通讯与计算机网络
第二章
数据通信技术
教学目的：
? 在构造计算机网络时, 我们首先遇到的
问题就是, 血液, 怎样在, 血管, 中传
输,即如何实现数据通信 。
? 数据通信正是为了适应计算机之间信息
传输需要而产生的一种新的通信方式,
是计算机网络中各计算机间信息传输的
基础 。
教学要求：
? 了解与计算机网络相关的的基本通信概
念和技术,
? 掌握支持计算机网络运行的关键基础设
施之一 —— 传输介质 。
? 掌握利用各种不同类型的传输介质组网
学习方法：
? 在学习 本章时, 要熟练掌握支持计算机网络运
行的关键基础设施之一 —— 传输介质, 掌握传
输介质的种类及产品 。
? 在学习的过程中, 要带着在何种环境下选用何
种传输介质的思考来学习和掌握传输介质的种
类, 产品及使用环境与方法, 掌握如何利用各
种传输介质去组网 。
? 对于传输技术及交换技术, 只要求了解为何会
有这些传输技术和交换技术产生, 以及它们的
基本概念和机制 。
传输介质
? 数据传输介质是数据传输的物质基础,
它是两节点间传输数据的, 道路, 。
? 如声音要通过空气传输, 电信号要通过
导线传输, 光要通过透明物质包括气体,
液体或固体来传输 。
传输介质分类
? 传输介质的种类很多, 性能也很复杂,
习惯上可分为有线介质和无线介质两大
类：
? 有线传输介质 —— 双绞线、同轴电缆、
光纤。
? 无线传输介质 —— 微波、卫星、短波。
传输介质的特性
? 数据信号在信道上传输时, 要求能迅速
而不失真地从源端传输到宿端, 传输距
离尽可能远, 传输介质的特性对数据传
输的质量有决定性的影响 。
? 通常人们将其特性分为物理特性, 传输
特性, 抗干扰特性, 地理范围和相对价
格等特性 。
传输介质的特性
? 物理特性：包括介质的物质构成、几何
尺寸、机械性能、温度性能、化学性能
和物理性质等。
? 传输特性：包括衰减特性、频率特性和
适用范围等。
传输特性：
? 衰减：信号在介质中传输时，都会产生一定程
度的衰减，对于有线传输介质电缆而言，其衰
减量与电缆的种类、长度及信号的频率有关。
衰减量用分贝（ dB） 表示，衰减量与电缆的长
度成正比，与电缆的线径成反比
? 频率特性：有的介质适合于模拟信号传输，有
的适合于数字信号传输；
? 传输容量：有的则容量小，这一切特性就是传
输特性。
传输介质的特性
? 抗干扰性及干扰性：抗干扰性是指介质内传输
的信号对外界干扰的抵抗能力，干扰性是指介
质内传输的信号对外界的影响。
? 地理范围：根据前三种特性，保证信号在失真
允许范围内，所能达到的最大距离。
? 价格：取决于传输介质的性能和制造成本。传
输介质是网络的基础，是网络的重要资源和重
要组成部分。它的性能和价格，对整个网络的
性能 /价格比有着巨大的影响，应慎重选择。
双绞线
? 双绞线的基本组成是：由两根 22~26号的绝缘
芯线按一定密度（绞距）的螺旋结构相互绞绕
组成，每根绝缘芯线由各种颜色塑料绝缘层的
多芯或单芯金属导线（通常为铜导线）构成。
? 将两根绝缘的金属导线按一定密度相互绞绕在
一起，可降低信号的相互干扰程度，每一根导
线在传输过程中辐射的电波会被另一根导线在
传输过程中辐射的电波抵消。
屏蔽双绞线电缆
? 将一对或多对双绞线安置在一个封套内，
便形成了屏蔽双绞线电缆。
? 由于屏蔽双绞线电缆外加金属屏蔽层，
其消除外界干扰的能力更强，故相对于
非屏蔽双绞线电缆，其传输率和传输距
离更高更长。
双绞线的特点
? 双绞线具有抗干扰能力强，本身噪声小
的特点。
? 价格较为低廉。
? 与其它传输介质比，双绞线在传输距离、
信道带宽和传输速率等性能方面均受到
一定限制。
双绞线的分类
? 双绞线可分为屏蔽双绞线（ STP：
Sheilded Twisted Pair） 和非屏蔽双绞线
（ UTP,Unsheilded Twisted Pair） 两大类
? 在两大类中，又分为 100?屏蔽电缆、双
体电缆、大对数电缆,150?屏蔽电缆。
? 具体型号与分类见教材图 2-1。
同轴电缆
? 同轴电缆的基本结构为，其轴心是一根
铜导线，它由厚度均匀的单芯导线或多
芯导线组成；轴心被绝缘层环形包裹，
绝缘层又被外层导体环形包裹；外导体
通常为网状的导体或导电铝箔组成；最
外层用坚韧的绝缘塑料包封。
同轴电缆的特点
? 同轴电缆的单频率特性比双绞线好，能够进行较高速
率的传输。
? 它的屏蔽性能好，搞干扰能力强。
? 同等条件下与双绞线相比，同轴电缆对高频信号的衰
减较小、对外幅射小、更利于高频信号的传输。
? 同轴电缆可通过频分多路复用而传输多路模拟信号
? 同双绞线相比，同轴电缆的高频衰减较小，高频幅射
也相对弱，故更利于频带很宽的数字信号的传输。
同轴电缆的规格型号
? 同轴电缆可分为两种基本类型，基带同
轴电缆和宽带同轴电缆。
? 基带同轴电缆，其屏蔽线是用铜做成的
网，特性阻抗为 50Ω（ 如 RG-8,RG-58
等）；
? 宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常
是用铝冲压成的，特性阻抗为 75Ω（ 如
RG-59等）。
粗缆
? 粗缆适用于比较大型的局部网络，它的
标准距离长，可靠性高。
? 安装时不需要切断电缆，因此可以根据
需要灵活调整计算机的入网集团。
? 粗缆网络必须安装收发器和收发电缆，
安装难度大，所以总体造价高。
细缆
? 细缆安装比输送简单，造价低，
? 安装过程要切断电缆，两头须装上基本
网络连接头（ BNC）,然后接到 T型连接
器两端，
? 当接头多时容易产生接触不良的隐患，
这是目前运行中的以太网的最常见故障
之一。
同轴电缆的使用注意事项：
? 为了保持同轴电缆的正确电气特性，电
缆屏蔽层必须接地，同时两头要有终端
器来削弱信号反射作用。
? 无论是粗缆还是细缆均为总线拓扑结构，
即一根缆上接多台计算机，这种拓朴适
用于计算机密集的环境。
同轴电缆的组网连接
由同轴电缆组成的网络一般可分为三级：
? 主干网。主干线路在直径和衰减方面与其他线
路不同，主干线路通常由有防护层的电缆构成。
? 次主干网。次主干电缆的直径比主干电缆小。
当在不同建筑物的层次上使用次主干电缆时，
需采用高增益的分布式放大器，并要考虑电缆
与用户出口的接口。
? 其他网段 。
接口的安装方法
? a.细缆 将细缆切断, 两头装上 BNC头,
然后接到 T型连接器两端 。
? b.粗缆 粗缆一般采用一种类似夹板的 Tap
装置进行安装, 它利用 Tap上的引导针穿
透电缆的绝缘层, 直接与导体相连 。 电
缆的两个端头设有终端器, 以削弱信号
的反射作用 。
同轴电缆的通信网络构造方式
? 在计算机通信、网络布线系统中，对同
轴电缆的粗缆和细缆有三种不同的网络
构造方式，即细缆结构、粗缆结构和粗 /
细缆混合结构。
细缆连接配置
? 细缆 （ RG-58A/U）, 直径为 5mm,特性阻抗
为 50Ω的细同轴电缆
? BNC-T型连接器：细缆 Ethernet上的每个结点
通过 T型连接器与网络进行连接, 它水平方向
的两个插头用于连接两段细缆, 与之垂直的插
口与网络接口适配器上的 BNC连接器相连
? BNC连接器插头, 安装在细缆段的两端
? BNC桶型连接器, 用于连接两段细缆
细缆连接配置
? BNC终端匹配器,BNC50Ω的终端匹配器安装
在干线段的两端匹配器必须有一个接地
? 网络中每个结点需要一块提供 BNC接口的以太
网卡，便携式适配器或 PCMIA卡
? 对于使用细缆的以太网，每个干线段的长度不
能超过 185m,可以用中继器连接两个干线段，
以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可
以使用四个中继器，连接五个干线段电缆。
粗缆连接配置
? 用于连接粗缆以太网的电缆系统包括：
? 粗缆 （ RG-11A/U）, 直径为 10mm,特性阻抗
为 50Ω的粗同轴电隔 2.5m有一个标记 。
? N-系列连接器插头：安装在粗缆段的两端 。
? N-系列桶型连接器：用于连接两段粗缆 。
? N-系列终端匹配器安装在干线段电绪的两端,
用于防止电子信号的反射 。 干线电缆段两端的
终匹配器必须有一个接地 。
粗缆连接配置
? 网络中每个结点需要一块提供 AUI（ 用于连接
结点和外部收发器，通常称为 AUI） 接口的以
太网卡、便携式适配器或 PCMIA卡。
? 每个结点通过安装在干线电缆上的外部收发器
（ Transceiver） 与网络进行连接。可选择任何
一种标准的以术网（ IEEE802.3） 类型的外部
收发器。对于使用粗缆的以太网，每个干线段
的长度不超过 500m,可以用中继器连接两个干
线段，以扩充主干电缆的长度。每个以太网中
最多可以使用四个中继器，连接五段干线段电
缆。
粗 /细缆混合结构配置
建立一个粗 /细混合缆以太网时, 除需要使
用粗缆以太网和细缆以太网的硬件外,
还必须提供粗缆与细缆之间的连接硬件 。
连接硬件包括：
? N-系列插头至 BNC插口连接器；
? N-系列插口至 BNC插口连接器 。
光缆
? 光缆通常由缆芯, 护套和加强构件组成 。
? 加强构件通常用钢丝或非金属纤维组成, 分布
在光缆的中心或四周, 用作承受光缆铺设安装
时所承受的外力等 。
? 护层一般可分为内护层和外护层, 内护层由聚
乙稀或聚氯乙稀等组成, 外护层可根据敷设安
装条件而定, 通常要求用由铝带和聚乙稀组成
的外护套加钢丝包装等 。
? 由多根光纤及相应的护套, 加强构件组成多芯 。
光纤通信系统的特点：
? 光缆是数据传输中最有效的一种传输介
质 。
? 光纤通信系统具有：传输频带宽, 通信
容量大, 线路损耗低, 传输距离远, 抗
干扰能力强, 重量轻, 抗化学腐蚀能力
强等优点 。
光纤的分类
? 按照传输的总模数分, 光纤通常可分为 多模光纤 和 单
模光纤 。
? 模式：同频率同波长而不同模式的光沿光纤方向的传
输速度不同, 从光纤一端同时发送的同频同波长的光
信号, 其不同模式到达光纤另一端的时间各不相同 。
? 光纤的模式与光纤的直径, 折射率, 光的波长等参数
有关 。 光纤直径越小, 其能传输光的模式越少, 当直
径小于一定临界值时, 光纤内只能传输一种模式的光 。
若光纤中同一波长同一频率光的电磁场传输模式多则
称为多模光纤, 若光纤中同一波长同一频率的光的电
磁场传输模式仅有一种则称为单模光纤 。
光纤通信系统
? 光纤通信系统是以光波为载体、光导体纤维为
传输媒体的通信方式，起主导作用的是光源、
光发送机和光接收机。
? 光源是光波产生的根源。
? 光纤是传输光波的光导体。
? 光发送机的功能是产生光束，将电信号转变为
光信号，再把光信号导入光纤。
? 光接机的功能负责接收从光纤上传输的光信号，
并将它转变成为电信号，经解码后再作相应处
理。
第二章
数据通信技术
教学目的：
? 在构造计算机网络时, 我们首先遇到的
问题就是, 血液, 怎样在, 血管, 中传
输,即如何实现数据通信 。
? 数据通信正是为了适应计算机之间信息
传输需要而产生的一种新的通信方式,
是计算机网络中各计算机间信息传输的
基础 。
教学要求：
? 了解与计算机网络相关的的基本通信概
念和技术,
? 掌握支持计算机网络运行的关键基础设
施之一 —— 传输介质 。
? 掌握利用各种不同类型的传输介质组网
学习方法：
? 在学习 本章时, 要熟练掌握支持计算机网络运
行的关键基础设施之一 —— 传输介质, 掌握传
输介质的种类及产品 。
? 在学习的过程中, 要带着在何种环境下选用何
种传输介质的思考来学习和掌握传输介质的种
类, 产品及使用环境与方法, 掌握如何利用各
种传输介质去组网 。
? 对于传输技术及交换技术, 只要求了解为何会
有这些传输技术和交换技术产生, 以及它们的
基本概念和机制 。
传输介质
? 数据传输介质是数据传输的物质基础,
它是两节点间传输数据的, 道路, 。
? 如声音要通过空气传输, 电信号要通过
导线传输, 光要通过透明物质包括气体,
液体或固体来传输 。
传输介质分类
? 传输介质的种类很多, 性能也很复杂,
习惯上可分为有线介质和无线介质两大
类：
? 有线传输介质 —— 双绞线、同轴电缆、
光纤。
? 无线传输介质 —— 微波、卫星、短波。
传输介质的特性
? 数据信号在信道上传输时, 要求能迅速
而不失真地从源端传输到宿端, 传输距
离尽可能远, 传输介质的特性对数据传
输的质量有决定性的影响 。
? 通常人们将其特性分为物理特性, 传输
特性, 抗干扰特性, 地理范围和相对价
格等特性 。
传输介质的特性
? 物理特性：包括介质的物质构成、几何
尺寸、机械性能、温度性能、化学性能
和物理性质等。
? 传输特性：包括衰减特性、频率特性和
适用范围等。
传输特性：
? 衰减：信号在介质中传输时，都会产生一定程
度的衰减，对于有线传输介质电缆而言，其衰
减量与电缆的种类、长度及信号的频率有关。
衰减量用分贝（ dB） 表示，衰减量与电缆的长
度成正比，与电缆的线径成反比
? 频率特性：有的介质适合于模拟信号传输，有
的适合于数字信号传输；
? 传输容量：有的则容量小，这一切特性就是传
输特性。
传输介质的特性
? 抗干扰性及干扰性：抗干扰性是指介质内传输
的信号对外界干扰的抵抗能力，干扰性是指介
质内传输的信号对外界的影响。
? 地理范围：根据前三种特性，保证信号在失真
允许范围内，所能达到的最大距离。
? 价格：取决于传输介质的性能和制造成本。传
输介质是网络的基础，是网络的重要资源和重
要组成部分。它的性能和价格，对整个网络的
性能 /价格比有着巨大的影响，应慎重选择。
双绞线
? 双绞线的基本组成是：由两根 22~26号的绝缘
芯线按一定密度（绞距）的螺旋结构相互绞绕
组成，每根绝缘芯线由各种颜色塑料绝缘层的
多芯或单芯金属导线（通常为铜导线）构成。
? 将两根绝缘的金属导线按一定密度相互绞绕在
一起，可降低信号的相互干扰程度，每一根导
线在传输过程中辐射的电波会被另一根导线在
传输过程中辐射的电波抵消。
屏蔽双绞线电缆
? 将一对或多对双绞线安置在一个封套内，
便形成了屏蔽双绞线电缆。
? 由于屏蔽双绞线电缆外加金属屏蔽层，
其消除外界干扰的能力更强，故相对于
非屏蔽双绞线电缆，其传输率和传输距
离更高更长。
双绞线的特点
? 双绞线具有抗干扰能力强，本身噪声小
的特点。
? 价格较为低廉。
? 与其它传输介质比，双绞线在传输距离、
信道带宽和传输速率等性能方面均受到
一定限制。
双绞线的分类
? 双绞线可分为屏蔽双绞线（ STP：
Sheilded Twisted Pair） 和非屏蔽双绞线
（ UTP,Unsheilded Twisted Pair） 两大类
? 在两大类中，又分为 100?屏蔽电缆、双
体电缆、大对数电缆,150?屏蔽电缆。
? 具体型号与分类见教材图 2-1。
同轴电缆
? 同轴电缆的基本结构为，其轴心是一根
铜导线，它由厚度均匀的单芯导线或多
芯导线组成；轴心被绝缘层环形包裹，
绝缘层又被外层导体环形包裹；外导体
通常为网状的导体或导电铝箔组成；最
外层用坚韧的绝缘塑料包封。
同轴电缆的特点
? 同轴电缆的单频率特性比双绞线好，能够进行较高速
率的传输。
? 它的屏蔽性能好，搞干扰能力强。
? 同等条件下与双绞线相比，同轴电缆对高频信号的衰
减较小、对外幅射小、更利于高频信号的传输。
? 同轴电缆可通过频分多路复用而传输多路模拟信号
? 同双绞线相比，同轴电缆的高频衰减较小，高频幅射
也相对弱，故更利于频带很宽的数字信号的传输。
同轴电缆的规格型号
? 同轴电缆可分为两种基本类型，基带同
轴电缆和宽带同轴电缆。
? 基带同轴电缆，其屏蔽线是用铜做成的
网，特性阻抗为 50Ω（ 如 RG-8,RG-58
等）；
? 宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常
是用铝冲压成的，特性阻抗为 75Ω（ 如
RG-59等）。
粗缆
? 粗缆适用于比较大型的局部网络，它的
标准距离长，可靠性高。
? 安装时不需要切断电缆，因此可以根据
需要灵活调整计算机的入网集团。
? 粗缆网络必须安装收发器和收发电缆，
安装难度大，所以总体造价高。
细缆
? 细缆安装比输送简单，造价低，
? 安装过程要切断电缆，两头须装上基本
网络连接头（ BNC）,然后接到 T型连接
器两端，
? 当接头多时容易产生接触不良的隐患，
这是目前运行中的以太网的最常见故障
之一。
同轴电缆的使用注意事项：
? 为了保持同轴电缆的正确电气特性，电
缆屏蔽层必须接地，同时两头要有终端
器来削弱信号反射作用。
? 无论是粗缆还是细缆均为总线拓扑结构，
即一根缆上接多台计算机，这种拓朴适
用于计算机密集的环境。
同轴电缆的组网连接
由同轴电缆组成的网络一般可分为三级：
? 主干网。主干线路在直径和衰减方面与其他线
路不同，主干线路通常由有防护层的电缆构成。
? 次主干网。次主干电缆的直径比主干电缆小。
当在不同建筑物的层次上使用次主干电缆时，
需采用高增益的分布式放大器，并要考虑电缆
与用户出口的接口。
? 其他网段 。
接口的安装方法
? a.细缆 将细缆切断, 两头装上 BNC头,
然后接到 T型连接器两端 。
? b.粗缆 粗缆一般采用一种类似夹板的 Tap
装置进行安装, 它利用 Tap上的引导针穿
透电缆的绝缘层, 直接与导体相连 。 电
缆的两个端头设有终端器, 以削弱信号
的反射作用 。
同轴电缆的通信网络构造方式
? 在计算机通信、网络布线系统中，对同
轴电缆的粗缆和细缆有三种不同的网络
构造方式，即细缆结构、粗缆结构和粗 /
细缆混合结构。
细缆连接配置
? 细缆 （ RG-58A/U）, 直径为 5mm,特性阻抗
为 50Ω的细同轴电缆
? BNC-T型连接器：细缆 Ethernet上的每个结点
通过 T型连接器与网络进行连接, 它水平方向
的两个插头用于连接两段细缆, 与之垂直的插
口与网络接口适配器上的 BNC连接器相连
? BNC连接器插头, 安装在细缆段的两端
? BNC桶型连接器, 用于连接两段细缆
细缆连接配置
? BNC终端匹配器,BNC50Ω的终端匹配器安装
在干线段的两端匹配器必须有一个接地
? 网络中每个结点需要一块提供 BNC接口的以太
网卡，便携式适配器或 PCMIA卡
? 对于使用细缆的以太网，每个干线段的长度不
能超过 185m,可以用中继器连接两个干线段，
以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可
以使用四个中继器，连接五个干线段电缆。
粗缆连接配置
? 用于连接粗缆以太网的电缆系统包括：
? 粗缆 （ RG-11A/U）, 直径为 10mm,特性阻抗
为 50Ω的粗同轴电隔 2.5m有一个标记 。
? N-系列连接器插头：安装在粗缆段的两端 。
? N-系列桶型连接器：用于连接两段粗缆 。
? N-系列终端匹配器安装在干线段电绪的两端,
用于防止电子信号的反射 。 干线电缆段两端的
终匹配器必须有一个接地 。
粗缆连接配置
? 网络中每个结点需要一块提供 AUI（ 用于连接
结点和外部收发器，通常称为 AUI） 接口的以
太网卡、便携式适配器或 PCMIA卡。
? 每个结点通过安装在干线电缆上的外部收发器
（ Transceiver） 与网络进行连接。可选择任何
一种标准的以术网（ IEEE802.3） 类型的外部
收发器。对于使用粗缆的以太网，每个干线段
的长度不超过 500m,可以用中继器连接两个干
线段，以扩充主干电缆的长度。每个以太网中
最多可以使用四个中继器，连接五段干线段电
缆。
粗 /细缆混合结构配置
建立一个粗 /细混合缆以太网时, 除需要使
用粗缆以太网和细缆以太网的硬件外,
还必须提供粗缆与细缆之间的连接硬件 。
连接硬件包括：
? N-系列插头至 BNC插口连接器；
? N-系列插口至 BNC插口连接器 。
光缆
? 光缆通常由缆芯, 护套和加强构件组成 。
? 加强构件通常用钢丝或非金属纤维组成, 分布
在光缆的中心或四周, 用作承受光缆铺设安装
时所承受的外力等 。
? 护层一般可分为内护层和外护层, 内护层由聚
乙稀或聚氯乙稀等组成, 外护层可根据敷设安
装条件而定, 通常要求用由铝带和聚乙稀组成
的外护套加钢丝包装等 。
? 由多根光纤及相应的护套, 加强构件组成多芯 。
光纤通信系统的特点：
? 光缆是数据传输中最有效的一种传输介
质 。
? 光纤通信系统具有：传输频带宽, 通信
容量大, 线路损耗低, 传输距离远, 抗
干扰能力强, 重量轻, 抗化学腐蚀能力
强等优点 。
光纤的分类
? 按照传输的总模数分, 光纤通常可分为 多模光纤 和 单
模光纤 。
? 模式：同频率同波长而不同模式的光沿光纤方向的传
输速度不同, 从光纤一端同时发送的同频同波长的光
信号, 其不同模式到达光纤另一端的时间各不相同 。
? 光纤的模式与光纤的直径, 折射率, 光的波长等参数
有关 。 光纤直径越小, 其能传输光的模式越少, 当直
径小于一定临界值时, 光纤内只能传输一种模式的光 。
若光纤中同一波长同一频率光的电磁场传输模式多则
称为多模光纤, 若光纤中同一波长同一频率的光的电
磁场传输模式仅有一种则称为单模光纤 。
光纤通信系统
? 光纤通信系统是以光波为载体、光导体纤维为
传输媒体的通信方式，起主导作用的是光源、
光发送机和光接收机。
? 光源是光波产生的根源。
? 光纤是传输光波的光导体。
? 光发送机的功能是产生光束，将电信号转变为
光信号，再把光信号导入光纤。
? 光接机的功能负责接收从光纤上传输的光信号，
并将它转变成为电信号，经解码后再作相应处
理。
