)的数据。
(2)2类线(CAT2):一种包括四个电线对的UTP形式。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。
(3)3类线(CAT3):一种包括四个电线对的UTP形式。在带宽为16MHz时,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输。3类线一般用于4Mbps的Token Ring或10Mbps的10BASE-T Ethernet。现在用得较少。
(4)4类线(CAT4):一种包括四个电线对的UTP形式,该类电缆的带宽为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输。CAT4主要用于16Mbps的Token Ring或10Mbps的10BASE-T Ethernet中。与CAT1、CAT2或CAT3相比,它能提供更多的保护以防止串扰和衰减。
(5)5类线(CAT5):用于新网安装及更新到快速Ethernet的最流行的UTP形式。CAT5电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,包括四个电线对,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输。除100Mbps的10BASE-T Ethernet之外,CAT5电缆还支持其他的快速联网技术,例如异步传输模式(ATM)。
(6)超5类非屏蔽双绞线是在对现有五类屏蔽双绞线的部分性能加以改善后出现的电缆,不少性能参数,如近端串扰、衰减串扰比,回波损耗等都有所提高,但其传输带宽仍为100MHz。超五类双绞线也是采用4个绕对和1条抗拉线,线对的颜色与五类双绞线完全相同。五类线的标识是“CAT5”,超五类线的标识是“CAT 5E”。
超五类双绞线虽然也能提供高达1000Mb/s的传输带宽,但是往往需要借助于价格高昂的特殊设备的支持。因此,通常只被应用于100Mb/s快速以太网,实现桌面交换机到计算机的连接。
(7)6类线(CAT6):包括四对电线对的双绞线电缆。每对电线被箔绝缘体包裹,另一层箔绝缘体包裹在所有电线对的外面,同时一层防火塑料封套包裹在第二层箔层外面。箔绝缘体对串扰提供了较好的阻抗,从而使得CAT6能支持的吞吐量是常规CAT5吞吐量的6倍。
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