当前课程知识点:计算机网络 > 第二章 物理层 > 2.2 有导向的传输介质 > Video
各位好
物理层的功能是搬运比特
承载比特的就是传输介质
事实上传输介质是多种多样的
按照是否有形
可以将它分为引导性和非引导性
两大类
就是有线传输介质
和无线传输介质两大类
引导性传输介质
或者说有线传输介质
它包括铜线、光缆
而非引导性传输介质
无线的传输介质
包括的主要是无线电、卫星等等
我们主要要学习的是
引导性传输介质
也就是说有线传输介质
我们先来看同轴电缆
同轴电缆
如果我们横着把它切一刀
我们会发现它由最里头的
中心导体
包裹在外头的绝缘材料层
网状导体和外部绝缘层
四层组成
同轴电缆也是分两类
一类是基带同轴电缆
还有一类是宽带同轴电缆
基带同轴电缆是
阻抗是50欧的
主要用于数字传输
而宽带同轴电缆
它的阻抗主要是75欧的
用于模拟传输
同轴电缆按照粗细
就是它的直径的大小
可以把它分成粗缆和细缆
粗缆最大的传输距离
可以到达500米
是早期
用来做stansfive的
总线用的
而细缆呢
它的最大传输距离是185米
是早期的stans2
用来做总线的
接下来的这种铜线呢
叫双绞线
双绞线是由两根具有绝缘层的
铜导线
按照一定的密度
逆时针方向绞合而成
这种绞合呢
可以消除近端串扰
一般的来说
绞距越小
绞得越均匀
这种抵销效果呢越好
传输的性能越好
双绞线呢分成非屏蔽双绞线
和屏蔽双绞线两种
我们先来看非屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线
它又简称UTP
五类UTP
可以提供10兆
100兆的数字带宽
使用了其中的两对线
分别用于收和发
在1000兆以太网里头
用到了全部的四对线
非屏蔽双绞线
它的最大传输距离是100米
是广泛用于局域网里头的
一种传输介质
UTP它的优点是
成本低
尺寸小
易于安装
它的缺点呢
就是易受干扰
因为它的外面是没有屏蔽层的
它的传输距离和性能
都受到绞距的影响
跟非屏蔽双绞线相对的
是另外一种双绞线
叫做屏蔽双绞线
简称STP
相比UTP来说
STP加了两层的屏蔽层
分别位于每对线之外
和全部四对线之外
这张图呢
是我们横着切一刀之后
看到的
这个屏蔽双绞线的
内部的情况
四对线外面
都加了屏蔽层
而且每一个线对外面
也有一个屏蔽层
两层
或者是双层的防护
来屏蔽外界的这个干扰
所以STP的优点也非常的明显
它就是能抗干扰
主要是抗EMI和RFI
这两种干扰
它的缺点呢就是成本高
因为它加多了屏蔽层
而且安装也不容易
加多了屏蔽层
它的尺寸也变大了
那么在有的地方
用到了第三种双绞线
叫网屏式的双绞线
它的主要的技术参数不变
比如说它的传输的带宽
它传输距离100米
这些参数都没有变
只是说在成本和抗干扰性能之间
它做了一个折中
在UTP和STP之间
做了折中
如果我们把网屏式双绞线
横着切一刀的话
我们会发现
它的样子特别像STP
只是它把STP里面的
每一个线对上面的屏蔽层
给它去掉了
所以它只有一个屏蔽层
或者只有一层的屏蔽和保护
所以它的成本就降下来了
但仍然具有一定的
这个抗干扰能力
在局域网中
使用最多的就是UTP
其实我们只用到了UTP里面的
两个线对
就是12和36这两对线
一个用于收
一个用于发
12 36这个线序是怎么排的呢
就是把那个RJ45的水晶头
面向自己
从左到右数起
1 2 3 4 5 6 7 8
总共八根线
这个线序的排列呢
按照不同的颜色呢
可以根据568A或者568B
来进行排列
我们在使用UTP的时候
我们通常会用到直通线
或者交叉线
当用作直通线的时候
线两头的线序是一样的
就是两端的线序是一致的
完全一样
一模一样
什么情况下用直通线呢
就是连接不同的两个设备的时候
我们会用直通线
比如说我们把交换机和PC
连在一起
我们就会用到直通线
那么如果说
我们要连接的两台设备
是一样的设备
比如说我们把两台路由器
连在一起
或者说把两台PC连在一起
这个时候呢
我们就要用到交叉线
交叉线的两端的那个线序
是不一样的
就是左边的12对右边的36
那么左边的36对右边的12
这两对线呢是交叉的
现在呢
对直通线和交叉线的分别
不再那么明显了
因为我们的设备呢
都可以自适应了
就是不管你什么线上来
它都可以来收发信号
还有一种引导性的传输介质
有线传输介质
叫电力线
可以说电力线在我们的家里
无处不在
使用电力线来传输数据
其便利性不言而喻
想想看
当你把手机插入插座
除了充电
还能够收邮件
看电影
完全不用担心流量的问题
它从电线
除了送电过来
还能够送数据过来
但是电力线和传输介质
它的目的和电气特性
截然不同
比如说我们的电力线
它的频率就是50赫兹
而我们的传输介质
它的频率要高得多
虽然电力线很方便
用来传输数据
但是我们说方便的同时
它也有一个词来描述它
非常的恐怖
电力线来传输数据
它的技术并非不可行
现在呢
还没有大量的使用和普及
也许将来
它会大行其道
接下来我们来看另外一种
传输介质
叫光纤
光纤是光导纤维的简称
它是由极细的玻璃纤维构成的
它把光封闭在光纤中
沿轴向进行传播
一根光纤由内而外
如果我们把这个光纤
把它纵着
把它横着切一刀的话
由内而外
我们看到它是由极细的玻璃心
玻璃覆盖层
塑料封套这三部分构成
玻璃覆盖层的折射率
是经过了小心的选择的
它是比玻璃心要低
以保证光可以全部限制在
玻璃心内
往前传输
光纤的工作原理
是利用了光的全反射
当光从光密物质
射向光疏物质的时候
入射角大于临界角的时候
光会发生全反射
光全部被锁闭在光密物质中
全反射前行
这就是我们光纤
用来传递数据的主要的原理
就在这个地方
光纤的优点是重量很轻
因为它是由非常细的玻璃纤维
构成的
细到什么程度
就像我们的头发丝一样
以微米来量度的
所以它非常的轻
损耗很低
它是通过全反射来传输信号的
那么全反射是没有折射
光全部被封闭
在这个纤心之内
往前传递的
几乎没有什么损耗
另外呢
它还有不受电磁辐射干扰的
这个优点
这个可以说是光纤
最大的优点之一
在我们其他的铜线
它在传输的过程里头
总是要受电磁辐射的干扰
而光纤完全不受电磁辐射的干扰
另外呢
光纤通常它的传输带宽
和通信的容量都非常的大
缺点就是
一个呢是比较昂贵
相对于铜线来说
光纤还是要贵得多的
但是近两年呢
光纤随着技术的进步
成本已经降下来了
它还有另外一个缺点
就是非常容易断裂
因为光纤真的是太细了
我们的头发丝
每天梳头发的时候
也会断很多头发
光纤那么细
它也很容易折断
所以光纤
很多时候
它是以光缆的形式
来存在的
就很多光纤在一起
光纤呢
分成两种
一种叫单模光纤
还有一种叫多模光纤
单模光纤呢
就是单一的模式的光
封闭在纤心里边
沿轴向往前传递
它是光源通常采用激光
它的带宽和距离
传输距离都非常的长
而多模光纤呢
是以多个角度入射光线
光线打在里面
最里面那根玻璃纤心里面
发生全反射
然后往前推进
只要这个入射角
大于临界角
它就可以发生全反射
所以它其实是可以
多个角度入射多根光线
来往前推进的
那么这个多个角度
就称为多个模式
叫多模
这种形式的光纤
就叫多模光纤
一个光传输系统
通常由光源、传输介质和探测器
三个部分构成
那么光源呢
有两种光源
一种呢是LED光源
还有一种是激光的光源
一般来说呢
LED的光呢
是比较便宜的
激光呢是比较昂贵的
LED的这个光
它的这个传输的距离
通常要短一些
激光呢通常要长一些
一般来说呢
我们的单模光纤
是用激光作为光源
而多模光纤呢
是用LED
来作为光源的
常用的光纤规格
单模的是8.3/125微米
/前面那个值呢
是光纤的内径
125呢是光纤的外径
也就是说里面那根纤的直径
和包裹在里面那根纤
外面的玻璃层的直径
而多模光纤常用的规格是
62.5和125微米
这种规格
光纤呢
常常是以光缆的形式存在
而且常常被埋在地下管沟
或者海底里面
作为干线来使用
光纤
刚刚我们说了
它有一个缺点
就是容易断裂
那么光纤断了之后
怎么办呢
比如说因为地震啊
或者老鼠的咬啊
或者不小心的挖掘啊
等等
这些原因
导致光纤断了
这个时候怎么办呢
我们说断了之后呢
我们可以把光纤
用三种方式
再连接起来
第一种方式呢
就是使用特别的光纤连接器
那么这种方式呢
是最简便
但是它会在接头处
导致大概10%到20%的光损失
第二种方式呢
叫机械拼接
它采用特殊的导管
紧紧地把两个
就是断头
把两个断头紧紧地夹在一起
这种情况
这种方式连接的光纤
它在接头的地方呢
光的损失大概有10%左右
最好的一种连接方式
就是熔合
熔合要用特殊的光纤熔接机
来进行
这个也需要进行特别的培训的
这个师傅
才能够做这样的一个工作
就是把两根纤心
通过热熔
就是把它烧熔之后
重新连在一起
如果连得好的话
这个接头
基本上也没有气泡
也没有这个明显的这个
明显的这个凹凸
那么它就像一根新的光纤一样
几乎没有任何的光损失
那么学了光纤和铜线之后呢
我们把这两种传输介质
它的特性进行一个对照
光纤相对于铜线来说
它具有带宽高、距离远
损耗低的特点
光纤还特别的轻
光纤对铜线来说
最大的好处
就是它没有电磁干扰和射频干扰
它特别安全
别人不容易窃听到光信号
当然光纤也有不太好的地方
就是它相对来讲成本比较高昂
端口设备也比较昂贵
那么我们怎么样
来选择我们的传输介质呢
我们要根据我们实施的网络
或者说
铺设这个传输介质的地方
它所要求的传输速率
成本和它周边的环境
我们来进行选择
我们还要考虑
这个传输介质
和其他的传输介质之间
它们怎么样来进行互操作
相不相容
要考虑这个方面
另外呢
也要考虑成本
所以我们在满足用户要求的
前提下
满足性价比最高的
这样的一个特点
传输介质分引导性传输介质
和非引导性传输介质
也就是说有线和无线两种
光纤和UTP
具有各自的特点
光纤呢
适合用在干线上
也就是说大部分时候
它是充当的是垂直电缆
而UTP呢
通常是用来
连接用户和这个交换机之间的
也就是说到用户桌面的线缆
大量的使用UTP
所以呢
UTP大量的用作水平电缆
在我们选择传输介质的时候
要综合考虑多种因素
满足使用需求和环境要求的同时
提高性价比
-本课程简介
--课程组织
-1.1 为什么要学习计算机网络?
-1.2 互联网络发展史
--Video
--互联网络发展史
-1.3 常用的基本概念
--Video
--常用的基本概念
-1.4 参考模型(重点)
--Video
--参考模型
-1.5 参考模型相关的概念
--Video
--数据如何传输
-1.6 本课程的组织
--Video
--课程组织
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-附录3:伦敦奥运会开幕式之Tim Berners Lee
--附录说明
-第一章 概述--章节测试
-附录4:本章的无背景乐的视频
--1-4参考模型
--关于附录4的说明
-2.1 数据通信的理论基础
--Video
-2.2 有导向的传输介质
--Video
--有导向的传输介质
-2.3复用技术
--Video
--复用技术
-2.4调制技术
--Video
--调制技术
-2.5公共交换电话网络
--Video
--公共交换电话网络
-2.6物理层设备
--Video
--物理层设备
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-附录3:光纤熔接
--Video
-附录4:海底光缆
--附录说明
--外部链接
-第二章 物理层--章节测试
-附录5:本章的无背景乐的视频
--2-3复用技术
--2-4调制技术
--关于附录5的说明
-3.1 数据链路层概述
--Video
--数据链路层概述
-3.2 差错处理概述
--Video
--差错处理概述
-3.3 纠1位错的海明码
--Video
--纠1位错的海明码
-3.4 检错码
--Video
--检错码
-3.5基本数据链路协议1~3
--Video
-3.6 滑动窗口协议
--Video
--滑动窗口协议
-3.7 回退n帧
--Video
--回退n帧
-3.8 选择性重传
--Video
--选择性重传
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-第三章:数据链路层--章节测试
-附录3:本章的无背景乐的视频
--3-4检错码
--3-6 滑窗协议
--3-7 回退n帧
--关于附录3的说明
-4.1 MAC子层概述
--Video
--MAC子层概述
-4.2 ALOHA协议
--Video
--ALOHA协议
-4.3 CSMA协议
--Video
--CSMA协议
-4.4 以太网概述
--Video
--以太网概述
-4.5 以太网帧格式
--Video
--以太帧格式
-4.6 二层交换的基本格式
--Video
-4.7 生成树协议
--Video
--生成树协议
-4.8 虚拟局域网
--Video
--虚拟局域网
-4.9 二层设备
--Video
--二层设备
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-第四章 介质访问控制子层--章节测试
-附录3:本章的无背景乐的视频
--4-9 二层设备
--关于附录3的说明
-5.1 网络层引言
--Video
--网络层引言
-5.2 IP地址
--Video
--IP地址
--子网规划实例
-5.3 子网规划
--Video
--子网规划
-5.4 IP寻址
--Video
--IP寻址
-5.5 IP分组
--Video
--IP分组
-5.6 什么是IPv6?
--Video
--什么是IPv6?
-5.7 IPv6地址
--Video
--IPv6地址
-5.8 IPv6分组
--Video
--IPv6分组
-5.9 IPv6过渡技术
--Video
--IPv6过渡技术
-5.10 路由从何而来?
--Video
--路由如何而来
-5.11 距离矢量路由选择协议
--Video
-5.12 路由信息协议RIP
--Video
--RIP
-5.13 RIP为什么衰落?
--Video
-5.14 链路状态路由选择LS
--Video
-5.15 单区域OSPF
--Video
-5.16 无类域间路由 CIDR
--Video
--CIDR
-5.17 网络地址翻译 NAT
--Video
--NAT
-5.18 互联网控制消息协议 ICMP
--Video
--ICMP
-5.19 地址解析协议 ARP
--Video
--ARP
-5.20 拥塞控制
--Video
--拥塞控制
-5.21 流量整形
--Video
--流量整形
-附录1:思考题
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-附录2:术语中英对照表
--html
-第五章 网络层--章节测试1
-第五章 网络层--章节测试2
-第五章主观测试题
-附录3:本章的无背景乐的视频
--5-2_IP地址
--5-3_子网规划
--5-4_IP寻址
--5-5_IP分组
--5-9过渡技术
--5-21流量整形
-6.1 传输层概述
--Video
--传输层概述
-6.2 用户数据报协议 UDP
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-6.3 通信模型
--Video
--通信模型
-6.4 TCP数据段
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--TCP数据段
-6.5 TCP三次握手建立连接
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-6.6 TCP连接释放
--Video
--TCP连接释放
-6.7 TCP传输策略
--Video
--TCP传输策略
-6.8 TCP拥塞控制
--Video
--TCP拥塞控制
-6.9 TCP定时器等
--Video
--TCP定时器等
-附录1:思考题
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-附录2:术语中英对照表
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-第六章 传输层--章节测试
-附录3:本章的无背景乐的视频
--6-1传输层概念
--6-2UDP
--6-3通信模型
-linux
-windows
-7.1 应用层概述
--Video
--应用层概述
-7.2 域名系统 DNS 概述
--Video
-7.3 DNS之域名解析
--Video
--域名解析
-7.4 电子邮件 e-mail
--Video
-7.5 万维网 WWW
--Video
--万维网 WWW
-7.6 其它应用
--Video
--其它应用
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-第七章 应用层--章节测试
-附录3: 本章无背景音乐的视频
--7-4_电子邮件
--7-6_其它应用