单元1 任务4 认识传输介质（课件）-《计算机网络应用基础》（高教版）【上好课】

计算机网络应用基础 高等教育出版社2021版 任务4 | 2课时 单元1 初识计算机网络 任务4 认识传输介质 传输介质的概念和分类；双绞线、同轴电缆、光纤及无线介质的结构与特点。 依据速度、距离和抗干扰要求选择介质；按T568B标准制作并测试直通双绞线。 形成规范施工、工具归还、质量检测和安全用网意识。 知识目标 能力目标 素养目标 01 01 01 学习目标 教学导入：校园机房怎样选择传输介质？ 真实情境 小明协助管理校园网和机房，需要认识不同传输介质，并学习制作双绞线跳线。 课堂任务 为机房内、楼宇间和移动接入三段链路选择介质，并说明依据。 第一部分 认识有线与无线传输介质 知识讲授 传输介质，又称传输媒体或传输媒介，是数据传输系统在发送器和接收器之间的物理通路，可分为有线传输介质和无线传输介质两大类。 有线传输介质又称导引型传输介质，如电磁波被导引沿着铜线或光纤等固体介质传播； 无线传输介质又称非导引型传输介质，如电磁波在自由空间中发送和接收信号。 关键词1 物理通路 关键词2 有线：导引型 关键词3 无线：非导引型 知识讲授：从物理通路认识传输介质 双绞线全称是双绞线电缆，由成对且相互绝缘的铜导线按一定密度互相缠绕在一起构成，相互缠绕的目的是减少电磁干扰。 双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两大类。屏蔽双绞线为了提高抗电磁干扰能力，在外部加上一层金属丝编织的屏蔽层。网络中常用的是4对8芯双绞线，如图所示。 知识讲授：有线传输介质 知识讲授：UTP与STP对比 非屏蔽双绞线（UTP） 没有额外金属屏蔽层； 结构相对简单； 适合电磁干扰较小的环境。 屏蔽双绞线（STP） 外部加有金属丝编织的屏蔽层； 抗电磁干扰能力更强； 施工时应注意屏蔽与接地。 辨析：双绞可以减少电磁干扰；屏蔽层进一步提高抗电磁干扰能力。 知识讲授：双绞线类别与典型应用 提示：所有类型的双绞线，其有效传输距离一般不应超过100 m。 类别 线标 带宽 典型应用 3类 Cat.3 16 MHz 模拟电话；曾用于传统以太网 4类 Cat.4 20 MHz 曾用于令牌局域网 五类 Cat.5 100 MHz 传输速率不超过 100 Mbps 的应用 5E（超五类） Cat.5e 125 MHz 传输速率不超过 1 Gbps 的应用 六类 Cat.6 250 MHz 传输速率高于 1 Gbps 的应用 七类 Cat.7 600 MHz 传输速率高于 10 Gbps 的应用 同轴电缆的内导体依次被绝缘层、屏蔽层和绝缘保护套层包裹，如图所示。 内导体 传送信号 绝缘层 隔离导体 屏蔽层 增强屏蔽 保护套 外部保护 应用 设备连接 知识讲授：有线传输介质 75 Ω：宽带同轴电缆 75 Ω电缆又称为宽带（Broad band）同轴电缆，主要用在有线电视网络中，不加中继器传输距离最长可达10 km，加中继器一般最长可达20 km。 50 Ω：基带同轴电缆 50 Ω电缆也称为基带（Base band）同轴电缆。最初就应用在计算机网络中，用于基带数字信号传输。 50 Ω电缆又分成粗细两种。粗缆直径10 mm，在速率为10 Mbps时，传输距离可达500 m；细缆直径5 mm，在速率为10 Mbps时，传输距离可达185 m。 同轴电缆与双绞线相比，抗干扰能力更强，屏蔽性能更好，常用于设备与设备之间的连接，或用于总线型网络中。 知识讲授：75Ω VS 50Ω同轴电缆 光纤的全称是光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，由内而外分别是光纤芯、包层和护套。 多数光纤在使用前会被包覆在多层保护结构中，被包覆后的缆线称为光缆，一根光缆内可包覆一根或多根光纤。 知识讲授：有线传输介质 单模光纤（SMF） 只能传输一种模式光束; 传输速率和距离更大; 价格稍高。 多模光纤（MMF） 可以传输多种模式的光信号; 传输速率相对低、距离短、成本低。 知识讲授：单模光纤与多模光纤 类别 光源 纤芯直径 包层直径 护套颜色 多模光纤 发光二极管（LED） 50~100 μm 125 μm 橙色或水绿色 单模光纤 激光二极管（LD） 8~10 μm 125 μm 黄色 适用场景 单模光纤传输带宽大、容量大、传输距离长，一般用于建筑群之间相互通信。 多模光纤一般用于在建筑内部或者地理位置相邻的环境中通信传输。 与铜介质相比的优势 ① 带宽比较宽，通信容量大，传输损耗小，传输距离长。 ② 无辐射、信号串扰小、不易被窃听。 ③ 体积小、重量轻。 ④ 材料来源丰富、成本低、适应性强、寿命长。 知识讲授：光纤的适用场景与优势 无线传输可以突破有线网的限制，利用空间电磁波实现网络通信。常用的无线传输介质有无线电波、微波、红外线。组建局域网用得比较多的是无线电波。 无线传输介质的数据传输率一般比较低，传输范围有限。例如，无线电波组成的局域网，其有效覆盖半径为90 m左右；红外线传输则距离相对更短，且受天气影响。 无线局域网的误码率比较高，且站点之间会相互干扰。另外，无线介质传输的安全性值得关注。 无线电波 局域网中使用较多 微波 利用空间电磁波传播 红外线 传输距离相对更短 知识讲授：无线传输介质 有线 VS 无线？ 机房内连接 优先考虑双绞线 距离一般不超过100 m 楼宇间链路 优先考虑光纤 带宽大、距离长、抗干扰 不便布线处 可考虑无线介质 同时关注覆盖、干扰与安全 选型依据：传输速率、传输距离、抗干扰能力、施工条件和安全要求。 • 计算机与交换机之间的数据传输速率取决于哪些因素？ • 有一台计算机与一台交换机之间的距离在2 km以上，在无中继设备的情况下，应选择哪一种传输介质？ • 无线介质为什么既方便，又需要特别关注干扰和安全？ 显示答案 参考答案： 取决于网卡、交换机端口、线缆类别与链路质量； 2 km以上应选择光纤； 无线介质易受干扰且信号在空间传播，安全性需特别关注。 课堂问答 01 读题 距离2 km以上 02 提取条件 无中继设备 03 排除 双绞线≤100 m 04 比较 光纤距离长 05 结论 选择光纤 结论：在无中继设备且距离超过2 km的条件下，双绞线不满足有效传输距离要求，应选择光纤。 下一步 例题分析：2 km链路如何选型？ 1. 双绞线从抗电磁干扰能力上分为哪两类？ 2. 通常非屏蔽双绞线（UTP）的有效传输距离是多少？ 3. 相对多模光纤，单模光纤具有什么特点？ 4. 下列属于有线传输介质的是（　）。 A. 双绞线 B. 微波 C. 红外线 D. 无线电波 显示答案 答案： 1. UTP和STP； 2. 一般不超过100 m； 3. 传输速率和距离更大、价格稍高； 4. A。 课题练习 分类 有线：双绞线、同轴、光纤 无线：无线电波、微波、红外线 关键参数 双绞线一般≤100 m 无线电波覆盖半径约90 m 选型口诀 近距离看双绞 远距离大带宽看光纤 移动接入看无线 第一部分强化记忆 第二部分 制作双绞线跳线 知识讲授 4对8芯的双绞线两端均接了RJ-45标准的接头（俗称水晶头）。接头有8根针脚，接头金属面向上，依次是第1脚到第8脚。 认识RJ-45接头 制作标准有EIA/TIA 568A（T568A）和EIA/TIA 568B（T568B）两种，最常用的是EIA/TIA 568B标准。两种标准的排线顺序区别在于将1、3线对和2、6线对进行了交换。 工程提示：通常建议使用T568B标准。 T568A与T568B制作标准 直通线缆 两端均采用相同制作标准：T568A—T568A或T568B—T568B。用于连接不同类型设备。 交叉线缆 两端采用不同制作标准：T568A—T568B。用于连接同类型设备。 双绞线的直通线与交叉线 类别 两端制作标准 使用方式 直通线缆 T568A—T568A，T568B—T568B 连接不同类型设备，如台式计算机—交换机 交叉线缆 T568A—T568B 连接同类型设备，如台式计算机—台式计算机，交换机—交换机 有一对制作好的双绞线跳线，其中白棕线（编号7）不通，这根线能用在局域网中吗？说明理由。 • 先判断是否满足8芯连通的质量要求。 • 再分析线序或压接故障。 • 最后给出是否返工的结论。 显示答案 参考答案：不能作为合格跳线投入使用。第7芯不通说明线缆未达到8芯连通要求，应检查线序、插入深度和压接情况，重新制作并复测。 课堂问答：第7芯不通能否使用？ 直通线灯序 主端：1—2—3—4—5—6—7—8 从端：1—2—3—4—5—6—7—8 交叉线灯序 主端：1—2—3—4—5—6—7—8 从端：3—6—1—4—5—2—7—8 01 读灯序 记录主从端 02 比对 是否一致 03 定位 1、3与2、6 04 判断 直通或交叉 05 结论 写明线型 下一步 例题分析：从测试灯序判断线型 1. RJ-45接头共有多少根针脚？ 2. 写出T568B标准的8芯线序。 3. 两端都采用T568B标准制作的是直通线还是交叉线？ 4. 将制作步骤排序：测试、插线、剥线、压线、理线。 显示答案 答案： 1. 8根； 2. 白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕； 3. 直通线；4. 剥线→理线→插线→压线→测试。 课题练习 课堂小结 传输介质决定数据怎样传，网络接口决定设备怎样接，网络设备决定数据怎样转。 知识主线：传输介质 → 网络接口 → 网络设备 → 网络连接与转发 传输介质 双绞线：成本低，适合局域网； 同轴电缆：抗干扰较强； 光纤：带宽高、距离远、抗干扰最强。 选择原则：按场景选合适介质。 网络接口 RJ-45：常用于双绞线接入； 光纤接口：如 SC、LC、ST、FC； USB 网卡：便于扩展连接。 接口作用：让设备与介质正确匹配。 网络设备 网卡：负责主机接入网络； 集线器：物理层广播转发； 交换机：按 MAC 地址转发； 路由器：连接不同网络并选路。 一句话总结：不同介质决定“怎么传”，接口决定“怎么接”，设备决定“怎么转”。 基础 完成任务4同步练习，订正课堂错题。 实操 按T568B标准制作一根超五类直通双绞线，提交成品与测试结果。 拓展 比较RJ-45与RJ-11；观察电话双绞线和大对数线缆。 课后任务 谢谢观看 THANKS $