1.7.3 拓展实训
1.课内学习任务
以太网使用的传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。
（1）双绞线：双绞线由两根绝缘铜导线拧成规则的螺旋状结构，绝缘外皮是为了防止两根导线短路。每根导线都带有电流，并且其信号的相位差保持180°，目的是抵消外界电磁干扰对两个电流的影响。螺旋状结构可以有效降低电容（电流流经导线过程中，电容可能增大）和串扰（两根导线间的电磁干扰）。把若干对双绞线捆扎在一起，外面再包上保护层，就是常见的双绞线电缆。
虽然铜的导电性能良好，但电阻仍会使信号衰减。也就是说，信号在双绞线上的传输距离要受到限制。为了延长传输距离，可以在两段双绞线间插入中继器等连接设备。
双绞线既可以传输模拟信号，又可以传输数字信号。因结构不同，可分为非屏蔽双绞线（unshielded twisted-pair，UTP）和屏蔽双绞线（shielded twisted-pair，STP）。屏蔽双绞线比非屏蔽双绞线增加了一个屏蔽层，能够更有效地防止电磁干扰。双绞线价格低廉，是一种广泛使用的传输介质，如家庭中的电话线。局域网也普遍采用双绞线作为传输介质。双绞线使用RJ-45接头连接网卡和交换机等通信设备，需用到4对双绞线。
（2）同轴电缆：同轴电缆由四层组成（图1-38）。最里层是一根铜或铝的裸线，这是同轴电缆的导体部分；其上包裹着一层绝缘体，以防止导体与第三层短路；第三层是紧紧缠绕在绝缘体上的金属网，用以屏蔽外界的电磁干扰；最外一层是用作保护的塑料外皮。
图1-38 同轴电缆
同轴电缆既可以传输模拟信号又可以传输数字信号。按照阻抗划分，可分为50 Ω同轴电缆和75 Ω同轴电缆。50 Ω同轴电缆适用于数字信号传输，常用于组建局域网。75 Ω同轴电缆适用于频分多路复用的模拟信号传输，常用于有线电视信号的传输。按照同轴电缆的直径区分，同轴电缆有粗缆和细缆两种。粗缆直径为12.7 mm，传输距离为500 m，它与网卡相连须通过收发器。收发器一端与网卡的AUI接口相连，叫作DIX接头，另一端是一个刺入式抽头，可刺破绝缘层与缆芯相连。细缆直径为6.35 mm，传输距离为185 m，它与网卡相连须通过BNC连接器。BNC系列连接器包括4种元件，分别是BNC缆线连接器，用于连接缆线端头；BNC T型头，用于连接网卡和缆线；BNC桶型连接器，用于连接两根缆线；BNC连接器，用于吸收信号的反射波（图1-39）。
图1-39 BNC系列连接器
（3）光导纤维：光导纤维简称光纤。与前述两种传输介质不同的是，光纤传输的信号是光，而不是电流。它是通过传导光脉冲来进行通信的。可以简单地理解为以光的有无来表示二进制0和1。
光纤由内向外分为核心、覆层和保护层3个部分。其核心是由极纯净的玻璃或塑胶材料制成的光导纤维芯，覆层也是由极纯净的玻璃或塑胶材料制成的，但它的折射率要比核心部分低。正是由于这一特性，如果到达核心表面的光，其入射角大于临界角时，就会发生全反射。光线在核心部分进行多次全反射，达到传导光波的目的。图1-40描绘了光纤的基本原理。
图1-40 光纤的基本原理
光纤分为多模光纤和单模光纤两种。若多条入射角不同的光线在同一条光纤内传输，这种光纤就是多模光纤。单模光纤的直径只有一个光波长（5～10 μm），即只能传导一路光波，单模光纤因此而得名。
利用光纤传输的发送方，光源一般采用发光二极管或激光二极管，将电信号转换为光信号。接收端要安装光电二极管，作为光的接收装置，并将光信号转换为电信号。光纤是迄今为止传输速率最快的传输介质（现已超过10 Gbps）。光纤具有很高的带宽，几乎不受电磁干扰的影响，中继距离可达30 km。光纤在信息的传输过程中不会产生光波的散射，因而安全性高。另外，它的体积小、重量轻，易于铺设，是一种性能良好的传输介质。但光纤脆性高，易折断，维护困难，而且造价昂贵。目前，光纤主要用于铺设骨干网络。
2.课外学习任务
（1）了解结构化综合布线相关知识。
（2）了解交换机、路由器、防火墙等网络互连设备。