网络布线与数制转换

前言

宽带和光纤在生活中都经常听到，应用场景也是随处可见，但还是需要详细的了解一下它们的组成，包括我们经常使用的无线网。
为什么要进行数制转换，数值转换后通常被应用在哪？

一、信号概述

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。可以简单的理解为信息的载体。
其中信号又分为两大类：模拟信号和数字信号。

1.模拟/数字信号

模拟信号：信号连绵不断，幅度大小不定。
优点：直观且容易实现。
缺点：抗干扰能力弱，保密性差，所以在传输的过程中会产生失真、噪声、衰减。
数字信号：信号是离散的，幅度大小固定不变。
优点：抗干扰能力强，传输距离远并能保证质量。
缺点：算法复杂
综上所述：模拟信号虽然容易实现，但它的缺点也十分明显，相对于传输信息的载体来说，还是数字信号来的可靠。

二、双绞线

1.什么是双绞线？

双绞线是一种综合布线工程中最常用的传输介质，是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的，也就是日常生活中所见到的宽带线。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消，有效降低信号干扰的程度。另外，生活中常用的双绞线有5类、超5类和6类。

2.双绞线的分类

1.屏蔽双绞线(STP)
铜线外包裹一层金属网膜，用于电磁环境非常复杂的工业环境中。
屏蔽双绞线比非屏蔽双绞线多了全屏蔽层和/或线对屏蔽层，通过屏蔽的方式，减少了衰减和噪音，从而提供了更加洁净的电子信号，和更长的电缆长度，但是屏蔽双绞线价格更加昂贵，重量更重并且不易安装。
2.非屏蔽双绞线(UTP)
用于电磁干扰相对较弱的环境。
现在相对流行的是非屏蔽双绞线，非屏蔽双绞线无金属屏蔽材料，只有一层绝缘胶皮包裹，价格相对便宜，组网灵活，更易于安装。

3.双绞线标准与分类

EIA/TIA-568：“商用建筑物电信布线标准”
Cat 5：主要用于100Base-T和10Base-T网络
Cat 5e：衰减更小，串扰更少，性能优于5类线
Cat6：传输速率可达1Gbps
Cat7：传输速率可达10Gbps

4.双绞线的连接规范

EIA/TIA 568A和568B
T568A：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
T568B：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕

管脚号	用途	颜色
1	发送+	白绿
2	发送-	绿
3	接收+	白橙
4	不被使用	蓝
5	接收+	白蓝
6	接收-	橙
7	不被使用	白棕
8	不被使用	棕

5.UTP电缆的连接

直通线：又叫正线或标准线，如果电缆一端是T568A，那么另一端也是T568A。
交叉线：同时使用两种布线模式。电缆一端是T568A，另一端则是T568B。
全反线：线序一般是一头为568B，另外一头的颜色全反过来。
其中直通线和交叉线在网络上都有其特定的用途，直通线一般连接不相似设备，交叉线一般连接相似设备。
不相似设备：直通线
交换机端口——路由器端口
集线器端口——PC端口
相似设备：交叉线
交换机端口——交换机端口
交换机端口——集线器端口
集线器端口——集线器端口
路由器端口——路由器端口
PC——路由器端口
PC——PC

三、光纤

1.光纤的概述

光纤的特点：传输带宽高、传输距离远、抗干扰能力强。
光纤的原理：光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理

2.光纤分类

单模光纤和多模光纤。

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	短接较易
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

四、无线电波

1.无线传输介质

在了解无线电波之前，需要线明白无线传输介质。
无线传输介质是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

在自由空间（空气和真空）传播的射频频段的电磁波。
传播特性：
频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远。
频率越高。系统容量越大，覆盖距离越近。
传输方式：直射、反射、折射、穿透、绕射（衍射）和散射。

五、计算机的数制

1.了解数制

数制：技术的方法，指用一组固定的符号和统一的规则表示数值的方法。
数位：指数字符号在一个数中所处的位置。
基数：指在某种进位计数制中，数位上所能使用的数字符号的个数，几进制就是几。
位权：指在某种仅为计数制中，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.数制的分类

二进制：只有数字0和1表示。()B
八进制：数字0——7表示。()O
十进制：数字0——9表示。()D
十六进制：数字0——9，A——F表示。()H表示十六进制数0×()
二进制：计算机中的数是用二进制数表示的，它的特点是逢二进一，因此在二进制中，只有0和1两个数字符号。
十进制：基数是10，数值部分用十个不同的数字符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9来表示。逢十进一。
十六进制：基数是16，它有16个数字符号，除了十进制中的十个数外，还使用了六个英文字母：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。其中A——F分别代表十进制数的0——15。逢十六进一。

八进制转二进制表：从右边开始，每三位二进制可换算成一位八进制数

0	0	000
1	1	001
2	2	010
3	3	011
4	4	100
5	5	101
	6	6
7	7	111

十六、十、二进制转换表：从右边开始，每四位二进制可换算成一位十六进制数

0	0	0000
1	1	0001
2	2	0010
3	3	0011
4	4	0100
5	5	0101
6	6	0110
7	7	0111
8	8	1000
9	9	1001
A	10	1010
B	11	1011
C	12	1100
D	13	1101
E	14	1110
F	15	1111

六、总结

双绞线的连接规范顺序不能不能出错，否则它们之间的发送和接收会出现问题从而导致无法连接设备。
数制就相当于一种与计算机交流的语言，在数值转换之前需要对数制进行了解，特别时对应的表格需要详细的记下来，在之后的运算中会有很大的帮助。