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第5章 通信与网络 教学目的与要求： 本章主要介绍计算机通信与网络的基本知识以及计算机网络的应用和操作。通过本章学习，了解数据通信的基本概念，了解计算机网络的定义、发展、组成、功能和分类，了解网络操作系统。掌握计算机网络体系结构基本概念，掌握局域网的概念和常用网络互联设备。了解网上办公、发布文件、发送E-mail等各项活动。 5.1 数据通信基础 数据通信是指通过通信信道在各计算机之间进行数据与信息的收集、传输、交换或重新分布的过程，是计算机网络系统中很重要的一部分。数据通信系统一般由数据传输设备、传输控制设备和传输控制规程及通信软件组成。这里简单介绍有关数据通信的基本知识，以便更好地理解计算机网络。 5.1.1 数据通信系统 数据通信系统是通过传输介质将数据从一个地方传送到另一个地方的电子系统，由信源、信宿和信道三部分组成 图 5-1 数据通信系统模型 数据传输方式 （1）基带传输 在数据通信中，表示0,1二进制代码的方波固有的频带称为基带，在信道上直接传送数据的基带信号称为基带传输。这种传输的特点是速率高、误码率低，传输距离较近。 （2）频带传输 频带传输是指数字信号调制成模拟音频信号后再发送和传输，到达接收端时，再把音频信号解调成原来的数字信号的传输方式。通常会用调制解调器（Modem）实现，调制是把数字信号变为模拟信号，解调是把模拟信号变为数字信号。这种传输的特点是速率低，误码率高，适宜长距离传输。 （3）宽带传输 就是利用带宽至少为1000MHz的同轴电缆作为传输介质，通常将带宽划分为若干 个子频带，分别用于传输数字、音频和视频信号。因此，可以利用带宽传输系统实现文字、声音和图像的一体化传输。 数据传输介质 数据传输介质是指传送信息的载体，在网络中是连接收发双方的物理通路。它可分为有线介质和无线介质两种。有线介质上可传输模拟信号和数字信号，无线介质上大多传输数字信号。 （1）双绞线（Twisted Pair） 双绞线是用于传输模拟信号和数字信号，特别适用于较短距离的信息传输。它由两根绝缘金属线缠绕而成，这样的一对线作为一条通信链路，由四对双绞线构成双绞线电缆，如图5-2所示。局域网中所使用的双绞线分为屏蔽双绞线（STP，Shield Twisted Pair）和非屏蔽双绞线（UTP，Unshield Twisted Pair）。屏蔽双绞线由外部保护层、屏蔽层与多对双绞线组成。非屏蔽双绞线由外部保护层、多对双绞线组成。 图5-2 双绞线 双绞线点到点的通信距离一般不能超出100m。目前，计算机网络上的双绞线有三类线（最高传输速率为10Mbps）、五类线（最高传输速率为100Mbps）、超五类线和六类线（传输速率至少为250Mbps）、七类线（传输速率至少600Mbps）。双绞线需用RJ-45或RJ-11连接头插接。 （2）同轴电缆（Coaxial Cable） 同轴电缆是网络中应用十分广泛的传输介质之一，在高频时抗干扰性能比双绞线好，成本介于双绞线和光导纤维之间。它由内、外两个导体构成，内导体可以由单股或多股线组成，外导体一般由金属编织网线组成。内、外导体之间有绝缘材料，其阻抗为50Ω，如图5-3所示。同轴电缆分为粗缆和细缆，粗缆用DB-15连接器，细缆用BNC和T连接器。 图5-3 同轴电缆 现在计算机局域网中一般都使用细缆组网。细缆一般用于总线型网络布线连接。利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡，同轴电缆的两端需安装50Ω终端电阻器。细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多可接入30个用户。细缆安装较容易，而且造价较低，但因受网络布线结构的限制，其日常维护不是很方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性较好。用户通常采用外部收发器与网络干线连接。粗缆局域网中每段长度可达500米，采用4个中继器连接5个网段后最大可达2500米。用粗缆组建的局域网虽然各项性能较高，具有较大的传输距离，但是网络安装、维护等方面比较困难，且造价较高。 光纤电缆简称光缆，是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种，它对外界的电磁干扰十分迟钝，传输容量大，必威体育官网网址性好，适合长距离传输，常用于主干网的连接。光缆由两层折射率不同的材料组成。内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成，外层包一层折射率较低的材料，光缆的传输速率可达到每秒几百兆位，如图5-4所示。光缆需用ST或SC连接器连接。 图5-4 光缆 光缆的传输形式分为单模传输和多模传输，单模传输优于多模传输。所以，光缆分为单模光缆和多模光缆，单模光缆的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大多模光缆是在给定的工作波长上，能以多个模式同时