计算机革命/网络/有线通信媒体
预留给第2组
线缆 - 有线通信媒体简介
媒体,无论其是否包含线缆或无线,都允许两个人或更多人无需亲身在场即可相互连接(William.B & Sawyer.S,2007。使用信息技术。McGraw-Hill出版公司:纽约)。在科技时代之前,我们只能使用两种类型的媒体进行通信。这两种类型的媒体是无线电和电话。这种通信以信道通过路径传输信号的方式进行((William.B & Sawyer.S,2007。使用信息技术。McGraw-Hill出版公司:纽约)。)。为了实现这种信号传输,有三种类型的媒体用于促进通信。
1)双绞线 2)同轴电缆 3)光纤电缆
双绞线
双绞线是一种铜线,将您家或工作场所的个人电脑连接到电话线(http://searchnetworking.techtarget.com/sDefinition/0,,sid7_gci213234,00.html)。它被称为双绞线,因为两根绝缘以防止线缆交叉的铜线被绞在一起。您是否曾经与朋友通电话,突然听到别人的谈话?你们中的许多人都有过这样的经历,这可能是由于双绞铜线缠结或松动造成的。绝缘和扭曲有助于减少电话线路的交叉(William.B & Sawyer.S,2007。使用信息技术。McGraw-Hill出版公司:纽约)。由于双绞线由铜制成,因此它被认为是最便宜的媒体通信工具(http://www.tpub.com/content/istts/14224/css/14224_28.htm)。它传输通信信号的频率相对较慢,与其他媒体相比,平均数据传输速度为每秒1-128兆比特(William.B & Sawyer.S,2007。使用信息技术。McGraw-Hill出版公司:纽约)。)。
同轴电缆是一种铠装电缆,带有一个包含两个同心导体或电线的护套塑料。一个通常是内部铜直线,覆盖有护套塑料(绝缘),第二个电线通常是网状屏蔽,并用外部塑料绝缘保护。它也被称为同轴线。这种设计为同轴电缆提供了特殊的优势:由于两个导体被屏蔽并分别限制,因此可以减少电干扰。
其主要用途是在传输线中传输信号或数据。同轴电缆主要用于电视标准清晰度连接以传输电视信号,以及用于计算机网络(互联网连接)如以太网以传输数据。由于它不易受到干扰,因此可以传输更多数据。此外,它还用于传输无线电信号、视频信号和测量信号。
同轴电缆发明于1929年,并于1941年首次投入商业使用。AT&T于1940年建立了其第一个跨大陆同轴传输系统。根据所使用的载波技术和其他因素,双绞铜线和光纤是同轴电缆的替代方案。(2006年12月6日从http://searchnetworking.techtarget.com/sDefinition/0,,sid7_gci211806,00.html检索)
(http://www.epanorama.net/documents/wiring/coaxcable.html。(http://www.pbase.com/dlcmh/coaxial_cables)
家庭有线通信媒体
您家中的计算机、外设和其他设备可能连接到家庭网络中。鉴于这些设备在同一建筑物内的地理位置接近,因此可以使用局域网 (LAN) 技术连接许多设备。此外,这种连接传统上是通过有线技术实现的,例如以太网、HomePNA 和 HomePlug。以下讨论将重点关注家庭网络中的以太网。
后两者,HomePNA (HPNA) 和 HomePlug,分别利用家庭现有的电话或电线作为家庭网络的基础。然而,依赖以太网的家庭网络需要一个共同的“介质”或电缆,并且根据所需的传输速度和设备或互连的数量,以及所选的网络“拓扑结构和结构”,有线 LAN 或以太网段通常也需要中央设备,例如“中继器”(或集线器)、网桥、路由器和/或交换机(Williams,B.K. & S.C. Sawyer,2007,使用信息技术:计算机与通信实践入门,第 7 版,蒙特利尔:McGraw-Hill Irwin,第 326 页;http://computer.howstuffworks.com/ethernet6.htm,http://computer.howstuffworks.com/ethernet4.htm,http://webopedia/com/TERM/E/Ethernet/html,http://www.freesoft.org/CIE/Topics/59.htm,Mitchell,B. @ http://wireless/about/com/cs/homenetworking/a/homewiredless.htm 和 http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ethernet.htm#wp1026438 所有检索日期为 2006 年 11 月 22 日)。
以太网适配器卡相对便宜,但大多数计算机都配备了以太网功能,从而无需购买此内部硬件。集线器也几乎不会增加每个连接的成本(Gilbert,H. @ http://pclt.cis.yale.edu/pclt/COMM/ETHER.HTM 检索日期为 2006 年 11 月 22 日)。因此,尽管需要电缆和额外的中央设备或单元要求,但以太网仍然是一种相对便宜的高速 LAN 替代方案,并且还提供卓越的性能和可靠性。虽然无线技术越来越受欢迎,但“……有线以太网一直是家庭中的传统选择……”(Mitchell,B. @ http://wireless/about/com/cs/homenetworking/a/homewiredless.htm 检索日期为 2006 年 11 月 22 日)。事实上,它“……作为主要的 LAN 技术得以延续(目前用于全球约 85% 的连接到 LAN 的 PC 和工作站……”(http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ethernet.htm#wp1026438 检索日期为 2006 年 11 月 22 日)并且“……是国际行业标准……”(Bellis,M. @ http://inventors.about.com/library/weekly/aa111598.htm 检索日期为 2006 年 11 月 22 日)。
可以使用几种类型的电缆连接以太网设备,但必须提供一个共同的介质作为电子信号的路径。历史上,该介质是同轴铜缆,但如今双绞线或光纤电缆更为常见(Pidgeon,N. @ http://computer.howstuffworks.com/ethernet9.htm 检索日期为 2006 年 11 月 22 日)。这些电缆选项在上面已进行了更详细的讨论,并且在http://www.freesoft.org/CIE/Topics/59.htm(检索日期为 2006 年 11 月 22 日)提供了以太网布线的简要概述。以太网支持的媒体段类型和设计规则也在http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/lan-pages/enet.html(检索日期为 2006 年 11 月 22 日)进行了总结。
以太网是“使局域网成为可能的关键技术之一……”(http://www.freesoft.org/CIE/Topics/60.htm 于 2006 年 11 月 22 日检索)。关于罗伯特(鲍勃)·梅特卡夫在为施乐公司开发第一个以太网网络方面所起的作用,似乎没有争议,并且尽管计算机网络技术发生了变化,但其运行机制仍然源于他的原始设计(Pidgeon, N. @ http://computer.howstuffworks.com/ethernet3.htm 于 2006 年 11 月 22 日检索)。其开发的动力来自于施乐希望共享或联网非常昂贵的打印机——最著名的是世界上第一台激光打印机——在该公司帕洛阿尔托研究中心(PARC),从而使所有计算机都能使用这台特定的打印机(Bellis, M. @ http://inventors.about.com/library/weekly/aa111598.htm 于 2006 年 11 月 22 日检索)。这种最初的布线方法被开发成“……一个实验性的同轴电缆网络……以 3 Mbps 的数据速率运行,使用载波侦听多路访问冲突检测 (CSMA/CD) 协议,用于偶尔流量繁重或间歇性的局域网(http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ethernet.htm#wp1026438 于 2006 年 11 月 22 日检索)。
吉尔伯特(http://pclt.cis.yale.edu/pclt/COMM/ETHER/HTM 于 2006 年 11 月 22 日检索)指出,“‘以太网’一词通常保留用于以 10 兆位/秒的速度传输数据且往返延迟为 50 微秒的系统”,虽然在旧的安装中,它应该“……是一个具有多个连接的单一公共介质……”,但新的桌面安装将以太网……通过电话线传输,并且经常使用光纤构建骨干网。无论如何,“‘以太网’是施乐公司的注册商标……而第二代称为以太网 II……通常以其公司赞助商 Digital、英特尔和施乐的首字母缩写 DIX 命名”(Gilbert, H. @ http://pclt.cis.yale.edu/pclt/COMM/ETHER.HTM 于 2006 年 11 月 22 日检索)。
一个来源指出,“以太网指的是 IEEE 802.3 标准涵盖的局域网 (LAN) 产品系列,该标准定义了通常称为 CSMA/CD 协议的内容”(http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ethernet.htm#wp1026438 于 2006 年 11 月 22 日检索)。Pidgeon(http://computer.howstuffworks.com/ethernet15.htm 于 2006 年 11 月 22 日检索)解释说,“……术语 802.3 [可能] 用于代替或与术语以太网一起使用”,并进一步指出该术语“……泛指 DIX 以太网实现和 IEEE 802.3 标准”(http://computer.howstuffworks.com/ethernet9.htm 于 2006 年 11 月 22 日检索)。所有这一切都源于 IEEE(电气和电子工程师协会)创建了所谓的 802 工作组或委员会——以其成立的年份和月份命名(即 1980 年 2 月)——负责为所有局域网技术制定正式的国际标准,并因此建立了各个子委员会来解决网络的不同方面,并在某种程度上标准化网络技术(Gilbert, H. @ http://pclt.cis.yale.edu/pclt/COMM/ETHER.HTM 和 Pidgeon, N. @ http://computer.howstuffworks.com/ethernet14.htm 均于 2006 年 11 月 22 日检索)。802.3 子组于 1982 年批准了标准草案,并于 1985 年发布了正式标准(即 ANSI/IEEE Std. 802.3-1985——以太网卡和电缆的硬件标准),此后根据技术改进、添加的网络介质、增加的数据速率能力和新的网络访问功能对标准进行了补充(http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ethernet.htm#wp1026438 和 http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/lan-pages/enet.html 均于 2006 年 11 月 22 日检索)。总之,IEEE 本质上“……标准化了与 DIX 以太网在功能上等效的 CSMA/CD 网络的操作”(Pidgeon, N. @ http://computer.howstuffworks.com/ethernet14.htm 于 2006 年 11 月 22 日检索)。
思科系统公司对以太网进行了更深入和更技术性的探讨。他们涵盖了以太网技术的背景和历史、网络元素(节点类别)、拓扑结构和结构、ISO 参考模型、MAC 子层(帧格式及其字段、帧传输、访问规则和访问方法、流量控制、帧接收和标记选项)、物理层(信号传输编码和方法)以及系统注意事项 http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ethernet.htm#wp1026438(于 2006 年 11 月 22 日检索)。
在不到十年的时间里,光纤已成为传输信息的最重要的技术进步之一。这种创新材料彻底改变了电信的流程。
现代电信使用电、光或无线电发送声音、图像和数据。光纤不是传播声波,而是以光脉冲的形式传输数据,其巨大的优势在于光脉冲可以不间断地传输。信息的传输是通过光波而不是电,这避免了电噪声的干扰和信号的劣化。总之,它是一种以光形式传输数据的介质。
光纤系统的一个优点是它可以在一秒钟内传输相当于一套百科全书(24 卷,约 4000 万字)的信息。其他优点包括长距离数据传输(超过 100 公里),它是电介质(不导电),易于安装,以及长连续长度(单模光缆长度最长可达 12 公里)等。(2006 年 12 月 12 日从 http://www.corningcablesystems.com/web/college/fibertutorial.nsf/introfro?OpenForm# 检索)
光纤由一根或多根直径为 50 至 125 微米的光纤组成,我们可以说它或多或少与头发的粗细相同。光缆由一个称为纤芯的圆柱形区域组成,光线通过它传播,同轴纤芯的外部区域称为包层。这种包层是塑料覆盖层或由其他材料制成,以保护它免受湿气的影响。
光纤有两种类型
1)多模光纤分为两类
多模阶跃折射率光纤:用于传统的图像传输,以及短距离的数据传输。
多模渐变折射率光纤:纤芯的折射率从中心向外逐渐减小。这对于中距离传输是最佳的。
2)单模光纤:用于长距离和高速数据传输。
http://www.fiber-optics.info/articles/fiber-types.htm
通信网络不是唯一使用光纤的领域。如今,医学中也使用了这项技术。光纤用于手术,让医生可以使用激光进行手术,手术速度更快,风险和并发症更少。
如今,有三种类型的有线介质,即光纤、同轴电缆和双绞线。光缆的主要优势在于速度,并且其处理相同介质上更多数据的能力一直在稳步提高。然而,这种便利带来的费用可能有点高。尤其不是电缆本身,因为它是基于硅的,而是安装和必要的硬件,如转换器或中继器。
日本曾走在光缆应用的前沿,但如今,它们遍布世界各地的大多数城市,并且随着光缆变得越来越普遍,总体价格将会下降。