光纤通信的优点是频带宽、传输容量大、重量轻、尺寸小、保密性强、原料丰富、生产成本低、抗电磁干扰性强、误码率低。
光纤分为多模和单模两种。
2.2.2 无线介质
无线介质是指信号通过空气传输，即信号不会被限制在一个物理导体内。
1.无线电波
大气中的电离层是具有离子和自由电子的导电层，无线通信是利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面多次反射而到达接收端的一种远距离通信方式。
无线电波被广泛应用于通信的原因是它传播的距离可以很远，很容易穿过建筑物；而且，无线电波是全方向传播的，因此无线电波的发射和接收装置不必要求精确对准。
无线电波的传播特性与频率有关。在低频上，无线电波能轻易地绕过一般障碍物，但其能量随着传播距离的增大而急剧衰减。在高频上，无线电波趋于直线传播并易受障碍物的阻挡，会被雨水吸收。
无线电波的缺陷是，所有频率都很容易受到其他电子设备的各种电磁干扰。
2.微波通信
微波数据通信系统有两种形式：地面系统和卫星系统。
（1）地面系统
由于微波是在空间直线传播的，如果在地面传播，因为地球表面是一个曲面，其传播距离受到限制，所以采用微波传输的站必须安装在视线内，传输的频率为4GHz～6GHz和21GHz～23GHz，传输距离一般只有50km左右。为了实现远距离通信，必须在一条无线通信信道的两个终端之间增加若干个中继站，通过中继站把前一站送来的信息经过放大后送到下一站。
（2）卫星系统
另一种微波通信采用的是卫星微波，卫星在发送站和接收站之间反射信号，传输的频率为11GHz～14GHz。
3.激光通信和红外线通信
激光通信优点是带宽更高、方向性好、保密性能好等，激光通信多用于短距离的传输。
激光通信的缺点是其传输效率受天气影响较大。
红外线通信不受电磁干扰和射频干扰的影响。红外无线传输建立在红外线光的基础上，采用光发射二极管、激光二极管或光电二极管来进行站点与站点之间的数据交换。
2.3 网络部件和设备
2.3.1 网络传输介质连接器
连接器的作用是把传输介质和网络设备连接起来。常用的网络传输介质连接器包括屏蔽或非屏蔽双绞线连接器和光纤连接器。
1.屏蔽或非屏蔽双绞线连接器RJ‐45
RJ‐45非屏蔽双绞线连接器有8根针脚，在10Base‐T标准中，使用4根针脚，即第1对双绞线使用第1针和第2针，第2对双绞线使用第3针和第6针（第3对和第4对作备用）。
2.光纤连接器
2.3.2 网络设备
1.集线器
集线器（Hub）是一种特殊的中继器，作为网络传输介质间的中间结点，它克服了介质单一通道的缺陷。常用集线器可分为无源（Passive）集线器、有源（Active）集线器和智能（Intelligent）集线器。
2.交换机
交换机在网络中的作用和地位很重要。它在电话网络中，用来传递语音；在局域网络中被广泛用来连接不同部门网络或若干台计算机。
交换机的多个端口可以连接多个相同类型的子网，也可以连接若干计算机；可以在多对端口之间同时实现数据的高速转发。目前，交换机已经成为网络互联的最佳设备，应用十分广泛。
3.路由器
路由器是连接不同网络的核心设备，是工作在OSI参考模型网络层的数据分组（包）转发设备。路由器通过转发数据包实现网络互联，它通常连接两个或多个子网或点到点的逻辑端口，至少拥有1个物理端口。
路由器的主要工作是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据包有效地传送到目的站点，因此选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据的路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、路由器个数和下一个路由器名字等内容。路由表可以由系统管理员设置成固定的配置，也可以由系统动态修改。
路由器根据收到数据包中的网络地址和路由器路由表决定输出端口以及下一跳（转发给下一个路由器）地址。路由器通常采用动态维护路由表来反映当前的网络拓扑。路由器通过与网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表内容。
2.3.3 网卡
网卡又被称为网络接口卡（Network Interface Card，NIC），被插在计算机主板扩展槽中，通过收发器电缆连接到收发器上。在局域网中，网卡的任务之一是将工作站数据送入网络，或从网络接收其他设备发送过来的数据，并将它送给工作站。
2.3.4 调制解调器
调制解调器是一种计算机硬件，即通常所说的“猫”，它把计算机数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号，这些脉冲信号又被线路另一端的另一个调制解调器接收，并翻译成计算机可识别的数字信号。这一简单过程完成了两台计算机间的通信。
【本章小结】
本章重点讲解了数据通信技术、网络传输介质、网络配件和设备、交换技术以及多路复用技术等内容。目的是让读者了解网络技术和设备等基本内容，为后续课程奠定基础。
【本章难点】
（1）相位调制技术与速度的关系。
（2）各种设备的不同功能。
（3）传输介质的特性。
习题2
一、选择题
1.信道容量表示一个（ ）的最大数据传输速率，单位为b／s（bps）。
A.接口
B.信道
C.服务
D.网络
2.多路复用技术是有效提高通信线路利用率的手段和方法，能够利用一个通信信道传输（ ）信号。
A.多路
B.无路
C.一路
D.网络
3.可以传输模拟信号的传输介质是（ ）。
A.同轴和光纤
B.双绞线
C.微波和光纤
D.以上都不是
4.在常用的传输介质中，（ ）的带宽最宽，信号传输衰减最小，抗干扰能力最强。
A.双绞线
B.同轴电缆
C.光纤
D.微波
5.误码率是二进制数据位传输时出错的（①），是衡量数据通信系统在正常工作情况下传输（②）的指标。
①A.比率 B.概率 C.字节数 D.位数
②A.速度 B.质量 C.带宽 D.延迟
6.常用的数据传输速率单位有kbps、Mbps、Gbps、与Tbps。1Mbps等于（ ）。
A.1×1013bps
B.1×1016bps
C.1×1012bps
D.1×1024kbps
7.香农定理描述了信道带宽与哪些参数之间的关系？
Ⅰ-最大传输速率，Ⅱ-信号功率，Ⅲ-功率噪声（ ）。
A. Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ
B.仅Ⅰ和Ⅱ
C.仅Ⅰ和Ⅲ
D.仅Ⅱ和Ⅲ
二、简答题
1.从传输介质的性能和价格考虑，在室内采用什么传输介质比较好？简单阐述理由。
2.阐述频率调制的基本原理是什么？
3.计算机中的数据是什么类型的？
4.ADSL宽带中，为什么在计算机前端使用Modem？
5.使用同步技术的目的是什么？
实验一 学习双绞线制作方法
【实验目的】
（1）学习双绞线接头的制作方法。
（2）学习利用双绞线连接交换机和计算机的方法。
【实验内容】
（1）制作双绞线接头（RJ‐45）。
（2）连接交换机和计算机。
（3）测试网络的连通性。
【课时】2
【实验要求】
（1）掌握RJ‐45水晶头的制作方法。
（2）掌握设备的连接和测试网络连通性的方法。
【实验环境】
（1）两台计算机，一台交换机。
（2）双绞线和水晶头。
（3）剥线钳和压线钳。
【实验步骤】
1.制作双绞线的水晶接头
（1）网线的标准和连接方法
①双绞线做法有两种国际标准：EIA／TIA568A和EIA／TIA568B。
②双绞线的连接方法主要有两种：直通线缆和交叉线缆。
③直通线缆的水镜头两端都遵循568A或568B标准，双绞线的每组线在两端是一一对应的，颜色相同的在两端水晶头的相应槽中保持一致。它主要用在交换机（或集线器）Uplink 口连接交换机（或集线器）普通端口或交换机普通端口连接计算机网卡上。
④交叉线缆的水晶头一端遵循568A标准，而另一端则采用568B标准，即A水晶头的1、2对应B水晶头的3、6，而A水晶头的3、6对应B水晶头的1、2，它主要用在交换机（或集线器）普通端口连接到交换机（或集线器）普通端口或网卡连接到网卡上。
T568A标准描述的线序从左到右依次为：
1白绿、2绿、3白橙、4蓝、5白蓝、6橙、7白棕、8棕。
T568B标准描述的线序从左到右依次为：
1白橙、2橙、3白绿、4蓝、5白蓝、6绿、7白棕、8棕。
在网络施工中，建议使用T568B标准。对于一般的布线系统工程，T568A也同样适用。
（2）制作
①剪断。利用压线钳的剪线刀口剪取适当长度的网线。
②剥皮。用压线钳的剪线刀口将线头剪齐，再将线头放入剥线刀口，让线头触及挡板，稍微握紧压线钳慢慢旋转，让刀口划开双绞线的保护胶皮，剥下胶皮。
【提示】
网线钳挡位离剥线刀口长度通常恰好为水晶头长度，这样可以有效避免剥线过长或过短。剥线过长一则不美观，另一方面因网线不能被水晶头卡住，容易松动；剥线过短，则会因包皮太厚，不能完全插到水晶头底部，造成水晶头插针不能与网线芯线完好接触。
③排序。剥除外包皮后可见到双绞线网线的4对8条芯线，可以看到每对的颜色都不同。每对缠绕的两根芯线是由一种染有相应颜色的芯线加上一条只染有少许相应颜色的白色相间芯线组成。四条全色芯线的颜色为：棕色、橙色、绿色、蓝色。
每对线相互缠绕在一起，制作网线时必须将4个线对的8条细导线一一拆开、理顺、捋直，然后按照规定的线序排列整齐。
排列水晶头8根针脚：
将水晶头有塑料弹簧片的一面向下，有针脚的一方向上，使有针脚的一端指向远离自己的方向，有方型孔的一端对着自己，此时，最左边的是第1脚，最右边的是第8脚，其余依次顺序排列。
⑤插入。一手用拇指和中指捏住水晶头，使有塑料弹片的一侧向下，针脚一方朝向远离自己的方向，并用食指抵住；另一手捏住双绞线外面的胶皮，缓缓用力将8条导线同时插入到水晶头内的8个线槽，一直插到线槽的顶端。
⑥压制。确认所有线都到位，并透过水晶头检查一遍线序无误后，可以用压线钳压制RJ‐45头，将水晶头从无牙的一侧推入压线钳夹槽后，用力握紧线钳即可。
2.连接设备
这个步骤的主要工作是将交换机和计算机连接起来。
（1）将做好的双绞线一端的RJ‐45接头插在交换机的一个端口里；另一端接头插在计算机的网卡上。
（2）注意：在交换机的接口中有特殊端口，不能用于普通的网络连接中。建议在使用交换机前认真阅读使用说明。
【问题与思考】
（1）如何制作两台计算机对接的双绞线水晶头？
（2）交换机的端口数与网络的规模有没有直接的关系？
