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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,西北工业大学软件与微电子学院,*,第四、五章,线缆测试及局域网、广域网布线,1,西北工业大学软件与微电子学院,一、线缆测试,Cable Testing,2,西北工业大学软件与微电子学院,4.1背景知识,波(wave),频率(frequency),振幅(amplitude),赫兹(hertz),脉冲(pulse),分贝(dB),3,西北工业大学软件与微电子学院,4.2信号,信号是指携带有信息的电平、光模式或者经过调制的电磁波。,信号有两种不同的类型：,模拟信号(Analog Signals)：用连续变化的电磁波来表示数据。模拟信号是一系列连续的值。,数字信号(Digital Signals)：用电压脉冲序列来表示数据。数字信号是离散的值。,4,西北工业大学软件与微电子学院,示波器,用于观察波和脉冲，通常有两个y轴的输入来对比观察；,这种使用示波起来观察电压/电流的方式叫时域分析,Y=电压或电流,X=时间,Note-,有种不同的设备叫频谱分析仪，用以建立频域分析的图像，那么它的x轴表示的是频率。,5,西北工业大学软件与微电子学院,数据传输方式,数据分类,模拟数据(Analog Data)：连续值，例如声音曲线,数字数据(Digital Data)：离散值，例如整数序列,6,西北工业大学软件与微电子学院,数据传输方式,模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示和传播。在传输一段距离之后，信号都会衰减，需要放大器来恢复。,模拟信号经放大器后，噪音分量也会增大。,数字信号经过中继器后，会克服衰减。,数字信号的发送比模拟信号便宜，抗干扰能力强，但却易衰减。,7,西北工业大学软件与微电子学院,数据传输方式,调制/解调器,(modem/demodem),电压脉冲,模拟信号,编码/解码器,(code/decode),模拟信号,数字信号,数字数据用模拟信号来传输,模拟数据用数字信号来传输,8,西北工业大学软件与微电子学院,网络信号的传输,数据从源端传到目的端然后返回到源端的时间称为往返时间（round trip time，简称RTT）。排除其它的延迟，1bit数据从一端传到另一端的时间是RTT/2。,下面是一些常用的词：,传输，propagation；衰减，attenuation；,反射，reflection；噪声，noise；,时序问题，timing problem；冲突，collisions；,扩散，Dispersion；抖动，jitter；延迟，latency。,9,西北工业大学软件与微电子学院,4.3噪音(noise),噪音类型,噪声是不希望有的额外的电、光或者电磁信号。,所有的信号都伴随有噪声，重要的是保持高的信噪比,噪音源,RFI(,radio frequency interference),无线电频率干扰.,EMI(E,lectromagnetic interference),电磁干扰.,光噪音,10,西北工业大学软件与微电子学院,噪音,常见的噪声有：串话、热噪声、交流/参考点噪声和电磁干扰。,串话,当两条线缆足够接近并且没有绞合在一起的时候，就会串话。,解决方法是严格遵守标准的终结规程，使用高质量的双绞线缆,11,西北工业大学软件与微电子学院,噪音,电磁干扰(EMI/RFI)：,EMI：electromagnetic interference,RFI：radio frequency interference,实际上缆线都有天线的作用，因此会吸收外部的电磁源产生的信号。,解决方法1：屏蔽(shielding)，在线缆的外面包上金属薄膜材料，起屏蔽作用，其缺点是成本较高。,解决方法2：抵消(cancellation)，通过同一电路中平行的具有相反电流方向产生的磁场间的相互抵消，可以减小电磁干扰的影响。通常的做法是将线缆绞合在一起。,12,西北工业大学软件与微电子学院,数字信号和电噪声,数字信号在传输过程中,由于外部电磁干扰,导致接收端接收到的信号和源信号产生差错,13,西北工业大学软件与微电子学院,4.4网络衰减,衰减（attenuation）是当电缆长度超过某个限度时，信号能量的散失。这意味着1bit的电压在传输的过程中幅度会减小。衰减会对网络造成影响，它限制了网络线缆的最大长度。,精心地选择材料和材料的几何形状（如线缆的形状和位置）可以减少衰减。但是由于电阻的存在，总会存在一定的衰减，这无法避免。,14,西北工业大学软件与微电子学院,解决衰减的方法有两种，一是选择合适的传输介质，另一个是在合适的地方接入中继器。,15,西北工业大学软件与微电子学院,衰减,由于金属介质电阻的物理特性导致点信号的衰减,16,西北工业大学软件与微电子学院,导致衰减的一些因素,铜缆的电阻将信号的部分电能转换为热能,当信号通过线缆的绝缘层漏出时会造成信号能量损失,不合格接头所造成的阻抗也会导致信号能量损失,衰减用负的分贝(dB)值来表示,17,西北工业大学软件与微电子学院,连接LAN和WAN,Cabling LANs and WANs,18,西北工业大学软件与微电子学院,LAN布线,1、LAN的物理层,2、校园网中的以太网,3、以太网介质和连接器要求,4、UTP执行规范,5、中继器、集线器、桥、交换机,6、网络应用的模式,7、点对点与客户机/服务器,19,西北工业大学软件与微电子学院,局域网的物理层,以太网是广泛使用的局域网技术。以太网最初是由一个称为DIX（Digital、Intel和 Xerox）的团体实现的。首个以太局域网规范，被用作1980年发布的电气与电子工程师协会（IEEE）802.3规范的基础。,IEEE将802.3委员会扩展为三个新的委员会，称为802.3u（快速以太网）802.3z（光纤上的吉比特以太网）和802.3ab（UTP上的吉比特以太网）。,20,西北工业大学软件与微电子学院,LAN的物理层,局域网的物理层规定了用何种方式连接网络，其中包括：令牌环、FDDI、以太网、串行线缆,物理层优缺点的判定根据：,Cable length,Cost,Ease of installation,Susceptibility to interference,21,西北工业大学软件与微电子学院,LAN的物理层,22,西北工业大学软件与微电子学院,LAN的介质与连接要求,用户的连接：,用户到分组设备：10baseT、快速以太网,分组设备到主干：快速以太网、吉比特以太网,主干到主干：快速以太网、吉比特以太网,线缆的规定和连接头：,参看教材P117页4-3表,23,西北工业大学软件与微电子学院,校园中的以太网,24,西北工业大学软件与微电子学院,附,：层次化的网络结构定义中以太网的定位,分布层,核心层,访问层,分布层,核心层,访问层,以太网、快速以太网,快速以太网,千兆以太网,快速以太网,千兆以太网,25,西北工业大学软件与微电子学院,IEEE定义的局域网标准,802.1,局域网概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量；,802.2,逻辑链路控制，高层与任何一种局域网介质访问控制层的接口；,802.3,CSMA/CD,，总线型访问控制和物理规范；（以太网）,802.4,令牌总线；,802.5,令牌环网；,802.6,城域网；,802.7,宽带技术；,802.8,光纤技术；,802.9,综合话音数据局域网；,802.10,可互操作的局域网安全机制；,802.11,无线局域网,；,26,西北工业大学软件与微电子学院,IEEE 新扩展了以太网三个规范：,802.3u (Fast Ethernet),802.3z (Gigabit Ethernet over Fiber),802.3ab (Gigabit Ethernet over UTP),27,西北工业大学软件与微电子学院,以太网介质和连接器要求,28,西北工业大学软件与微电子学院,连接典型网,100 Mbps,5类交叉线,10 Mbps,3,4,5类交叉线,100 Mbps,5类直连线,10 Mbps,3,4,5类直连线,10 Mbps,3,4,5类直连线,29,西北工业大学软件与微电子学院,无线局域网实例,Cisco Hub,Server,Cisco Switch,Internet,Cisco Access Point,Cisco Hub,Wireless LAN(WLAN)as an extension to wired LAN,Cisco Ethernet Client,30,西北工业大学软件与微电子学院,网络应用的模式,在大型机时代，终端连接到主机以利用大型机超强的处理能力。,随着PC机的诞生和计算能力的加强，有相应的操作系统的配合，点对点网络以其配置简单、管理松散而普及。,而应用的加强、安全性的提高是客户机/服务器网络模式成为主流。,31,西北工业大学软件与微电子学院,点对点网络与客户机/服务器网络,32,西北工业大学软件与微电子学院,WAN布线,1、WAN的物理层,2、WAN的串行连接,3、路由器和串行连接,4、路由器和ISDN BRI连接器,5、路由器和DSL的连接,6、路由器和CABLE 连接,7、设置控制台连接,33,西北工业大学软件与微电子学院,WAN的物理层,以下是常见的广域网接入网物理层标准：,常见的广域网骨干网物理层标准有：SDH/SONET、ATM等等,34,西北工业大学软件与微电子学院,WAN串口可以采用固化方式,2500 路由器背板一览,WAN串口可以采用固化方式,35,西北工业大学软件与微电子学院,路由器与串行连接,Data Communications Equipmen,数据通讯设备,WAN服务商方的最后通讯设备,DCE提供时钟,DTE/DCE责任分界点,Data Terminal Equipment,数据终端设备,WAN连接中用户方的最后设备,DCE,DTE,调制解调器,通道服务单元/,数据服务单元,S,S,S,S,S,S,DTE,DTE,DCE,DCE,36,西北工业大学软件与微电子学院,用ISDN连接路由器(续),!警告!,不要把非ISDN设备接入路由器的ISDN端口！,如果把非ISDN设备连入路由器ISDN端口将损坏该设备！,Cisco 路由器,ISDN BRI 端口,37,西北工业大学软件与微电子学院,xDSL Applications,xDSL,商业,LAN-to-LANHDSL,ADSL,SDSL,TelecommutingADSL,IDSL,HDSL,T1 replacementHDSL,家庭,Inet access for workADSL,IDSL,HDSL,Inet access for consumersADSL,Gaming ADSL,38,西北工业大学软件与微电子学院,路由器与有线电视的连接,Cisco uBR905线缆接入路由器有一个用于接入有线电视系统的同轴电缆接口（F接头）同轴电缆和F 接头用于连接路由器和有线电视系统。同轴电缆可以是无线级RG-59/RG-6(Radio grade),39,西北工业大学软件与微电子学院,通过console配置设备,使用反转线连接设备的console口,通过RJ-45-to-DB-9转换头连接计算机的串行口（com）,启动超级终端,使用默认配置,40,西北工业大学软件与微电子学院,广域网连接类型:物理层,专线,同步串口,Telephone,Company,电路交换,异步串口,Service,Provider,包交换,同步串口,41,西北工业大学软件与微电子学院,总结,信号：模拟信号和数据信号,线缆测试：噪音、衰减、串扰、分贝,局域网布线：局域网设备、100M规则、54321原则、对等网络与客户/服务器网络,广域网布线：广域网的物理层、路由器的连接,42,西北工业大学软件与微电子学院,
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