網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介及連線設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的傳輸需要有“傳輸媒體"，這好比是車輛必須在公路上行駛一樣，道路質(zhì)量的好壞會影響到行車的安全舒適。同樣，網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介的質(zhì)量好壞也會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，包括速率、數(shù)據(jù)丟失等。

常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介可分為兩類：一類是有線的；一類是無線的。有線傳輸媒介主要有同軸電纜、雙膠線及光纜；無線媒介有微波、無線電、激光和紅外線等。

一、同軸電纜（Coaxial cable）及有關(guān)設(shè)備

同軸電纜可分為兩類：粗纜和細(xì)纜，這種電纜在實(shí)際應(yīng)用中很廣，比如有線電視網(wǎng)，就是使用同軸電纜。不論是粗纜還是細(xì)纜，其中央都是一根銅線，外面包有絕緣層。如圖1所示。

圖1

由于同軸電纜絕緣效果佳，頻帶也寬，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，價(jià)格適中，性價(jià)比高，是局域網(wǎng)中普遍采用的一種媒介。經(jīng)常提到的10BASE-2以太網(wǎng)就是使用細(xì)同軸電纜組網(wǎng)的。

使用同軸電纜組網(wǎng)，需要在兩端連接50歐的反射電阻，這就是通常所說的終端匹配器。

同軸電纜組網(wǎng)的其它連接設(shè)備，細(xì)纜與粗纜的不盡相同。即使名稱一樣，其規(guī)格大小也有差別。

1、細(xì)纜連接設(shè)備及技術(shù)參數(shù)

采用細(xì)纜組網(wǎng)，除需要電纜外，還需要BNC頭、T型頭及終端匹配器等。如圖2。同軸電纜組網(wǎng)的網(wǎng)卡必須帶有細(xì)纜連接接口（通常在網(wǎng)卡上標(biāo)有"BNC"字樣）。

下面是細(xì)纜組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)：

• 最大的干線段長度；185米

• 最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：925米

• 每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：30

• BNC、T型連接器之間的最小距離：0.5米

2、粗纜連接設(shè)備

包括轉(zhuǎn)換器、DIX連接器及電纜、N－系列插頭、N－系列匹配器，如圖3。使用粗纜組網(wǎng)，網(wǎng)卡必須有DIX接口（一般標(biāo)有DIX字樣）。

下面是采用粗纜組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)：

• 最大的干線長度：500米

• 最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：2500米

• 每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：100

• 收發(fā)器之間的最小距離：2.5米

• 收發(fā)器電纜的最大長度：50米 

二、雙絞線（Twisted-pair）

雙絞線是由兩條導(dǎo)線按一定扭距相互絞合在一起的類似于電話線的傳輸媒體，每根線加絕緣層并有顏色來標(biāo)記，如圖4所示。成對線的扭絞旨在使電磁輻射和外部電磁干擾減到最小。雙絞線按其電氣特性分級或分類。

圖4

EIA/TIA（電氣工業(yè)協(xié)會/電信工業(yè)協(xié)會）第一類雙絞線通常在LAN技術(shù)中不使用,主要用于模擬話音。

EIA/TIA第二類可用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（數(shù)據(jù)），如數(shù)字話音、IBM3270等。這兩類雙絞線在LAN中很少使用。

EIA/TIA第三類雙絞線是一種24WG的四對非屏蔽雙絞線,符合EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)中確定的100歐姆水平步線電纜的要求，可用來進(jìn)行10Mbps和IEEE802.3 10Base-T的話音和數(shù)據(jù)傳輸。

EIA/TIA第四類雙絞線在性能上比第三類有一定改進(jìn),適用于包括16Mbps令牌環(huán)局域網(wǎng)在內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率。其傳輸特性滿足EIA/TIA Technical Services Bulletin 定義的第四類電纜的規(guī)范，也滿足NEMA和UL　Twisted-pair Qualification Program定義的規(guī)范。這類雙絞線可以是UTP，也可以是STP。

EIA/TIA第五類雙絞線是24AWG的4對電纜，比100歐姆低損耗電纜具有更好的傳輸特性，并適用于16Mbps以上的速率，最高可達(dá)100Mbps。150歐姆STP是另外一種高性能屏蔽式22AWG或24AWG的電纜，它支持的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)100Mbps或更高，并支持600MHz頻帶上的全息圖象。

使用雙絞線組網(wǎng)，網(wǎng)卡必須帶有RJ45接口，另外還需要一個(gè)非常重要的設(shè)備----集線器HUB。圖5是RJ45接頭示意圖。

圖5

根據(jù)AT&T接線標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線與RJ45接頭的連接方法在10BASE-T和100BASE-T是相同的。它需要4根導(dǎo)線通信，兩條用于發(fā)送數(shù)據(jù)，兩條用于接收數(shù)據(jù)，如圖6。

圖6

注意，在接線時(shí)，一定要按線的顏色對應(yīng)接線，否則會使通信不穩(wěn)定。

雙絞線（10BASE-T）以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范可歸結(jié)為5-4-3-2-1規(guī)則：

• 允許5個(gè)網(wǎng)段，每網(wǎng)段最大長度100米

• 在同一信道上允許連接4個(gè)中繼器或集線器

• 在其中的三個(gè)網(wǎng)段上可以增加節(jié)點(diǎn)

• 在另外兩個(gè)網(wǎng)段上，除做中繼器鏈路外，不能接任何節(jié)點(diǎn)

• 上述將組建一個(gè)大型的沖突域，最大站點(diǎn)數(shù)1024，網(wǎng)絡(luò)直徑達(dá)2500米

上述規(guī)則只是一個(gè)粗略的設(shè)計(jì)指南，實(shí)際的數(shù)據(jù)因廠家不同而異，現(xiàn)在的集線器一般可以級鏈7層。雙絞線組網(wǎng)的基本要求是網(wǎng)絡(luò)部件間延時(shí)滿足如下公式：

（中繼器延時(shí) + 電纜延時(shí) + 網(wǎng)卡延時(shí)×2）×2 < 51.2ms

利用雙絞線組網(wǎng)，可以獲得良好的穩(wěn)定性，在實(shí)際應(yīng)用中越來越多。尤其是近年來，快速以太網(wǎng)的發(fā)展，利用雙絞線組建不須再增加其它設(shè)備，因此被業(yè)界人士看好。

三、光纖（Fiber Optical Cable）

組建快速網(wǎng)絡(luò)，光纖是選擇。光纜是由許多細(xì)如發(fā)絲的塑膠或玻璃纖維外加絕緣護(hù)套組成，光束在玻璃纖維內(nèi)傳輸，防磁防電，傳輸穩(wěn)定，質(zhì)量高，適于高速網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)。如圖7所示。

圖7

利用光纜連接網(wǎng)絡(luò)，每端必須連接光/電轉(zhuǎn)換器，另外還需要一些其它輔助設(shè)備?；诠饫|的網(wǎng)絡(luò)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定了許多規(guī)范，具體如下：

• 10BASE-FL

• 10BASE-FB

• 10BASE-FP

其中10BASE-FL是使用*泛的數(shù)據(jù)格式，下面是其組網(wǎng)規(guī)則：

• 最大段長： 2000M

• 每段最大節(jié)點(diǎn)（NODE）數(shù)：2

• 每網(wǎng)絡(luò)最大節(jié)點(diǎn)（NODE）數(shù)： 1024

• 每鏈的最大HUB數(shù)：4

表1是三種傳輸媒介的比較。

表1 同軸電纜、雙絞線、光纜的性能比較

四、無線媒體

上述三種傳輸媒體的有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，那便是都需要一根線纜連接電腦，這在很多場合下是不方便的。無線媒體不使用電子或光學(xué)導(dǎo)體。大多數(shù)情況下地球的大氣便是數(shù)據(jù)的物理性通路。從理論上講，無線媒體最好應(yīng)用于難以布線的場合或遠(yuǎn)程通信。無線媒體有三種主要類型：無線電、微波及紅外線。下面我們主要介紹無線電傳輸介質(zhì)。

無線電的頻率范圍在10KHz-16KHz之間。在電磁頻譜里，屬于“對頻"。使用無線電的時(shí)候，需要考慮的一個(gè)重要問題是電磁波頻率的范圍（頻譜）是相當(dāng)有限的。其中大部分都已被電視、廣播以及重要的政府和軍隊(duì)系統(tǒng)占用。因此，只有很少一部分留給網(wǎng)絡(luò)電腦使用，而且這些頻率也大部分都由國內(nèi)“無線電管理委員會（無委會）"統(tǒng)一管制。要使用一個(gè)受管制的頻率必須向無委會申請?jiān)S可證，這在一定程度上會相當(dāng)不便。如果設(shè)備使用的是未經(jīng)管制的頻率，則功率必須在1W以下，這種管制目的是限制設(shè)備的作用范圍，從而限制對其它信號的干擾。用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語來說，這相當(dāng)于限制了未管制無線電的通信帶寬。下面這些頻率是未受管制的：

• 902 ～ 925MHz

• 2.4GHz(全球通用)

• 5.72 ～ 5.85 GHz

無線電波可以穿透墻壁，也可以到達(dá)普通網(wǎng)絡(luò)線纜無法到達(dá)的地方。針對無線電鏈路連接的網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在已有相當(dāng)堅(jiān)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)，在業(yè)界也得到迅速發(fā)展。