网络布线与数制转换
网络布线与数制转换
一、信号（Signal）
信号是表示消息的物理量，如电信号可以通过幅度、频率、相位的变化来表示不同的消息。这种电信号有模拟信号和数字信号两类。信号是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。按照实际用途区分，信号包括电视信号、广播信号、雷达信号，通信信号等；按照所具有的时间特性区分，则有确定性信号和随机性信号等。
信号是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。例如，古代人利用点燃烽火台而产生的滚滚狼烟，向远方军队传递敌人入侵的消息，这属于光信号；当我们说话时，声波传递到他人的耳朵，使他人了解我们的意图，这属于声信号；
遨游太空的各种无线电波、四通八达的电话网中的电流等，都可以用来向远方表达各种消息，这属电信号。人们通过对光、声、电信号进行接收，才知道对方要表达的消息。
1、信号的分类
（1）模拟信号（Amalogue Signal）
模拟信号是指信号波形模拟着信息的变化而变化，其主要特征是幅度是连续的，可取无限多个值，而在时间上则可连续，也可不连续。
（2）数字信号（Digital Signal）
数字信号是指不仅在时间上是离散的，而且在幅度上也是离散的，只能取有限个数值的信号。如电报信息，脉冲编码调制信号灯都属于数字信号。二进制信号就是一种数字信号，它是由“1”和“0”这两位数字的不同组合来表示不同的信息。
2、失真（Distortion）
信号在传输的过程中会因为噪声、衰减等原因产生失真，一般可通过信号放大器、中继器等硬件提升传输质量。
对比模拟信号，数字信号的抗干扰能力更强，传输距离更远并能保证传输质量。
二、双绞线、光纤
1、双绞线（Twisted Pair）
（1）双绞线的构成
总共8根双绞线，两两绞合在一起，常用的有5类，超5类和6类。
（2）双绞线的分类
①屏蔽双绞线
铜线外包裹一层金属网膜，用于电磁环境非常复杂。
②非屏蔽双绞线
用于电磁干扰相对较弱的环境。
（3）双绞线标准
①EIA/TIA-568——“商用建筑物电信布线标准”
TIA：电信工业联盟
EIA：电子工业联盟
TIA/EIA 568 是他们共同制订的布线标准
②Cat 5
五类线，简称Cat 5，是一种计算机网络中使用的双绞式电缆，也是数据、话音等信息通信业务使用的多媒体线材，被广泛应用于以太网、宽带接入工程中，其质量的优劣，直接关系到信息通信的传输质量。由于光纤与通信技术的发展，双绞线对通信质量的影响也在逐渐减小。
五类线的带宽为100M ，主要用于100Base-T和10Base-T网络。
③Cat 5e
超五类线指的是超五类非屏蔽双绞线(UTP—Unshielded Twisted Pair) 和屏蔽双绞线(STP—Shielded Twisted Pair)，是五类线的升级版。
超五类的带宽为155M，相较于5类线衰减更小，串扰更少，性能更好。
④Cat 6
六类双绞线的各项参数都有大幅提高，传输频率也扩展至250MHz或更高，速率可达100Gbps。
六类双绞线在外形上和结构上与五类或超五类双绞线都有一定的差别，不仅增加了绝缘的十字骨架，将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内，而且电缆的直径也更粗。
⑤Cat 7
七类线主要为了适应万兆位以太网技术的应用和发展。但它不再是一种非屏蔽双绞线了，而是一种屏蔽双绞线，因此它可以提供至少500MHZ的综合衰减对串扰比和600MHZ的整体带宽，是六类线和超六类线的2倍以上，传输速率可达10Gbps。
（4）线序规范
①EIA/TIA 568A
白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
②EIA/TIA 568B（常用）
白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕
（5）线缆种类
①标准网线
直通线缆的水晶头两端都遵循T568B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。
②交叉网线
交叉线缆的水晶头一端遵循568A，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）普通端口或网卡连网卡上。
③全反线
全反线是连接设备console口和PC串口的终端线，线序12345678——87654321，连接后用超级终端，9600，无流控。
全反线。线序一般是一头为568B，另外一头的颜色全反过来，主要连接电脑和交换机、路由器的Console口。这种连接允许计算机用户登录路由器或者交换机来输入命令（直接连接，非远程访问）。
（6）双绞线的制作步骤
（1）将双绞线的外皮剥去适当长度；
（2）将每条线按照线序调整好；
（3）把线头剪齐；
（4）将双绞线插入RJ-45接头；
（5）用压线钳压紧。
2、光纤（Optical Fiber）
1、光纤的原理
光纤网络是利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具接到公司或家或机房。利用交换机或其他终端转换为普通RJ45网线接到电脑上，也叫LAN，由交换机或其他终端自动分配IP，内网IP需要在终端后台设置，默认为自动，不用拨号。
2、光纤的特点
相较于双绞线，传输带宽高，传输距离远，抗干扰能力强。
3、光纤分类
①单模光纤(Single Mode Fiber)
单模光纤的中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光纤。
单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输距离，在100Mbps的以太网以至1G千兆网，单模光纤都可支持超过5000m的传输距离。
②多模光纤（Multimode Optical Fiber)
多模光纤容许不同模式的光于一根光纤上传输，由于多模光纤的芯径较大，故可使用较为廉价的耦合器及接线器，多模光纤的纤芯直径为50μm至100μm。
| 单模光纤 | 多模光纤 |
|---|---|
| 用于高速度，长距离 | 用于低速度，短距离 |
| 成本高 | 成本低 |
| 端接较难 | 端接较易 |
| 窄芯线，需要激光源 | 宽芯线，聚光好，光源可采用激光或发光二极管 |
| 耗散极小，高效 | 耗散大，低效 |
三、无线电波（Airwave）
1、无线传输介质
利用电磁波充当传输媒体的传输介质
包括：无线电波、微波、红外线和激光等
2、无线电波原理
在自由空间（空气和真空）传播的射频频段的电磁波
3、无线电波的传播特性
射频越低，传播损耗越小，覆盖距离越远。
射频越高，系统容量越大，覆盖距离越近。
4、无线电波的波段表
| 波段 | 频率 | 波长 | 传播方式 | 主要用途 |
|---|---|---|---|---|
| 长波 | 30-300KHz | 10km-1Km | 地波 | 超远程无线电通讯和导航 |
| 中波 | 0.3-3MHz | 1Km-100m | 地波和天波 | 无线电广播和电报通讯 |
| 短波 | 3-30MHz | 100m-10m | 地波和天波 | 无线电广播和电报通讯 |
| 超短波 | 30-300MHz | 10m-1m | 近似直线传播 | 无线电广播、电视、导航 |
| 微波-分米波 | 0.3-3GHz | 1m-0.1m | 直线传播 | Wi-Fi、电视、雷达、导航 |
| 微波-厘米波 | 3-30GHz | 10cm-1cm | 直线传播 | Wi-Fi、电视、雷达、导航 |
| 微波-毫米波 | 30-300GHz | 10mm-1mm | 直线传播 | Wi-Fi、电视、雷达、导航 |
5、传播特性分类
（1）地波传播（Groundwave Propagation）
地波：沿着地球表面传播的电波，称为地波。在传播过程中因电波受到地面的吸收，其传播距离不远。频率越高，地面吸收越大，因此短波、超短波沿地面传播时，距离较近，一般不超过100公里，而中波传播距离相对较远。优点是受气候影响较小，信号稳定，通信可靠性高。
（2）天波传播（Sky Wave Propagation）
天波： 靠大气层中的电离层反射传播的电波，称为天波，又称电离层反射波。发射的电波是经距地面70—80公里以上的电离层反射后至接收地点，其传播距离较远，一般在1000公里以上。缺点是受电离层气候影响较大，传播信号很不稳定。短波频段是天波传播的最佳频段，渔业船舶配备的短波单边带电台，就是利用天波传播方式进行远距离通信的设备。
（3）直线传播（Rectilinear Propagation）
在空间由发射地点向接收地点直线传播的电波，称空间直线电波，又称直线波或视距波。传播距离为视距范围，仅为数十公里。渔业船舶配备的对讲机和雷达均是利用空间波传播方式进行通信的设备。
6、微波（Microwave）
主要包括：分米波、厘米波、毫米波
（1）地面微波
点对点微波
传输距离：50-100km
（2）卫星微波
传输距离：3.6万km
传输延时长
7、红外线和激光
（1）红外线（Infrared）
不受无线电波的干扰，近距离传输
受太阳光的干扰大，不能穿墙
（2）激光（Laser）
传输距离远，延时长
直线传播，不能穿越障碍
8、天线（Aerial）
用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。
一般由振子、馈电网络、外罩这三部分组成
振子向空间发射电磁波
馈电网络连接收发信机与天线振子
外罩用来保护天线内部器件
四、综合布线系统（Generic Cabling System）
1、建筑物综合布线系统
建筑物综合布线系统是传输语音、数据、影像和其他信息的标准结构化布线系统。
它是建筑物或建筑群内的传输网络；
物理结构一般采用模块化设计和星型拓扑结构；
使语音和数据通信设备、交换设备和其它信息管理系统彼此相连接。
2、六大子系统
（1）工作区子系统
由信息插座的软线和终端设备连接而成，包括装配、连接、扩展软线，并将它们搭建在输入、输出插座与设备终端之间，其中信息插座分为墙、地、桌、软基型多种形式。
（2）垂直子系统
是综合布线系统的中心系统，主要负责连接楼层配线架系统与主配线架系统。
（3）水平子系统
本系统主要负责将管理子系统配线架的电缆从干线子系统延伸至信息插座位置，一般来说这些系统都处在同一楼层。
（4）管理间子系统
连接各楼层水平布线子系统和垂直干缆线，负责连接控制其他子系统，由交连、互连和I/O设备组成，可以定位通信线路，便于实现对通讯线路的管理。
（5）设备间子系统
组成部分包括电缆、连接器和相关支撑硬件，负责公共系统间的各种设备连接。设备间子系统中的导线类似于电话配线系统站内配线，它将相对应的电气保护设备连接到了需要设备保护的建筑物设施地点。
（6）建筑群子系统
本系统是把其中一个建筑的电缆线通过技术延伸至本建筑群中其他的建筑中的通讯设备中，以此为楼群之间的信号连接提供可能。它还为通讯设备提供工作需要的硬件零件设施，其中包括防护浪涌电压的电气防护设备、铜制电缆以及光缆，同样可以类比于电话配线系统中电缆保护箱和保护电缆的作用。
3、综合布线的优点
（1）结构清晰，便于管理维护
（2）材料统一先进，适应今后的发展需要
（3）灵活性强，适应各种不同的需求，使用非常灵活
（4）便于扩充，既节约费用又提高了系统的可靠性
五、计算机的数制
1、数制、数位、基数、位权的概念
（1）数制
计数的方法，指用一组固定的符号和统一的规则表示数制的方法
（2）数位
指数字符号在一个数中所处的位置
（3）基数
指在某种进位计数制种，数位上所能使用的数字符号的个数
（4）位权
指在某种进位计数制中，数位所代表的大小，即处在某一位上的“1”所表示的数值的大小
2、二进制数制系统
（1）二进制数制系统只需用两种状态表示数字，容易实现和理解
（2）二进制的运算规则简单
0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=0
0X0=0,0X1=0,1X0=0,1X1=1
（3）用二进制容易实现逻辑运算
真 假
3、十六进制数制系统
十六进制数制系统的基数是16
前十个数字是0到9
后面是A、B、C、D、E和F，分别表示10、11、12、13、14和15
4、数制的表示
（1）十进制数（Decimal Number）
(1010)10,1010D,1010
（2）二进制数（Binary Number）
（1010）2,1010B
（3）十六进制数（Hexadecimal Number）
（1010）16，1010H
5、数制的计算和转化口诀
十进制数的特点是逢十进一
二进制数的特点是逢二进一
十六进制数的特点是逢十六进一
（1）二、十六进制转化为十进制
上标法加一加
（2）十进制转化为二、十六进制
余数法顺一把
6、常见的二进制数
（10000000）2=（128）10
（11000000）2=（192）10
（11100000）2=（224）10
（11110000）2=（240）10
（11111000）2=（248）10
（11111100）2=（252）10
（11111110）2=（254）10
（11111111）2=（255）10
7、2的n次方表
2的1次方：2
2的2次方：4
2的3次方：8
2的4次方：16
2的5次方：32
2的6次方：64
2的7次方：128
2的8次方：256
2的9次方：512
2的10次方：1024
8、计算的的存储单位
计算机存储量可以用位和字节计量，运用的就是二进制算法
| 8位 | 1字节 |
|---|---|
| 1024字节 | 1KB |
| 1024KB | 1MB |
| 1024MB | 1GB |
| 1024GB | 1TB |
