免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统项目管理师 > 2009年上半年 信息系统项目管理师 上午试卷 综合知识
  第13题      
  知识点:   网络分类   TCP   TCP/IP   传输介质   光纤   双绞线   网络传输介质   运输
  关键词:   TCP/IP   传输介质   磁带   单模光纤   多模光纤   数据   双绞线   网络   TCP   传输   光纤        章/节:   信息系统及其技术和开发方法       

 
假设需要把25盒磁带数据(每盒磁带数据量40GB)从甲地转送到乙地,甲、乙相距1km,可以采用的方法有汽车运输TCP/IP 网络传输,网络传输介质可选用双绞线、单模光纤、多模光纤等。通常情况下,采用(13)介质,所用时间最短。
 
 
  A.  汽车
 
  B.  双绞线
 
  C.  多模光纤
 
  D.  单模光纤
 
 
 

 
  第21题    2015年下半年  
   43%
射频识别(RFID)是物联网中常用的无线通信技术,它通过(21)识别特定目标并读写相关数据。
  第19题    2017年下半年  
   27%
IP协议属于( )。
  第20题    2017年上半年  
   53%
“采用先进成熟的技术和设备,满足当前业务需求,兼顾未来的业务需求”体现了“()”的机房工程设计原则。..
   知识点讲解    
   · 网络分类    · TCP    · TCP/IP    · 传输介质    · 光纤    · 双绞线    · 网络传输介质    · 运输
 
       网络分类
        按照不同的分类方法,网络可以分为不同的类型。
        1.按网络的地理位置分类
        .局域网(Local Area Network,LAN):一般位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层的应用。这种网络的特点是连接范围窄、用户数少、配置容易,并且连接速度高。IEEE 802定义了多种主要的局域网,即以太网(Ethernet)、令牌环网(Token King)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及无线局域网(WLAN)。
        .城域网(Metropolis Area Network,MAN):一种最大可覆盖城市及其郊区范围、提供丰富业务和支持多种通信协议的公用网。特征是公用多业务网。一个完整的城域网在垂直方向上由城域传送网、城域承载网、城域业务/应用网及支撑网组成。目前城域网应用比较多的模式有SDH多业务平台、弹性分组环多业务平台和电信级以太网多业务平台。
        .广域网(Wide Area Network,WAN):也称“远程网”,它一般连接不同城市之间的LAN或者MAN网络。由于距离远,信息衰减比较严重,这种网络一般要租用专线。通过接口信息处理(IMP)协议和线路连接起来构成网状结构,解决寻径问题。
        .因特网(Internet):最大的一种网络,特点是不定性,整个网络中的计算机每时每刻都在不断变化。其优点是信息量大,传播广。
        2.按网络的拓扑结构分类
        .总线型拓扑结构:所有的站点共享一条数据通道,任意时刻只有一台机器是主站,可向其他站点发送信息。其传递方式总是从发送信息的节点开始向两端扩散,因此称为“广播式计算机网络”。优点是结构简单、易于扩充、控制简单、便于组网、造价成本低,以及某个站点的故障一般不会影响整个网络。缺点是可靠性较低,查找分支故障困难。
        .星型拓扑结构:指各工作站以星型方式连接成网,网络的中央节点和其他节点直接相连。这种结构以中央节点为中心,又称为“集中式网络”。特点是很容易在网络中增加新的站点,数据的安全性和优先级容易控制,易实现网络监控,但中心节点的故障会引起整个网络瘫痪。
        .环型拓扑结构:将计算机连成一个环,每台计算机按位置不同有一个顺序编号,信号按计算机顺序以“接力”方式传输。环型网容易安装和监控,但容量有限,网络建成后,难以增加新的站点。
        3.按传输介质分类
        .有线网络:采用同轴电缆和双绞线来连接的计算机网络。同轴电缆网是常见的一种连网方式,它比较经济,安装较为便利,传输率和抗干扰能力一般,传输距离较短。双绞线网是目前最常见的连网方式,它价格便宜,安装方便,但易受干扰,传输率较低,传输距离比同轴电缆要短。
        .光纤网络:光纤网也是有线网的一种,但由于其特殊性而单独列出,光纤网采用光导纤维作传输介质。光纤传输距离长,传输率高,可达数千兆位每秒,抗干扰性强,不会受到电子监听设备的监听,是高安全性网络的理想选择。
        .无线网络:采用空气作传输介质,用电磁波作为载体来传输数据,联网方式灵活。
        4.按通信方式分类
        .点对点传输网络:数据以点到点的方式在计算机或通信设备中传输。星型网、环型网采用这种传输方式。
        .广播式传输网络:数据在共用介质中传输。无线网和总线型网络属于这种类型。
 
       TCP
        TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通信完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的,所以只能用于端到端的通信。
        TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口,实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。
        如果IP数据包中有已经封装好的TCP数据包,那么IP将把它们向“上”传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查,同时实现虚电路之间的连接。TCP数据包中包括序号和确认,所以未按照顺序收到的包可以被排序,而损坏的包则可以被重传。
        TCP将它的信息发送到更高层的应用程序,例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层,TCP层便将它们向下传送到IP层、设备驱动程序和物理介质,最后传送到接收方。
        面向连接的服务(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。
 
       TCP/IP
        由于OSI协议的实现较为复杂,运行效率低,很少有厂商推出符合OSI标准的商用产品。目前,互联网上广泛使用的是TCP/IP。TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/互联网络协议)是Internet上不同子网之间的主机进行数据交换所遵守的网络通信协议。TCP/IP一般泛指所有与Internet有关的一系列网络协议的总称,其中TCP和IP是其中最重要的两个协议。TCP/IP体系结构主要由四层构成,分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
        TCP/IP采用的四层体系结构与OSI参考模型采用的七层体系结构是对应的,它们的结构对比如下图所示。
        
        TCP/IP与OSI体系结构的对比
               网络接口层
               网络接口层也称链路层(Link Layer)或数据链路层,相当于OSI/RM参考模型的第1层和第2层,负责与网络中的传输介质打交道。常用的链路层技术主要有以太网(Ethernet)、令牌环(Token Ring)、光纤数据分布接口(FDDI)、X.25、帧中继(Frame Relay)、ATM等。
               网络层
               网络层的作用是将数据包从源主机发送出去,并且使这些数据包独立地到达目标主机。数据包传送过程中,到达目标主机的顺序可能不同于它们被发送时的顺序。因为网络情况复杂,随时可能有一些路径发生故障或是网络中的某处出现数据包的堵塞。网络层提供的服务是不可靠的,可靠性由传输层实现。
               传输层
               传输层提供应用程序之间的通信。传输层提供了可靠的传输协议TCP和不可靠的传输协议UDP。TCP是一个可靠的、面向连接的协议,允许在因特网上的两台主机之间进行信息的无差错传输。在网络传输过程中,为了保证数据在网络中传输的正确、有序,要使用“连接”的概念,一个TCP连接是指在传输数据前先要传送三次握手信号,以使双方为数据的传送做准备。UDP是用户数据报协议,使用此协议时,源主机一有数据就发送出去,不管发送的数据包是否能到达目标主机、数据包是否会出错,收到数据包的主机都不会通知发送方其是否正确地收到了数据,因此UDP是一种不可靠的传输协议。
               应用层
               应用层直接为用户的应用进程提供服务,如支持万维网应用的HTTP,支持电子邮件的SMTP,支持文件传送的FTP等。
 
       传输介质
        网络传输介质是指在网络中传输信息的载体,常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何物理连接,而是通过空间传输的一种技术。无线传输介质主要有微波、红外线和激光等。它们的抗干扰性都比较差;有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方,有线传输介质主要有双绞线(twist-pair)、同轴电缆和光纤3种。
               双绞线
               (1)物理特性:双绞线由按规则螺旋结构排列的两对或四对绝缘线组成。一对线可以作为一条通信电路,各个线对螺旋排列的目的是使各线对之间的电磁干扰最小。
               (2)传输特性:双绞线最普遍的应用是语音信号的模拟传输。使用双绞线通过调制解调器(Modem)传输模拟数据信号时,数据传输速率目前单向可达56kbps,双向可达33.6kbps,24条音频通道总的数据传输速率可达230kbps。使用双绞线发送数字数据信号,一般总的数据传输速率可达2Mbps。
               (3)连通性:双绞线可用于点对点连接,也可用于多点连接。
               (4)地理范围:双绞线用于远程中继线时,最大距离可达15km;用于10Mbps局域网时,与集线器的距离最大为100m。
               (5)抗干扰性:在低频传输时,其抗干扰能力相当于同轴电缆。在10~100kHz时,其抗干扰能力低于同轴电缆。
               (6)价格:双绞线的价格低于其他传输介质,并且安装、维护方便。
               双绞线分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)与非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)。屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。屏蔽层可减少辐射,防止信息被窃听,也可阻止外部电磁干扰的进入,使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。非屏蔽双绞线电缆具有以下优点:无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间;重量轻,易弯曲,易安装;将串扰减至最小或加以消除;具有阻燃性;具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。
               对于双绞线,用户最关心的是表征其性能的几个指标。这些指标包括衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻、衰减串扰比及回波损耗等。目前,常见的双绞线有三种线型,分别是5类线、超5类线和6类线,前者线径细,而后者线径粗。
               (1)5类线:电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输,主要用于100Base-T和10Base-T网络。这是最常用的以太网电缆。
               (2)超5类线:具有衰减小、串扰少,并且具有更高的衰减与串扰的比值和信噪比、更小的时延误差,性能得到很大提高。主要用于千兆位以太网。
               (3)6类线:电缆的传输频率为1~250MHz,6类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比应该有较大的余量,它提供2倍于超5类的带宽。6类布线的传输性能远远高于超5类标准,最适用于传输速率高于1Gbps的应用。6类与超5类的一个重要的不同点在于:改善了在串扰以及回波损耗方面的性能,对于新一代全双工的高速网络应用而言,优良的回波损耗性能是极重要的。6类标准中取消了基本链路模型,布线标准采用星形的拓扑结构,要求的布线距离为:永久链路的长度不能超过90m,信道长度不能超过100m。
               同轴电缆
               (1)物理特性:同轴电缆也由两根导体组成,有粗细之分,它由套置单根内导体的空心圆柱体构成。内导体是实芯或者是绞合的,外导体是整体的或纺织的。内导体用规则间距的绝缘环或硬的电媒体材料来固定,外导体用护套或屏蔽物包着。
               (2)传输特性:50Ω电缆专用于数字传输,一般使用曼彻斯特编码,数据速率可达2Mbps。CATV(Community Antenna Television,有线电视网)电缆可用于模拟和数字号传输,传输模拟信号,频率可以高达300~400MHz;对数字信号,已能达到50Mbps。
               (3)连通性:同轴电缆可用于点对点连接,也可用于多点连接。
               (4)地理范围:典型基带电缆的最大距离限于数千米,而宽带网络则可以延伸到数十千米的范围。
               (5)抗干扰性:同轴电缆的结构使得它的抗干扰能力较强,同轴电缆的抗干扰性取决于应用和实现。一般对较高频率的干扰,它的抗干扰性优于双绞线。
               (6)价格:安装质量好的同轴电缆的成本介于双绞线和光纤之间,维护方便。
               光纤
               (1)物理特性:光学纤维是一种直径极细(2~125μm)、柔软、能传导光波的介质。各种玻璃和塑料都可用来制造光学纤维。光缆具有圆柱形的形状,由三个同心部分组成:纤芯、包层和护套。
               (2)传输特性:光纤利用全内反射来传输经信号编码的光束。它分多模和单模方式两种,多模的带宽为200MHz/km~3GHz/km,单模的带宽为3GHz/km~50GHz/km。
               (3)连通性:光纤最普通的使用是在点到点的链路上。
               (4)地理范围:光纤信号衰减极小,它可以在6~8km的距离内不使用中继器实现高速率数据传输。
               (5)抗干扰性:不受电磁干扰和噪声千扰的影响。
               (6)价格:目前光纤系统比双绞线系统和同轴电缆系统贵,但随着技术的进步,它的价格会下降以与其他材料竞争。
               单模光纤中,模内色散是比特率的主要制约因素。由于其比较稳定,如果需要的话,可以通过增加一段一定长度的“色散补偿单模光纤”来补偿色散。零色散补偿光纤就是使用一段有很大负色散系数的光纤来补偿在1550nm处具有较高色散的光纤,使得光纤在1550nm附近的色散很小或为零,从而可以实现光纤在1550nm处具有更高的传输速率。
               多模光纤中,模式色散与模内色散是影响带宽的主要因素。技术工艺能够很好地控制折射率分布曲线,给出优秀的折射率分布曲线,对渐变型多模光纤,可限制模式色散而得到高的模式带宽。
               单模光纤的光纤跳线一般用黄色表示,接头和保护套为蓝色,传输距离较长,芯线窄,需要激光源,耗散小,高效。多模光纤的光纤跳线一般用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色,传输距离较短,宽芯线,聚光好,耗散大,低效。
               一般来说,多模光纤要比单模光纤便宜。如果对传输距离或传送数据的速率要求不严格,那么,多模光纤在大多情况下都可以表现得很好。单模光纤虽然成本高,但是具有散射小的特点,可以应用在长距离传输或者需要高速数据速率的场合。
               为了便于记忆,这里把有线传输的介质归纳成如下表所示。
               
               有线传输介质比较
               在有关传输介质方面,还需要掌握各种以太网所使用的介质类型,如下表所示。
               
               以太网常用传输介质
 
       光纤
        光纤全称“光导纤维”。光纤是由前香港中文大学校长高锟提出并发明的。1970年美国康宁公司首先研制出衰减为20dB/km的单模光纤,从此以后,世界各国纷纷开展光纤研制和光纤通信的研究,并得到了广泛的应用。
        光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,利用光的全反射原理而进行光传导的介质。是一种外包了一层保护层的、横截面积非常小的双层同心圆柱体。光纤结构如下图所示。
        
        光纤剖面图
        通常光纤与光缆两个名词会被混淆,多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。
               光纤传输的优点
               与其他传输介质相比,光纤传输的主要优点如下:
               (1)传输频带宽、通信容量大。频带的宽窄代表传输容量的大小。载波的频率越高,可以传输信号的频带宽度就越大。载波频率为48.5~300MHz的VHF(Very high frequency,甚高频)频段,带宽约250MHz。可见光的频率达100THz,比VHF频段高出一百多万倍。尽管由于光纤对不同频率的光有不同的损耗,使频带宽度受到影响,但在最低损耗区的频带宽度也可达30THz。目前单个光源的带宽只占了其中很小的一部分(多模光纤的频带约几百兆赫,好的单模光纤可达10GHz以上),采用先进的相干光通信可以在30THz范围内安排2000个光载波,进行波分复用,传输频带更宽。
               (2)损耗低。在同轴电缆组成的系统中,最好的电缆在传输800MHz信号时,每公里的损耗都在40dB以上。相比之下,光导纤维的损耗则要小得多,传输1.31μm的光,每公里损耗在0.5dB以下,若传输1.55μm的光,每公里损耗更小,可达0.2dB以下。这就是同轴电缆的功率损耗的亿分之一倍,使其能传输的距离要远得多。此外,光纤传输损耗还有两个特点,一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗,不需要像电缆干线那样必须引人均衡器进行均衡;二是其损耗几乎不随温度而变,不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。
               (3)电磁绝缘性能好。光纤线缆传输的是光束,而光束是不受外界电磁干扰影响的,而且光纤本身也不向外辐射信号,也不容易窃听,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高安全的场合。
               (4)中继器的间距距离大。整个通道的中继器数目可以减少,可以降低成本。根据贝尔实验室的测试,光纤线路中当数据速率为420Mb/s且距离为119km无中继器,误码率可以达到10-8
               (5)重量轻。因为光纤非常细,单模光纤芯线直径一般小于10μm,外径也只有125μm,加上防水层、加强筋、护套等,用4~48根光纤组成的光缆直径还不到13mm,比标准同轴电缆的直径47mm要小得多,加上光纤是玻璃纤维,比重小,使它具有直径小、重量轻的特点,安装十分方便。
               (6)工作性能可靠。一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多,发生故障的机会越大。因为光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器),可靠性自然也就高,加上光纤设备的寿命都很长,无故障工作时间达50万~75万小时,其中寿命最短的是光发射机中的激光器,最低寿命也在10万小时以上。故一个设计良好、正确安装调试的光纤系统的工作性能是非常可靠的。
               (7)成本不断下降。目前,有人提出了新摩尔定律,也叫做光学定律(Optical Law)。该定律指出,光纤传输信息的带宽,每6个月增加1倍,而价格降低1倍。光通信技术的发展,为Internet宽带技术的发展奠定了非常好的基础。这就为大型有线电视系统采用光纤传输方式扫清了最后一个障碍。由于制作光纤的材料(石英)来源十分丰富,随着技术的进步,成本还会进一步降低;而电缆所需的铜原料有限,价格会越来越高。显然,今后光纤传输将占绝对优势。
               光纤通信原理
               实际上,如果不是利用光全反射的原理,光纤传输系统会由于光纤的漏光而变得没有实际利用价值。当光线经过两种不同折射率的介质进行传播时(如从玻璃到空气),光线会发生折射,如下图(a)所示。假定光线在玻璃上的入射角为α1时,则在空气中的折射角为β1。折射量取决于两种介质的折射率之比。当光线在玻璃上的入射角大于某一临界值时,光线将完全反射回玻璃,而不会射入空气,这样,光线将被完全限制在光纤中,而且几乎无损耗地向前传播,如下图(b)所示。
               
               光折射原理
               在上图(b)中仅给出了一束光在玻璃内部全反射传播的情况。实际上,任何以大于临界值角度入射的光线,在不同介质的边界都将按全反射的方式在介质内传播,而且不同频率的光线在介质内部将以不同的反射角传播。
               光纤的分类
               根据光纤纤芯直径的粗细,可将光纤分为多模光纤(Multi-mode Fiber,MMF)和单模光纤(Single-mode Fiber,SMF)两种。如果光纤纤芯的直径较粗,则当不同频率的光信号(实际上就是不同颜色的光)在光纤中传播时,就有可能在光纤中沿不同传播路径进行传播,将具有这种特性的光纤称为多模光纤。如果将光纤纤芯直径一直缩小,直至光波波长大小的时候,则光纤此时如同一个波导,光在光纤中的传播几乎没有反射,而是沿直线传播,这样的光纤称为单模光纤。
               (1)单模光纤。单模光纤的纤芯直径很小,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。单模光纤的芯径为8~10μm,包层直径为125μm;使用的光波波长为1310nm、1550nm。
               (2)多模光纤。多模光纤是在给定的工作波长上能以多个模式同时传输的光纤。多模光纤的纤芯直径较粗一般为50~200μm,包层直径为125~230μm;使用的光波波长为850nm、1300nm。
               单模光纤的造价很高,且需要激光作为光源,但其无中继传输距离非常远,且能获得非常高的数据传输速率,一般用于广域网主干线路上。多模光纤相对来说无中继传播距离要短些,而且数据传输速率要小于单模光纤;但多模光纤的价格便宜一些,并且可以用发光二极管作为光源,多模光纤一般用于局域网组网时的传输介质。单模光纤与多模光纤的比较如下表所示。
               
               单模光纤与多模光纤的比较
               光纤的主要传播特性
               光纤的主要传播特性为损耗和色散。损耗是光信号在光纤中传输时发生的信号衰减,其单位为dB/km。色散是到达接收端的延迟误差,即脉冲宽度,其单位是μs/km。光纤的损耗会影响传输的中继距离,色散会影响数据传输速率,两者都很重要。自1976年以来,人们发现使用1.3μm和1.55μm波长的光信号通过光纤传输时的损耗幅度大约为0.5~0.2dB/km;而使用0.85μm波长的光信号通过光纤传输时的损耗幅度大约为3dB/km。使用0.85μm波长的光信号在多模光纤中传输时,色散可以降至10μs/km以下;而使用1.3μm波长的光信号在单模光纤中传输时,产生的色散近似于零。因此单模光纤在传输光信号时,产生的损耗和色散都比多模光纤要低得多,因此单模光纤支持无中继距离和数据传输速率都比多模光纤要高得多。
 
       双绞线
        双绞线(Twisted Pair,TP)是目前计算机网络综合布线中最常用的一种传输介质。双绞线由一对一对的带绝缘塑料保护层的铜线组成。每对绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可有效地降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根22号、24号、26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。在双绞线电缆(也称双扭线电缆)内,不同线对具有不同的扭绞长度,通常情况下,扭绞长度在38.1~14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。与其他传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较为低廉。
        目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)和屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)。
        虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的,但同样适用于数字信号的传输,特别适用于较短距离的信息传输。在传输期间,信号的衰减比较大,并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用的铜质导线的质量、长度及传输技术。只要精心选择双绞线、进行标准化安装,就可以获得较高的传输率,通常100m可以达到155Mb/s。
        因为双绞线传输信息时会向周围辐射,所以信息比较容易窃听。当然这只需要耗费较小的代价即额外增加一层屏蔽层,就可以避免这类情况发生,这就是通常使用的屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的外层都是由一层铝箔包裹的,可以有效地减小辐射,当然也不能完全消除辐射。屏蔽双绞线的价格相对非屏蔽双绞线来说高一些,安装也比非屏蔽双绞线难一些。类似于同轴电缆,它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技术。但它有较高的传输速率,100米内可达到155Mb/s。
        计算机网络综合布线经常使用的4对非屏蔽双绞线的结构如下图所示。
        
        常用的4对非屏蔽双绞线结构示意图
        非屏蔽双绞线电缆具有以下优点:
        (1)无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间。
        (2)重量轻、易弯曲、易安装。
        (3)将串扰减至最小或加以消除。
        (4)具有阻燃性。
        (5)具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线。
               规格型号
               EIA/TIA(Electronic Industries Association/Telecommunications Industry Association,美国电子工业协会/美国电信工业协会)为双绞线电缆定义了多种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用第三、四、五、超五、六类。主要的种类型号如下:
               (1)第一类:主要用于传输语音(一类标准主要用于20世纪80年代初之前的电话线缆),不用于数据传输。
               (2)第二类:传输频率为1MHz,用于语音传输和最高传输速率4Mb/s的数据传输,常见于使用4Mb/s规范令牌传递协议的旧的令牌网。
               (3)第三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mb/s的数据传输,主要用于10base-T。
               (4)第四类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mb/s的数据传输,主要用于基于令牌的局域网和10base-T/100base-T。
               (5)第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mb/s的数据传输,主要用于100base-T和10base-T网络,这是最常用的以太网电缆。
               (6)超五类:在五类双绞线的基础上,增加了额外的参数(近端串扰、衰减串扰比)和部分性能的提升,传输速率为100Mb/s。
               (7)第六类:物理上与超五类不同,线与线对之间是分隔的,传输速率为250Mb/s。
               同时又由于双绞线有屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线之分,这样双绞线的种类就更多了,具体规格和传输速率如下图所示。
               
               各种规格的双绞线
               性能指标
               对于各种类的双绞线,用户所关心的能够代表其特征的性能指标有衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。
               (1)衰减(Attenuation)。衰减是沿链路的信号损失度量。衰减与线缆的长度有关系,随着长度的增加,信号衰减也随之增加。衰减用dB作单位,表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。又因为衰减随频率而变化,所以应该测量在应用范围内的全部频率上的衰减。
               (2)近端串扰(Near-End Crosstalk Loss,NEXT)。串扰可分为近端串扰和远端串扰(Far-End Crosstalk Loss,FEXT),测试仪主要是测量NEXT,由于存在线路损耗,因此FEXT的量值的影响较小,在三类、五类线缆中可以忽略不计。近端串扰损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。对于UTP链路,NEXT是一个关键的性能指标,也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加,其测量难度将加大。NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值,只是表示在近端点所测量到的串扰值。这个量值会随电缆长度不同而变,电缆越长,其值变得越小。同时发送端的信号也会衰减,对其他线对的串扰也相对变小。实验证明,只有在40m内测量得到的NEXT是较真实的。如果另一端是远于40m的信息插座,那么它会产生一定程度的串扰,但测试仪可能无法测量到这个串扰值。因此,最好在两个端点都进行NEXT测量。现在的测试仪都配有相应设备,使得在链路一端就能测量出两端的NEXT值。
               (3)直流电阻。直流环路电阻会消耗一部分信号,并将其转变成热量。它是指一对导线电阻的和,11801规格的双绞线的直流电阻不得大于19.2Ω。每对间的差异不能太大(小于0.1Ω),否则表示接触不良,必须检查连接点。
               (4)特性阻抗。与环路直流电阻不同,特性阻抗包括电阻及频率为1~100MHz的电感阻抗及电容阻抗,它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗,而双绞线电缆则有100Ω、120Ω及150Ω几种(其中,120Ω的线缆在中国不生产)。
               (5)衰减串扰比(Attenuation-to-Crosstalk Ratio,ACR)。在某些频率范围,串扰与衰减量的比例关系是反映电缆性能的另一个重要参数。ACR有时也以信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)表示,它由最差的衰减量与NEXT量值的相减得到的。ACR值越大,表示抗干扰的能力越强。一般系统要求至少大于10dB。
               双绞线在外观上的文字
               双绞线一般每隔两英尺(foot,1foot=30.48cm)就有一段文字,解释了有关此线缆的相关信息。下面以CSAI公司生产的线缆为例,其文字为:
               CSAI SYSTEMS CABLEE138034 0100
               24AWG(UL)CMR/MPR ORC(UL)PCC
               FT4 VERIFIED ETL CAT5 O44766 FT 0907
               其中的具体含义如下所述:
               (1)CSAI:代表生产该线缆公司的名称为CSAI。
               (2)0100:表示特性阻抗为100Ω。
               (3)24:表示线芯是24号的(线芯有22、24、26三种规格)。
               (4)AWG:表示美国线缆规格标准。
               (5)UL:表示通过认证的标准。
               (6)FT4:表示4对线。
               (7)CAT5:表示五类线。
               (8)044766:表示线缆当前处在的英尺数。
               (9)0807:表示生产日期是2008年7月。
               布线标准
               EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序,分别是T568A与T568B,这两个标准是最常使用的布线标准,如下图所示。
               
               T568A和T568B针脚示意图
               (1)T568A规定的连接方法是:
               1——白绿(就是白色的外层上有些绿色,表示和绿色的是一对线)。
               2——绿色。
               3——白橙(就是白色的外层上有些橙色,表示和橙色的是一对线)。
               4——蓝色。
               5——白蓝(就是白色的外层上有些蓝色,表示和蓝色的是一对线)。
               6——橙色。
               7——白棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线)。
               8——棕色。
               (2)T568B规定的连接方法是:
               1——白橙。
               2——橙色。
               3——白绿。
               4——蓝色。
               5——白蓝。
               6——绿色。
               7——白棕(就是白色的外层上有些棕色,表示和棕色的是一对线)。
               8——棕色。
               在通常的工程实践中,T568B使用得较多。不管使用哪一种标准,一根五类线或超五类的两端都必须使用同一种标准。
               直通线与交叉线
               直通线(Straight Cable)是指线缆两端的线序排列完全相同的网线(要么两端全部使用T568A,要么两端全部使用T568B)。
               交叉线(Crossover Cable)是指线缆两端的线序一边是按照T568A标准连接,另一边按照T568B标准连接。
               用户可根据实际需要选用直通线或交叉线,各种使用情况如下表所示。
               
               交叉线和直通线适用范围
               在实际通信中只需要用到双绞线八根铜线中的第1、2、3、6四条铜线。
 
       网络传输介质
        传输介质是信号传输的媒体,常用的介质分为有线介质和无线介质。有线介质有双绞线、同轴电缆和光纤等;无线介质有微波、红外线和激光等。
               双绞线(Twisted-Pair)
               双绞线是现在最普通的传输介质,它分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)。非屏蔽双绞线有线缆外皮作为屏蔽层,适用于网络流量不大的场合中。屏蔽式双绞线具有一个金属甲套,对电磁干扰具有较强的抵抗能力,适用于网络流量较大的高速网络协议应用。双绞线又可分为3类、4类和5类、6类和7类双绞线,现在常用的是5类UTP,其频率带宽为100MHz。6类、7类双绞线分别可工作于200MHz和600MHz的频率带宽之上,且采用特殊设计的RJ45插头。
               双绞线最多应用于10Base-T和100Base-T的以太网中,具体规定有:一段双绞线的最大长度为100m,只能连接一台计算机;双绞线的每端需要一个RJ45插件;各段双绞线通过集线器互联,利用双绞线最多可连接64个站点到中继器。
               同轴电缆(Coaxial)
               同轴电缆也像双绞线那样由一对导体组成。同轴电缆又分为基带同轴电缆(阻抗为50Ω)和宽带同轴电缆(阻抗为75Ω)。基带同轴电缆用来直接传输数字信号,它又分为粗同轴电缆和细同轴电缆,其中粗同轴电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,但是网络安装、维护等方面比较困难,造价较高;而细同轴电缆安装较容易,而且造价较低,但因受网络布线结构的限制,其日常维护不甚方便。宽带同轴电缆用于频分多路复用(FDM)的模拟信号发送,还用于不使用频分多路复用的高速数字信号发送和模拟信号发送。闭路电视所使用的CATV电缆就是宽带同轴电缆。
               光纤(Fiber Optic)
               光导纤维简称光纤,它重量轻,体积小。用光纤传输电信号时,在发送端先要将其转换成光信号,而在接收端又要由光检波器还原成电信号。光纤是软而细的、利用内部全反射原理来传导光束的传输介质。按光源采用不同的发光管分为发光二极管和注入型激光二极管。多模光纤(Multimode Fiber)使用的材料是发光二极管,价格较便宜,但定向性较差;单模光纤(Single Mode Fiber)使用的材料是注入型二极管,定向性好,损耗少,效率高,传播距离长,但价格昂贵。
               微波
               微波通信是在对流层视线距离范围内利用无线电波进行传输的一种通信方式,频率范围为2~40GHz。微波通信是沿直线传播的,由于地球表面是曲面,微波在地面的传播距离有限,直接传播的距离与天线的高度有关,天线越高距离越远,但超过一定距离后就要用中继站来接力,两微波站的通信距离一般为30km~50km,长途通信时必须建立多个中继站。中继站的功能是变频和放大,进行功率补偿。微波通信分为模拟微波通信和数字微波通信两种。模拟微波通信主要采用调频制,数字微波通信大都采用相移键控(PSK)。微波通信的传输质量比较稳定,影响质量的主要因素是雨雪天气对微波产生的吸收损耗,不利地形或环境对微波所造成的衰减现象。
               红外线和激光
               红外通信和激光通信也像微波通信一样,有很强的方向性,都是沿直线传播的。这三种技术都需要在发送方和接收方之间有一条视线(Line-of-sight)通路,有时统称这三者为视线媒体。所不同的是,红外通信和激光通信把要传输的信号分别转换为红外光信号和激光信号,直接在空间传播。由于这三种视线媒体都不需要铺设电缆,对于不论是在地下或用电线杆很难在建筑物之间架设电缆,特别是要穿越的空间属于公共场所的局域网特别有用。但这三种技术对环境气候较为敏感,例如雨、雾和雷电。相对来说,微波一般对雨和雾的敏感度较低。
               卫星通信
               卫星通信是以人造卫星为微波中继站,它是微波通信的特殊形式。卫星接收来自地面发送站发出的电磁波信号后,再以广播方式用不同的频率发回地面,被地面工作站接收。卫星通信可以克服地面微波通信距离的限制。一个同步卫星可以覆盖地球的1/3以上表面,三个这样的卫星就可以覆盖地球上全部通信区域,这样地球上的各个地面站之间都可互相通信了。由于卫星信道频带宽,也可采用频分多路复用技术分为若干个子信道,有些用于由地面站向卫星发送(称为上行信道),有些用于由卫星向地面转发(称为下行信道)。卫星通信的优点是容量大、距离远,缺点是传播延迟时间长。
 
       运输
        运输是物体借助运力在空间上产生的位置移动。我国国家标准《物流术语》对运输的定义是:“用设备和工具,将物品从一地点向另一地点运送的物流活动”。物流的运输创造着物流的空间效用,在存在空间背离的商品产地与销地之间搭建起连接的“桥梁”,使消费者或用户能够在当地买到所需商品。由于运输活动相对来讲时间长、距离远、能源动力消耗多,其成本在物流总成本中的比例高达50%以上。因而,运输成本降低的潜力大,无论在物流领域还是国民经济领域都占有举足轻重的位置,同时,运输在现代物流中又是一个最重要的子系统。
               运输的作用及意义
               运输的任务是对物资进行较长距离的空间移动。物流部门通过运输解决物资在生产地点和需要地点之间的空间距离问题,从而创造商品的空间效益,实现其使用价值,以满足社会需要。运输是物流的中心环节之一,可以说是物流最重要的一个功能。运输在经济上的作用是扩大了经济作用范围和在一定的经济范围内促进物价的平均化。现代化大生产的发展,社会分工越来越细,产品种类越来越多,无论是原材料的需求,还是产品的输出量,都大幅度上升,区域之间的物资交换更加频繁,这就促进运输业的发展和运输能力的提高,所以产业的发展促进了运输技术的革新和运输水平的提高。反之,运输手段的发达也是产业发展的重要支柱。例如现代钢铁企业每日需万吨以上铁矿石原料,往往是从几千公里甚至几万公里之外用大型货车运来,许多发达国家需要数万吨以至数亿万吨级油轮从国外输送石油,没有这样强有力的输送手段,许多大工业企业就难以存在,甚至国民经济也难以正常运转。
               运输方式及特点
               陆地、海洋和天空都可以作为运输活动的空间,根据运载工具的不同,运输的主要方式可以分为以下几种:
                      基于铁路的运输方式
                      它是陆地长距离运输的主要方式。由于其货车在固定轨道线路上行驶,可以自成系统,不受其他运输条件的影响,具有按时刻表运行,轨道行驶阻力小、不需频繁地启动制动、可重载高速运行及运输单位大等优点,从而使运费和劳务费降低。但由于在专用线路上行驶,而且车站之间距离比较远,缺乏机动性,此外,运输的起点和终点常常需要汽车进行转运,增加搬运次数。
                      铁路及其附属设施的建设需要国家投资,除了少数大型工厂和矿山有自己的支线外,一般企业只能利用公有铁路,铁道运输车辆主要有机车和货车车厢两种,货车车箱随用途而异,也有不同种类,化学品车、油罐车、集装箱车等。
                      基于公路的运输方式
                      它是最普及的一种运输方式,其最大优点是空间和时间方面具有充分的自由性,少受路线和停车站的约束,只要没有特别的障碍(如壕沟、过窄的通道等),汽车都可以到达。因此,可以实行从发货人到收货人之间门对门直达输送。由于减少了转运环节,货物包装可以简化,货物损伤、丢失和误送的可能性很小。购置汽车成本较低,一般企业都可以实现。自行运输和委托运输可以同时进行,由于自备车有充分的机动性,使用非常方便。
                      汽车运输的运输单位小,运输量和汽车台数与操作人员数成正比,产生不了大批量输送的效果。动力费和劳务费较高,特别是长距离输送中缺点较为显著。此外,由于在运行中司机自由意志起主要作用,容易发生交通事故,对人身、货物、汽车本身造成损失。由于汽车数量的增多,产生交通阻塞,使汽车运行困难,同时产生的废气、噪音也造成了环境污染。运货汽车种类很多,有卡车、厢式货车、拖车、冷藏车等专用货车,虽然大型化是发展趋势,但是小型货车的适用范围很广,今后仍然会保持大型货车和小型货车相结合的汽车运输体系。
                      基于水路的运输方式
                      有海运和内河航运两种。利用水路运送货物,在大批量和远距离的运输中价格便宜,可以运送超大型和超重物。运输线路主要利用自然的海洋与河流,不受道路的限制,在隔海的区域之间是代替陆地运输的必要方式。水上航行的速度比较慢、航行周期长,海上运输有时以几个月为周期,易受天气影响,航期不能保证,建设港湾也要花费高额费用。船舶按用途分类有专用船(如油轮、矿石船、冷冻船等),还有混装船、集装箱船;按装卸货物的方式有载货车辆可以直接开到船上的滚装船,还有无自行能力的船舶等。
                      基于航空的运输方式
                      它们主要优点是速度快。因为时间短,货物损坏少,特别适合一些保鲜物品的输送。但是航空运输的费用高,离机场距离比较远的地方利用价值不大。客运飞机可以利用下部货仓运送少部分货物。随着空运货物的增加,出现了专用货运机,采用单元装载系统,缩短装卸时间,保证“快”的特色。
                      基于管道的运输方式
                      自来水和城市的煤气的输配送是和人们生活最为密切相关的管道运输,它的主要优点是:基本没有运动部件,维修费便宜。管道一旦建成,可以连续不断地输送大量物资,不费人力,运输成本低。管道铺设可以不占用土地或占地较少。此外,具有安全、事故少、公害少等优点。管道运输的缺点是在输送地点和输送对象方面具有局限性。一般适用于气体、液体、天然气、石油等,但是也发展到粉粒体的近距离输送,如粮食、矿粉等,并且还研究了将轻便物体放在特定的密封存器内,在管道内利用空气压力进行输送.如书籍文件、实验样品的输送。随着技术的进步,输送对象的范围在不断扩大。管道的铺设有地面、地下和架空安装等方式。必要时中途要采用保温、加热、加压的措施,以保证管道的畅通。
                      多种方式联合运输
                      联合运输是综合利用某一区间中各种不同运输方式的优势进行不同运输方式的协作,使货主能够按一个统一的运输规章或制度,使用同一个运输凭证,享受不同运输方式综合优势的一种运输形式。联运的最低限度要求是两种不同运输方式进行两程的衔接运输。联合运输按地域划分有国际联运和国内联运两种,国内联运较为简单,国际联运是联合运输最高水平的体现。联合运输具有三个特点:一是具有组织运输的全程性,二是运程凭证的通用性,三是托运手续的简易性。
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第13题    在手机中做本题