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第9章 连接网络——传输介质(1)

网络传输介质是网络中连接收发双方的物理通路,也是通信中实际传送信息的载体。

在局域网中常见的网络传输介质有双绞线、同轴电缆、光缆3种。其中,双绞线是经常使用的传输介质,它一般用于星形网络中,同轴电缆一般用于总线型网络,光缆一般用于主干网的连接。除有线传输介质外,网络信息还可以利用无线电系统、微波系统和红外技术等无线传输介质传输。本项目主要学习局域网中应用最为广泛的双绞线制作及相关知识,并介绍无线局域网相关标准及组建无线局域网的技术。

一、教学目标

最终目标:认识有线、无线网络传输介质。

促成目标:

1.认识双绞线及掌握EIA/TIA568A和EIA/TIA568B标准线序;

2.能正确制作双绞线并测试;

3.认识无线传输介质;

4.掌握无线局域网的典型结构及标准;

5.能组建无线对等网络。

二、工作任务

1.直通网线的制作及测试;

2.交叉网线的制作及测试;

3.无线对等网络的连接与测试。

模块1 制作双绞线

一、教学目标

最终目标:制作双绞线并完成测试。

促成目标:

1.掌握双绞线类别;

2.掌握双绞线线序标准;

3.制作并测试双绞线。

二、工作任务

根据EIA/TIA568A、EIA/TIA568B标准制作网线。

三、相关知识点

(一)双绞线

双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线,按照一定密度互相绞在一起,并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。从图中我们可以看出双绞线中的每一对都是由两根绝缘铜导线相互缠绕而成的,这是为了降低信号的干扰程度而采取的措施。双绞线一般用于星型网络的布线连接,两端安装有RJ-45接头,连接网卡与集线器(交换机),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。

(二)双绞线的分类

目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)和屏蔽双绞线(Shiel-ded TwistedPair,STP)。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。

双绞线常见的有3类线,5类线和超5类线,以及最新的6类线,前者线径细而后者线径粗,型号如下:

三类线:该电缆的最高传输频率为16MHz,数据传输最高速率为10Mbps。一般用在语音传输及低速数据传输的应用中。

四类线:该电缆的最高传输频率为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。

五类线: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。

超五类线:即通常所说的超五类电缆,该电缆传输特性稍优于五类电缆,主要表现在数据传输速率可达155Mbps。一般用在语音信息及高速数据传输中应用。

六类线:六类电缆的各项传输性能远远高于超五类标准,其带宽扩展至200MHz以上,最适用于传输速率高于1000Mbps的应用。一般用在视频信息传输及超高速数据传输的应用中。

在局域网组网中,使用最为普遍的是五类和超五类非屏蔽双绞线,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。

(三)双绞线线序标准

EIA/TIA568标准规定了两种连接标准,即EIA/TIA568A和EIA/TIA568B。这两种标准的规定的双绞线连接线序。

四、实践操作

背景知识/准备工作

在本实验操作中,您将遵照EIA/TIA568A和EIA/TIA568B标准制作一根直通线和一根交叉线,并使用线缆测试仪测试其连通性。

本实验需要以下资源:

压线钳、剥线刀等工具,线缆测试仪;

一根五类双绞线。

(一)直通网线的制作

计算机连接网络设备时需要的网络连接线为直通线,直通线两端都按同一标准(一般为EIA/TIA568B标准)线序制作。

1.制作材料及工具

2.制作步骤如下所示:

(1)使用压线钳或偏口钳剪断双绞线。

(2)使用剥线刀或压线钳剥去线皮。

(3)将双绞线捋直并排序。

(4)按合适长度剪齐双绞线。

(5)将双绞线插入RJ-45头。

(6)将水晶头推入夹槽,并用力压制。

(7)另一端按相同的线序标准,完成直通线的制作。

(二)交叉网线的制作

交叉线是指网线的两端分别按照EIA/TIA568A和EIA/TIA568B线序标准制作的网线。

直通线主要用在:连接网卡和集线器(交换机)端口,连接集线器(交换机)的普通端口和Uplink端口。

交叉线主要用在:连接网卡和网卡,连接两个集线器(交换机)的普通端口。

(三)线缆的测试

把水晶头的两端都做好后即可用网线测试仪进行测试,如果测试仪上8个指示灯都依次为绿色闪过,证明网线制作成功,如图3-15所示。如果出现任何一个灯为红灯或黄灯,都证明存在断路或者接触不良现象,此时最好先对两端水晶头用网线钳压一次或重新制作后,再进行测试。

直通线在测试时两端绿灯闪过的顺序完全一致,交叉线一端按1、2、3、4、5、6、7、8顺序亮时,另一端则按3、6、1、4、5、2、7、8顺序闪亮。

模块2 认识无线网络

无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN(Local Area Network)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入,满足了人们实现移动办公的梦想,为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。

一、教学目标

最终目标:熟悉无线局域网传输介质及协议标准。

促成目标:

1.了解无线局域网传输介质;

2.掌握无线局域网的主要协议标准;

3.了解无线局域网组网模式。

二、工作任务

组建一个无线对等网络,实现资源共享。

三、相关知识点

(一)无线传输介质

无线局域网是在有线局域网的基础上通过无线集线器、无线访问节点、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。与有线网络一样,无线局域网同样也需要传送介质。只是无线局域网采用的传输介质不是双绞线或者光纤,而是红外线或者无线电波,以后者使用居多。

1.红外线

红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输媒体,有较强的方向性,由于它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质,使用不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距传输,并且窃听困难,对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。在实际应用中,由于红外线具有很高的背景噪声,受日光、环境照明等影响较大,一般要求的发射功率较高,红外无线局域网是目前100Mbps以上性能价格比高的网络唯一可行的选择。

2.无线电波

采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用最多的,这主要是因为无线电波的覆盖范围较广,应用较广泛。使用扩频方式通信时,特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低于自然的背景噪声,具有很强的抗干扰抗噪声能力、抗衰落能力。这一方面使通信非常安全,基本避免了通信信号的偷听和窃取,具有很高的可用性。另一方面无线局域使用的频段主要是S频段(2.4GHz~2.4835GHz),这个频段也叫ISM(Industry Science Medical)即工业科学医疗频段,属于工业自由辐射频段,不会对人体健康造成伤害。所以无线电波成为无线局域网最常用的无线传输媒体。

(二)无线局域网协议标准

无线接入技术区别于有线接入的特点之一是标准不统一,不同的标准有不同的应用。

目前比较流行的有802.11标准(包括802.11a、802.11b及802.11g等标准)、蓝牙(Blue-tooth)标准以及HomeRF(家庭网络)标准等。

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