网络布线与数制转换

信号与传输介质

信号概述

什么是信号

信息

人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识

数据

用于描述事物的某些属性的具体量值

信号

信息传递的媒介

例如，描述某一件物体，它的长、宽、高、质地、颜色、气味等就是用以形容该物体的数据。通过这些数据，我们得到了关于该物体的信息。当我们需要向他人传递这些信息时，就要通过信号传输

信号在传输过程中产生的失真

噪声

信号在信道中传输时，往往会受到噪声的干扰。"噪声"的简单定义:在信号的传输、处理过程中，由于设备自身、环境干扰等原因而产生的附加信号。这些信号与输入信号无关，是有害的。

衰减

信号随着传播距离的增加，能量会逐渐减少。
模拟信号和数字信号在传播过程中都存在衰减，为了补偿衰减，在传输过程中要经常对模拟信号和数字信号进行放大处理。模拟信号的问题在于当它被放大时，伴随的累积噪声也将被放大。

信号在传输过程中，因为受到外界干扰或传输介质本身的阻抗等特性，会产生一定程度的失真。
信号失真的原因主要有以下几个。

( 1)噪声
信号在信道中传输时，往往会受到噪声的干扰。"噪声"的简单定义:在信号的传输、处理过程中，由于设备自身、环境干扰等原因而产生的附加信号。这些信号与输入信号无关，是有害的。

(2)衰减
信号随着传播距离的增加，能量会逐渐减少。
模拟信号和数字信号在传播过程中都存在衰减，为了补偿衰减，在传输过程中要经常对模拟信号和数字信号进行放大处理。模拟信号的问题在于当它被放大时，伴随的累积噪声也将被放大。

信号的分类

模拟信号

模拟信号是信号参数（幅度、频率等)大小连续变化的电磁波，可以以不同的频率在媒体上传输，是一个连续变化的物理量

数字信号

数字信号是不连续的物理量，信号参数也不连续变化。数字信号使用几个不连续的物理状态来代表数字。现在最常见的数字信号是振幅取值一般只有两种（0和 1）波形的信号，称为二进制信号。脉冲的出现表示1，不出现表示0

数字信号的优势
（1）抗干扰能力强

模拟信号在传输过程中与叠加的噪声很难分离，噪声会随着信号一起被传输、放大，严重影响通信质量。数字通信中的信息是包含在脉冲的有、无之中的，只要噪声绝对值不超过某一阈值，接收端便可判别脉冲的有无，以保证通信的可靠性。

（2）远距离传输仍能保证质量

因为数字通信采用再生中继方式，能够消除噪声，所以再生的数字信号和原来的数字信号一样，可继续传输下去，这样通信质量便不受距离的影响。因噪声而变形的数字信号仍可用 1 和 0 解释，可高质量地进行远距离通信

模拟信号和数字信号的区别：

1.模拟信号：信号连绵不断，幅度大小不固定
2.数字信号：信号是离散的，幅度大小固定不变

传输介质的连接与布线

双绞线

双绞线的连接规范

EIA/TIA 568A和568B

T568A:白绿，绿，白橙，蓝，白蓝，橙，白棕，棕

T568B：白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕

线缆的连接

标准网线

交叉网线

全反线

制作双绞线跳线

工具

总共8根双绞线。两两绞合在一起

总共有5类，超5类和6类

双绞线标准与分类

屏蔽双绞线

铜线外包裹着一层金属网膜

用于电磁环境非常复杂的工业环境中

非屏蔽双绞线

用户电磁干扰相对较弱的环境

双绞线标准

EIA/TIA-568-------------"商用建筑物电信布线标准"

Cat 5

主要用于100Base-T和10Base-T网络

Cat 5e

衰减更小，串扰更少，性能优于5类线

Cat 6

传输速率可达1Gbps

Cat 7

传输频率可达10Gbps

双绞线连通性测试

双绞线连通性常见问题

线路开路

线路错接

线缆接触不良

检测连通性

工具

简单工具

高级工具

线缆开路检测

线缆错接检测

光纤概述

光纤的特点

传输带宽高

传输距离远

抗干扰能力强

光脉冲在光纤中的传输是利用光的全反射原理

光纤的分类

光纤分为单模光纤和多模光纤

光脉冲在光缆中传输利用了光的全反射原理，这样，光线将被完全限制在光纤中，而几乎无损耗地传播

如图所示任何以大于临界值角度入射的光线，在介质边界都将按全反射的方式在介质内传播，而且不同的光线在介质内部将以不同的反射角传播，“模”即为光纤的入射角度

（1）单模光纤
单模光纤的纤芯很细，其直径只有几微米（有些已经达到纳米级）。同时单模光纤的光源要使用较贵的半导体激光器，而不能使用较便宜的发光二极管，因此单模光纤的光源质量较高，且在传输过程中损耗较小，在 10Gb/s 的高速率下可传输数十千米甚至上百千米而不必采用中继器。
（2）多模光纤
多模光纤的纤芯较粗，其直径一般在 50～100μm，制造成本较低。光源质量较差，且传输过程中的损耗比较大，因此传输距离较单模光纤近得多，一般在几百米到几千米