第3 物理傳輸選如第1章所述，許多人都投入了巨大的資源來開發(fā)網(wǎng)絡通信。在他們的努力下，網(wǎng)絡從研究的紙上談兵狀態(tài)變成了事實,成千上萬英里的通信線路就是強大的證明。如今，網(wǎng)絡的結構是由大量的銅線電纜和光纖電纜以及無線連接組成的。隨著人們對更快速的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰粩嘣鲩L，通信電纜電路和無線網(wǎng)絡極大擴展了。在這些不同的介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)的方法也得到了發(fā)展。例如，在兩項最偉大的改進中，數(shù)據(jù)在雙絞線上的傳輸速度已經(jīng)可以達到100Mbps而纖還走面得站求應序(如多)的通信速度可超過100Mbps。本章首先介紹影響網(wǎng)絡傳輸技術和介質(zhì)的標準化組織，隨后學習各種通信電路介質(zhì)，包括早期應用于網(wǎng)絡的同軸電纜，以及目前使用的流行的光纖和無線介質(zhì)。本章還將介紹數(shù)據(jù)是如何使用包和單元來進行傳輸?shù)模约坝嘘P載波方法的內(nèi)容，包括點對點、 T載波SONET、ISDN和無線傳輸。描述不同類型的網(wǎng)絡介質(zhì)，包括同軸電纜、雙絞線、光纖和無線介質(zhì)，對于給定的網(wǎng)絡配置可以指明其使用的介質(zhì)類型。解釋WAN載波類型—點對點、T載波、SONET、ISDN在建立網(wǎng)絡標準以確保通信和網(wǎng)絡設備有的標準方面，許多和國際組織發(fā)揮了重要的作用。這些組織包括：?化(ANSI)電氣電子工程師(IEEE)國際通信(ITU)國際標準化組織(ISO)Internet(ISOC)和相關的Internet工程任務組(IETF)電子工業(yè)(EIA)和相關的通信工業(yè)(TIA)化化(ANSI)是在多項技術領域內(nèi)都有很大的標準化組織。ANSI成立于1918年，主要處理商務、機構和國際組織中有關產(chǎn)品標準問題以達成協(xié)議，其中產(chǎn)品的概念很廣，從自行車頭盔到通信電纜都有。ANSI已經(jīng)實現(xiàn)了11000多種產(chǎn)品的標準化。在計算機行業(yè)中，該組織已經(jīng)在屏幕顯示屬性、數(shù)字通信和光纖電纜傳輸?shù)确矫鎸崿F(xiàn)了標準化。ANSI是國際標準化組織(ISO)中的代表電氣電子工程師電氣電子工程師(IEEE)是建立通信標準的關鍵組織。IEEE是包含科學、技術和教育在內(nèi)的專業(yè)，在140。IEE的計算機局域網(wǎng)發(fā)展了目前應用的許多網(wǎng)絡互連標準，大概其中最重要的當屬用在局域網(wǎng)環(huán)境下物理電纜電路和傳輸?shù)摹?02”標準。802標準于1980年開始開發(fā)，由IEEE802和Project802創(chuàng)建。802標準的說明如下：802.3—帶有檢測的載波偵聽多路存取方法(CSMA/CD)的標準802.6—包速無連接網(wǎng)絡互連在內(nèi)的LAN和MAN網(wǎng)絡標準802.9—集成網(wǎng)絡互連服務(如語音和數(shù)據(jù)集成)另一個國際標準化組織—國際通信(ITU)，是為調(diào)制解調(diào)器、電子郵件和數(shù)字系統(tǒng)制訂標準的。ITU為下列標準做出了貢獻：調(diào)制解調(diào)器的V標準，如56Kbps傳輸?shù)男耉.90標準用于國際電子郵件交換的X.400標準全世界電子郵 的X.500標準X.25WAN國際標準化組織(ISO)是一個非的組織，位于瑞典的日內(nèi)瓦，有100多個國家加入ISO尤其對深刻影響信的計算機業(yè)界的標準感。它一直致力于先進的開放系統(tǒng)，Internet和Internet工程任務Internet(ISOC)是一家非國際組織，其任務是主辦會議和物，并協(xié)調(diào)Internet標準。Internet工程任務組(IETF)從前是獨立的組織，如今作為ISOC的一個群體，任務集中在Internet技術問題上(如路由)。IETF在ISOC中協(xié)助保護基金，并在Internet標準的發(fā)展中鼓勵國際間合作。電子工業(yè)和通信工業(yè)1985年，計算機和通信公司請求電子工業(yè)(EIA)來開發(fā)網(wǎng)絡布線的標準。于是，EIA為電子接口(如計算機的串行接口)開發(fā)了標準。通信工業(yè)(TIA)成立于1988年，在EIA中是一個獨立的實體，負責建立通信和布線標準。這種標準了網(wǎng)絡區(qū)域中用于連接工作站和服務器的水平布線(horizontalcabling)方法，以及在網(wǎng)絡設備室、寫字樓間運行的主干布線(backbonecabling)。OSI模型的第1層包含著介質(zhì)和接口，最基本的通信就是在這里完成的。目前共有四種基本的介質(zhì)類型：同軸電纜、雙絞線、光纖電纜和無線技術。在以下小節(jié)中，學習各介質(zhì)的優(yōu)缺點。各種介質(zhì)都有其各自的特點，適用于某特定類型的網(wǎng)絡。最常用的是雙絞線電纜；同軸電纜也很常用，但更主要應用在原來的LAN中；光纖電纜通常用于連接要求高速存取的計算機，以及在不同樓層和建筑物間連接網(wǎng)絡；無線技術用于使用電纜連接非常或非常昂貴的環(huán)境下。同軸電同軸電纜有粗、細兩種形式。在早期的網(wǎng)絡中經(jīng)常使用粗同軸電纜作為連接不同網(wǎng)絡的主干。20世紀801個定義的介質(zhì)類型就是粗同軸電纜。因為有了更好的產(chǎn)品如光纖電纜等來取代它，目前粗同軸電纜已經(jīng)不經(jīng)常使用了。細同軸電纜的直徑與粗同軸電纜相比要小一些，用于將桌面工作站連接到LAN上的網(wǎng)絡中。細同軸電纜相比，粗同軸電纜中導體的直徑相對較大(0.4英寸)。導體被一層絕緣材料包圍，(PVC)或特氟綸(eflon)殼覆蓋著鋁套。這種類型的電纜也稱為RG-8電纜(RG即RadioGrade的縮寫)。鋁聚氯乙烯或特鋁銅導圖3-1在許多地方，網(wǎng)絡電纜要布在高壓地帶，如在天花板設計不合理的房屋中，循環(huán)流動的空氣會達筑物的他分。由于PVC在燃燒時會 氣體，在這種環(huán)境下使用高電纜比較安全。高壓電纜包著特氟綸材料，在燃燒時不 氣體。電纜套每2.5m進行標注，指示可以在何處連接網(wǎng)絡連接設備。如果連接的設備間的距離大大低于2.5m，那么信號就會受損，從而產(chǎn)生網(wǎng)絡錯誤。連接設備是介質(zhì)存取單元 (MediaAccessUnit，MAU)收發(fā)機，由電纜中的較低的電流(0.5A驅(qū)動，其中裝有15的連接元接口(AttaentUnitInterface，AUI)插座。網(wǎng)絡結點有其自身的與網(wǎng)絡接口連接的AUI連接設備中的AUI就通過電纜與該網(wǎng)絡結點連接(圖3-2)AUI是插座和接口電路的標準接口，對于使用同軸、雙絞和光纖主干電纜連接的物理網(wǎng)絡，各有其電子特性。粗同軸電纜可長達50m，細或級的AUI電纜可以有12.5m長。電纜的抗為50，電纜段由連有50電器的N插座來劃分。阻抗阻礙著電流流量，以歐姆()為單位衡量。阻抗影響著在最理想的狀態(tài)下，包AUIAUIAUIMAUMAU10Base5N50終結

圖3-2連接到10Base5

50終結粗同軸電纜難以彎曲，因此在使用過程中，必須要注意并遵循其最小彎曲直徑。在直徑加大的一側(cè)，因為導體直徑較大并有鋁的保護，因此與細同軸電纜相比，電纜線能夠很好地免除EMI和RFI(物理層干擾)10Mbps的總線網(wǎng)絡上(見表3-1)。根據(jù)IEEE標準，最大長度或延伸為500m10Base。1010Mbps，Base用的是基帶而非寬帶。在基帶傳輸中，介質(zhì)的整個通道容量由一個數(shù)據(jù)信號使用，因此一次只能傳輸一個結點。寬帶傳輸在單一的通信介質(zhì)中使用多個傳輸通道，允許同時傳輸多個結10Mbps或100Mbps。粗同軸電纜可以用在基帶或?qū)拵鬏斨校跀?shù)據(jù)網(wǎng)絡中，通常用于基帶傳輸。由于直徑大而且控制、終止起來比較，所以粗同軸電纜的應用并不很廣泛。并且，粗同軸電纜的價格和安裝成本都比較昂貴。然而盡管如此，粗同軸電纜是非常可靠耐用的，具有很強的抵抗的能力。表3- 以太網(wǎng)應用中粗同軸電纜(10Base5)的屬 以太網(wǎng)說阻 最大長 500m(大約1650英尺電纜中抽頭的最大數(shù) 100(包括終結器分接頭間的最小距 2.5m(大約8.25英尺 帶的類 基被連接段的最大數(shù) 包含結點的段的最大數(shù) 中繼器的最大個 經(jīng)由中繼器的總長度最大 2500m(大約1.5英里細同軸電纜與電視的電纜很相似，然而又有所不同，網(wǎng)絡電纜的電子特性非常精確且必須符合IEEE標準。與粗同軸電纜一樣，以太網(wǎng)規(guī)范上要求細同軸電纜的阻抗為50。細同軸“RG-58A/U”的，說明這是50的電纜。一般網(wǎng)絡管理員稱之為10Base2，10Mbps，布線可達185m(在1990年之前為200m)，使用基帶類型的數(shù)據(jù)傳輸。但是，由于轉(zhuǎn)發(fā)器等網(wǎng)絡設備的實施，可以為長距離的傳輸將信號放大并重新調(diào)整其時間，所以這二者間的差別越來越模糊了。特氟綸套覆蓋以絕緣。這與圖3-1所示的粗同軸電纜很細同軸電纜連在同軸電纜接插件(BayonetNutConnector，簡寫為BNC)上，然后再由BNC與T型接頭連接。項目練習3-1舉出了這種連接的例子。T型接頭算機或設備是電纜中的最后一個結點，那么終結器就

終結BNCBNCBNCT圖3-3一端帶終結器的BNC-T同軸電纜接插件(BNC)是一種用于同軸電纜的連接器，有一個像接合銷釘一樣的外殼。Male的BNC連接器有兩個小按鈕插在female連接器的環(huán)形槽中。連接時，兩個連接器繞在一起的部分大約有1/4。有時沒有經(jīng)驗的安裝和用戶會在BNCT型接頭與連接到網(wǎng)絡上的設備的NIC之間安裝引入電纜，使得T型接頭不是直接與IC相連。這是不符合IEE規(guī)范的，會引起網(wǎng)絡上的傳輸問題(比如連接斷開)。細同軸電纜安裝起來要比粗同軸電纜容易而且便宜，但是雙絞線柔性很好，所以更加利于安裝和使用。這也是為什么同軸電纜僅使用在比較有限的范圍的原因。而細同軸電纜優(yōu)于雙絞線之處在于它可以抵抗EMI和RFI。表3-2描述了以太網(wǎng)應用上的細同軸電纜的屬性。表3-2以太網(wǎng)應用的細同軸電纜(10Base2)屬 以太網(wǎng)說阻185m(大約610.5英尺電纜中抽頭的最大數(shù)30(包括終結器抽頭間的最短距0.5m(大約1.65英尺基連接的段的最大5含有結點的段的最大數(shù)3轉(zhuǎn)發(fā)器(用來放大信號并為信號重新分配時間)的最4通過轉(zhuǎn)發(fā)器的總長度的最大925m(大約3052.5英尺雙絞雙絞線與線很相似，IEEE于1990年批準其可用于網(wǎng)絡互連，目前已經(jīng)成為一種非常流行的通信介質(zhì)。雙絞線是一種柔性的通信電纜，包含著成雙的絕緣銅線，它們交織在一起以減少EMI和RFI，并在外面還套著一層絕緣套。雙絞線的柔性比同軸電纜要好，因此非常適合于在穿墻、圍墻角時采用。如果與合適的網(wǎng)絡設備相連，這種電纜可以適應100Mbps或者更快的網(wǎng)絡通信。在大多數(shù)應用下，雙絞線的最大布線長度為100m。雖然雙絞線可以擴展到100m，但是按通常的經(jīng)驗，考慮到網(wǎng)絡設備中和布線室里要額外布線，所以雙絞線最好限制在90m以內(nèi)。雙絞線用RJ-45頭連接在網(wǎng)絡設備上，這種RJ-45頭與中使用的RJ-11頭非常相似(見圖3-4)。這些接頭要比T型接頭便宜，而且在移動時不易損害。雙絞線易于連接，與同軸電纜相圖3-4帶RJ-45頭的雙絞比，允許的柔性電纜配置(參見項目練習3-2)。雙絞線有兩種類型：的和非的。雙絞線(ShieldedTwisted-Pair，STP)由成對的絕緣實心電纜組成，在實心電纜上包圍著一層編織的或起皺的。編織的用于室內(nèi)布線，起皺的用于室外或布線。減少了由RFI和EMI引起的對通信信號的干擾。將一對電線纏繞在一起也有助于減少RFI和EMI但是一定程度如的好。要更地減少RFI和EMI，每一對上的交織的距離必須是不同的。而且，為了獲得最好的效果，插頭和插座必須要。如果套中某點的主要損傷了，信號的變形就會很嚴重。STP中的另一個重要因素是要正確接地，以獲得可靠的傳輸信號控制點。在周圍有重型電力設備和強干擾源的位置，使用雙絞線。原來的STP類型如IBM1、IBM1A、IBM2、IBM2A等都是以相對較低的速度(4Mbps)傳輸?shù)摹BM2A電纜主要用于室內(nèi)，目前在高速網(wǎng)絡中使用新型的STP布線。圖3-5顯示的是雙絞線的實例。銅銅導塑料套 雙絞銅導塑料圖3-5非雙絞由于價格相對便宜且易于安裝，所以非雙絞線(UnshieldedTwisted-Pair，UTP)是最常用到的網(wǎng)絡電纜。UTP由位于絕緣的外部遮蔽套內(nèi)的成對的電纜線組成，在一對對的纏繞在一起的絕緣電線和電纜外部的套之間并沒有。與STP相仿，的每一根線都與另外一根相纏繞以幫助減少對載有數(shù)據(jù)的信號的干擾(參見圖3-5的下圖)。在網(wǎng)絡設備、工作站和文件服務器連接中還內(nèi)置有一種電氣設備，稱為介質(zhì)過濾器(mediafilter)，用來減少EMI和RFI。UTP的流行稱謂是10Base-T電纜，意思是，其最大傳輸速率為10Mbps(輸而言真正的速率可達16Mbps)，使用的是基帶通信，為雙絞線類型。這種 UTP也稱為Category3纜，Category4UTP的最大傳輸速率可達20Mbps，Category5為100Mbps3-3列出了經(jīng)電子工業(yè)/通信工業(yè)(EIA/TIA)指定以太網(wǎng)應用的最常使用的雙絞線類型，表3-4為令牌環(huán)網(wǎng)安裝采用的雙絞線類型。與STP相比，人們更喜歡用UTP，因為既然沒有了可能會裂開的，插頭和墻上的插座也不需要，所以失效點也就大大減少了。需要注意的是，雖然正確的接地對于UTP來說是非常重要的，但對于STP信號的純度來說并不是至關重要的。表3-3EIA/TIA-568規(guī)范為水平電纜和主線電纜定義的雙絞 最大傳輸速度IBMType4IBMType4Category非Category非Category非Category5100Mbps表3- 電纜類 Type1和Type1A 使用兩對被網(wǎng)包圍的22-gaugeAWG電線的雙絞線，主要Type2和Type2A 與Type1電纜相同，但是在用于的外部包括了四對額外的22-26-gaugeAWG導線Type3 非的4對電纜，22-24-gaugeAWG，由于易受EMI和RFI的干擾，應用時不像Type1和Type2那樣適合Type 62.5/125或100/140的微米光纖電纜，主Type6和Type6A 的26-gaugeAWG電纜，用作插塞式電纜，可用于令牌環(huán)網(wǎng)的Type8 的26-gaugeAWG電纜，具有一塑料保護的接線夾，設計目的Type 表3- 10Base-T非雙絞線的以太網(wǎng)規(guī) 以太網(wǎng)規(guī)一段的最大長100m(大約330英尺每段中結點最大2結點間的最短距3m(大約9.9英尺段的最帶有結點的段的最大數(shù)菊花鏈集線器的最大數(shù)4阻表3- 100Base-T雙絞線的以太網(wǎng)規(guī) 以太網(wǎng)規(guī)一段的最大長 100m(大約330英尺每段中結點最大數(shù) 結點間的最短距 3m(大約9.9英尺段的最大數(shù) 帶有結點的段的最大數(shù) 菊花鏈集線器的最大數(shù) 阻 表3- 令牌環(huán)網(wǎng)規(guī)每MAU中結點的數(shù) 只使用1個MAU時，用于Type1電纜的段的最大長 300m(大約990英尺Type1、2、3、9電纜的段的最大長 100m(大約330英尺每個整環(huán)中MAU的最大數(shù) 對于Type1、2、9電纜每環(huán)中結點的最大數(shù) Type3電纜中每個環(huán)中結點的最大數(shù) 光纖電外部保玻璃光纖電纜由包在玻璃管子中的一根或者多根玻璃或者塑料光纖芯線構成，外面的玻璃管子叫做包層。光纖芯線和包層被裝在一個PVC外套中(見圖3-6)。沿里面光纖的信號傳輸通常都是由紅外線來完成的。常用的光纖電纜有三種尺寸。描述光纖尺寸的參數(shù)有兩個，即芯線直徑和包層直徑，其度量單位都為微米。例如，50/125(m)光纖電纜是指該光纖電纜的芯線直徑為50(m)而包層直徑為125(m。另外兩種常用的光纖電纜尺寸為62.5/125(m)和100/140(m)。三種光纖具有多模傳輸?shù)哪芰ΑＫ^多模傳輸是指多種波長的光波可以同時在62.5/125(m。外部保玻璃光圖3-6當光波脈沖由激光或者普通發(fā)光二極管(LED)玻璃包層的作用是將光線反射回芯線中。光纖電纜具有進行高速網(wǎng)絡傳輸?shù)哪芰ΓС值膫鬏斔俣瓤梢詮?00Mbps到1Gbps，甚至超過1Gbps。光纖電纜一般用作電纜傳輸主干，例如樓層之間或者建筑物之間，或者其他方面。在同一棟建筑內(nèi)的樓層之間使用的光纖主干有時也稱為“粗管道”(fatpipe)，因為與基帶或者寬帶高速傳輸相比，其帶寬更為突出。在校園網(wǎng)環(huán)境中，光纖電纜最為常見的用途是用于不同建筑物之間的互連，這樣做也是為了符合IEEE的布線標準。光纖電纜也可以用于在WAN和電信系統(tǒng)中連接地理范圍跨度很大的LAN。由于數(shù)據(jù)是通過光脈沖(有和無)進傳輸?shù)乃@種類的纜不存在EMI和RFI的問題，并且數(shù)據(jù)傳輸是純數(shù)字的，不含有任何的模擬成分。另外一個優(yōu)點是他人很難在電纜中放入 的接頭，因為這種電纜十分脆弱，并且造價較高，其安裝往往需要經(jīng)過特殊訓練的人才能完成。通過光波進行信號傳輸時，傳輸行為和光的波長有關。有些波長的光在光纖中進行傳輸時比其他波長的光更有效率。光的波長所使用的計量單位為納米(nm)。可見光的波長范圍是400~700nm，這種波長的光在光纖中進行傳輸時，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)男什桓摺Ｊ褂貌ㄩL范圍為700~1600nm的紅外光進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男瘦^高。光波通信的理想波長范圍或者說窗口有三個，它們分別是850nm、1300nm、1550nm1300nm。使用光學信號進行數(shù)據(jù)傳輸，當光信號到達接收方時必須具有足夠的強度，這樣接收方才能夠準確地檢測到它。衰減或者能量損失是指當信號從源結點(傳送結點)向目標結點進行傳輸時，信號在通信介質(zhì)中的損失。在光纖中的衰減是用分貝(dB)進行度量的。光信號的能量損失直接和光纖的長度以及光纖彎曲的程度、彎曲的數(shù)量有關。在光波經(jīng)過接合點或者結合部時也會有能量損失。為了能夠準確地傳輸?shù)浇邮辗剑敼獠x開傳輸設備時，必須具有一定的能量級別。這個最小的能量級別稱之為功率分配。對于光纖電纜通信而言，功率分配就是按分貝度量傳送能量和接收方最終得到的信號強度或者敏感度之差所得到的值。它是發(fā)送信號能夠完好無損地到達接收方所必須具有的最小發(fā)送能量和接收方敏感度。對于高速通信，該功率分配必須為11分貝。光纖電纜有兩種類型，即單模光纖和多模光纖。單模光纖主要用于長距離通信，其芯直徑為8~10m，而包層直徑為125m。這種光纖的芯直徑比多模光纖要小的多。在給定的時間中，只能有一個光波在光纖中進行傳輸。單模光纖使用的通信信號是激光。激光光源包含在發(fā)送方發(fā)送接口中，由于帶寬相當大，所以能夠以很高的速度進行長距離傳輸。多模光纖可以同時支持多種光波進行數(shù)據(jù)傳輸，進行寬帶通信。在傳輸距離上沒有單模光纖那么長，因為其可用的帶寬較小，光源也較弱。對于多模光纖，在傳輸時使用的光源為LED，該設備位于發(fā)送結點的網(wǎng)絡接口中。參照在EIA/TIS-568A規(guī)范，在表3-8和3-9光纖和多模光纖的性能進行了總結。(通過做項目練習3-3，比較一下同軸電纜、雙絞線和光纖。)表3- 值或特主干段的最大長 3000m(大約1.2一水平段(到桌面)的最大長 不建議用于水平布每段上結點的最大數(shù) 最大衰 不高于0.5電纜類 8.3/125連接 ST或SC連接表3- 值或特 2000m(大約0.8英里)一水平段(到桌面)的最大長度 最大衰 850nm波長下傳輸?shù)乃p為3.75dB/km；1300nm傳輸?shù)乃p為段的最大數(shù) 帶有結點的段的最大數(shù) 菊花鏈集線器的最大數(shù) 電纜類 連接 ST或SC連接光纖/同軸混合電/同軸混合電纜。在使用混合電纜時，必須要考慮幾項因素，如網(wǎng)絡不同位置上信號級別的要求、噪音容錯要求、變形容錯要求和電源設計。由電纜網(wǎng)絡和混合網(wǎng)絡提供的網(wǎng)絡解決方案已經(jīng)開始對計算機產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響。基于帶同軸電纜的混合電纜主干的電纜結構為用戶在下游方向提供了高的帶寬，并在上游方向提供了相對較高的帶寬(由于通常認為文件需要的速度更高些，所以上游帶寬通常低于下游帶寬)。在設計初期，有線電視是用來通過高帶寬分配向下游發(fā)送信號的。這種設計意味著在上游傳輸中可用的帶寬較低，通常為5~40MHz，而上游是由500~2000個客戶來共享的。有線電視通信的一大弱點就是許多現(xiàn)有的電纜是性很差的同軸電纜，所以數(shù)據(jù)傳輸會受到電力馬達、CB無線電、微波爐、VCR和電視的影響。為適應網(wǎng)絡和其他新的服務，如今大型的電纜網(wǎng)絡都安裝光纖/同軸混合電纜。光纖可以增加上游帶寬并降低噪音，從而可以提高數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量。目前大約90%的現(xiàn)有電纜都不是光纖/同軸混合電纜(HybridFiber/Coax，HFC)采用的是現(xiàn)在已廣泛存在的有線電視結構，所以未來一片光明。使用HFC，電纜經(jīng)營者可以為PC提供服務、交互電視的多信道和高速的數(shù)據(jù)服務。一個完整的HFC系統(tǒng)可以提供：簡易老式服務多達464個數(shù)字點信道(客戶請求服務)針對PC的高速雙向數(shù)字數(shù)據(jù)基本上，混合電纜由電纜外殼和銅電纜組成，其中電纜外殼中包含著光纖。電纜外殼和銅電纜根據(jù)不同的實施情況可能有不同的組合，范圍可涉及從主干電纜到單方電纜安裝。表3- 雙絞規(guī)100Base-10Base-10Base-100Base-總星星總環(huán)環(huán)星環(huán)速10Mbps到幾10Mbps100Mbps(高時要根據(jù)網(wǎng)絡組提出了成和網(wǎng)柔柔性不脆柔性不很好，很向高速網(wǎng)絡互有限(但是有些根據(jù)安裝的類型其設計即是用其設計即是用于和WAN升級的選用于寬帶傳輸容易升級，尤其Category5電高速的通信和速的通信和無線通當傳輸網(wǎng)絡包時，有許多無線介質(zhì)可以替換電纜：無線電波、紅外線信號以及微波等。所有這些技術都是通過空氣或大氣來傳輸信號的。因此，在使用電纜非常或者說根本不可能時，無線通信可以出色地代替電纜。但是使用無線通信時有一個非常重要的限制：同一介質(zhì)的其他信號、黑子的運動、電離層變化和其他大氣干擾都會對通信信號形成干擾，從而會產(chǎn)生許多問題。網(wǎng)絡信號可以通過無線電波進行傳輸，這種方式與本地電臺廣播段非常相似，但是網(wǎng)絡應用時信號頻率要遠高于電臺發(fā)射頻率。例如，AM1290kHz，因為AM播送范圍就在535~1605kHz；FM的范圍為88~108MHz。在，網(wǎng)絡信號的傳輸頻率可高達902~928MHz、2.4GHz或5.72~5.85GHz。在無線電網(wǎng)絡傳輸中，根據(jù)信號采用的天線的類型，可以沿一個方向或多個方向傳輸(見圖3-7)。在這里，波長比較短，而且強度也較低[除非得到了通信(Federal天天建筑物 建筑物圖3- CommunicationsCommission，F(xiàn)CC)的，可以進行高功率的傳輸]，這就意味著無線電傳輸最適用于短程的視線(line-of-sight)傳輸。在視線傳輸中，信號是從一點向另一點傳輸?shù)模皇窃趪议g或各洲間彈跳的。視線傳輸?shù)南拗圃谟谛盘枙桓叩奈矬w如山峰中斷。低功1~10Mbps之間。大多數(shù)網(wǎng)絡設備采用擴展頻譜(spreadspectrum)技術進行包的傳輸。這種技術中使用了一個或多個鄰接的頻率更大的帶寬來傳輸信號。擴展頻譜的頻率范圍非常高，為902~928MHz或更高。擴展頻譜傳輸通常以2~6Mbps的速度傳輸數(shù)據(jù)。當鋪設電纜成本很高且很時，使用無線電通信可以費用。例一所大學校園里某些建筑物的布線通道中存在著大量的石棉，他們就發(fā)現(xiàn)采用無線電通信比把石棉都搬除安全了而且成也。與其無通信段比，無電信比較宜且易于裝。但是無線電通信也有其顯而易見的缺陷。其中之一便是；許多網(wǎng)絡安裝要實施高速(100Mbps)的通信來處理擁擠的數(shù)據(jù)流量。基于無線電的網(wǎng)絡的速度不能滿足這類需求。另一個缺點是，使用的頻率難以控制。許多無線好者、軍方和蜂窩公司使用的頻率與無線電通信的頻率在相似范圍之內(nèi)，從而就會干擾信號。自然的物，如山峰，也會減弱或干擾信號的傳輸。紅外光也可以用作網(wǎng)絡通信的介質(zhì)。這種技術也許在電視和聲系統(tǒng)的控制設備上對用戶而言最為熟悉。紅外線可以沿單方向也可以沿所有的方向，用LED來傳輸，用微微微的建筑阿根廷的建筑圖3-8通與無線電波相同，在電纜連接比較或者在移動用戶的情況下，紅外線技術是一個成本不高的解決方案，優(yōu)點在于信號難以在別人不知道時介入。當然這種通信介質(zhì)也有其顯著16Mbps，在各個方向上傳輸時速度也不過1Mbps。另一個缺點是紅外線不能穿越墻壁，如果把聲系統(tǒng)拿到另一個房間再試圖進行通信時就會發(fā)現(xiàn)這一點。而且，強光源也會對紅外線通信造成干擾。微波系統(tǒng)的工作方式有兩種。其一為地面微波，是在兩個盤狀的定向天線間傳輸信號。這種傳輸?shù)念l率為4~6GHz和21~23GHz，要求操作具備FCC證。微波是在三個定向天線間傳輸信號，3個天線之一是空間的一顆(圖示)。對采用這種技術的公司來說，發(fā)射或者租用提供這種技術的公司的服務是非常重要的。這類傳輸?shù)念l率范圍為11~14GHz。與其他無線介質(zhì)相同，當布線耗費巨大或者根本不可能布線時就會采用微波通信解決方案。采用地面微波在城市中兩個大建筑物之間進行通信是很優(yōu)秀的解決辦法。通信用于或在兩個洲之間連接網(wǎng)絡。這兩種類型的微波介質(zhì)傳輸速度可達1~10Mbps，當需要更高的網(wǎng)絡速度時，就體現(xiàn)出了局限性。當然微波技術還有其他的限制，比如，安裝和的成本很高。微波傳輸還極易受到大氣環(huán)境、惡劣的天氣和EMI等的妨礙。表3-1比較了不同無線技術的優(yōu)缺點。(做一下項目練習3-4來掌握的關于無線通信的知識。)表3-11無線 紅外 ?在安裝通信電纜比較困難時，是代替布線的一通常不需要要 ?不適合通信需要高速易于受軍事、無線好者、蜂窩等信號易于受自然的干

在安裝通信電纜比較困難時，是代替布線的一信號很難被截不適合通信需要高速易于受其他光源的干

在安裝通信電纜比較困難時(如要穿越很長的距不適合通信需要高速安裝的成本比較易于受壞天氣、EMI和常用的形式。單元傳輸時在LAN和WAN之間進行高速通信時發(fā)展起來的。每種傳輸類型都需要包傳如第1章所述，數(shù)據(jù)是在稱為包(或幀)的小單元中從一個結點向另一個結點發(fā)送的。每一個結點處都有通信將數(shù)據(jù)編碼到單元中。根據(jù)使用的通信介質(zhì)，數(shù)據(jù)單元轉(zhuǎn)換為電子信號、無線電信號或光波信號，從而實現(xiàn)結點間的傳輸。在網(wǎng)絡上打印一頁文本就需要許多數(shù)據(jù)包的工作。包的格式是由網(wǎng)絡上使用的協(xié)議類型決定的。例如，協(xié)議確定了如何包括有關哪一個結點發(fā)送包、哪個結點接收的大小、包含數(shù)據(jù)的數(shù)量和檢測損壞包或傳輸錯誤段等信息。包的另一個重要組成是多個包轉(zhuǎn)換時的時間調(diào)配信息，從而使包以給定的時間為間隔進行發(fā)送。格式化在包中的數(shù)據(jù)根據(jù)網(wǎng)絡的設計，可獲得的傳輸速度范圍為1~100多Mbps。圖3-9為一類包的格式。帶帶有源和目標信息的不同長度的數(shù)帶有錯誤數(shù)據(jù)的圖3-9包是通過網(wǎng)絡接口卡(NIC)在網(wǎng)絡上進行物理傳輸?shù)摹IC是使得工作站、文件服務器或其他設備等連接到網(wǎng)絡介質(zhì)(如同軸電纜或雙絞線)上的適配器卡。卡的一端是與網(wǎng)絡介質(zhì)的插頭類型匹配的插座或插頭。NIC其實就是一個收發(fā)器，為信道提供對網(wǎng)絡介質(zhì)的。它處理封裝著幀的頭、源地址。NI接收、解封裝、傳輸、定時和處理等算法。執(zhí)行上述功能的算法編譯到程序和相聯(lián)系的文件中，稱為網(wǎng)絡驅(qū)動程序。每一個NIC都要求特定的與網(wǎng)絡方法、封裝格式、布線類型和物理MAC編址相適應的網(wǎng)絡驅(qū)動程序。網(wǎng)絡驅(qū)動程序具體體現(xiàn)了 OSI模型制訂的網(wǎng)絡分層通信的標準。驅(qū)動程序使得NIC可以在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層進行通信。單元傳通常單元中包含著格式化好的固定數(shù)量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將以高速進行傳輸，如頭長度固定的負到1Gbps以上。單元中所含的頭信頭長度固定的負 圖3-10一類單元格采用的協(xié)議，包中含著變長的數(shù)據(jù)(8位的倍數(shù))。例如，流行的以太網(wǎng)使用的包中的數(shù)據(jù)長度為幾百到幾千位不等。在異步傳輸模式(AsynchronousTransferMode，TM)中，單元中數(shù)據(jù)的數(shù)量總是384位。TM是一種采用單元和多信號在LAN和AN中傳輸聲音、和數(shù)據(jù)的傳輸方法，詳細內(nèi)容將在第9章中。固定的長度有助于在數(shù)據(jù)傳輸中進行更精確的定時，從而獲得高的速度和服務質(zhì)量。服務質(zhì)量(QualityofService，QoS)是一種衡量網(wǎng)絡系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量、通過量和可靠性的規(guī)范。許多廠商和通信公司為他們的系統(tǒng)或設備提供了受保障的QoS。單元主要用于ATM，接口包括ATM開關、連接單元接口(AUI)和光纖電纜。ATM在第4章中。AUI接口中用到了收發(fā)器和網(wǎng)絡設備，使用了與NIC相同的通用，但要為同軸電纜、雙絞線或光纖連接進行定制(參見項目練習3-5)。根據(jù)ATM和LAN部門的TIA光纖分部的要求，若LAN主干在500m以上的距離以622Mbps的速度運轉(zhuǎn)，那么其上的單元通信需要單模式的光纖。要滿足距離2000m以上、主干速度100Mbps的當前網(wǎng)絡互連的需要，最劃算的就是具有500MHz-km帶寬的多模式光纖。因此，滿足當前和未來主干帶寬要求的最好的電纜設計中，乃是綜合了多模式(62.5/125FDDI一般情況下，電纜主干包括18~48個多模式光纖，包含的6~12條單模式光纖(潛在有特別高的帶寬)確保了將來高速應用的能力。備用的光纖(或稱黑光纖)在需要使用之前沒有終端接頭。安裝額外的光纖與在大多數(shù)工程中的整個安裝相比，成本要小，并且在未來，價格也大大低于安裝額外的電纜。WAN載波類在WAN上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的物理信令或載波方法有很多，但最常見的有以下幾ISDN點對點對點波信是通公撥號線和的線行的，表最基本的AN載波通信。例如，只要有一個調(diào)制解調(diào)器，再通過撥號線路與別的調(diào)制解調(diào)器連接，就建立了一個簡單的AN。另一端的調(diào)制解調(diào)器可以連接在近在咫尺也可以連在遠在千里的網(wǎng)絡或計算機上。通信的物理模式是模擬電路，通過交換臺來建立連接，且只保持在通信會話期間。點對點通信的另一種形式是的線，只用在兩點之間，如在大學和 之間。在這種方式中，每次通信會話啟動時，可以回避連接撥號和尋找交換電路的需要。線路中有線路調(diào)節(jié)，可以減少線路噪音，可靠性比撥號通信要好。TT載波作為通常通過電信公司(有些大型的公司擁有自己的通信公司)進行的WAN的一種通信方式，在第2章中已經(jīng)做了介紹。基本的T載波服務被稱為x或D-x，例如-1和D1(數(shù)據(jù)信號級)，但是這二者間也有差別。D-x與影響傳真(如信號類型和信號強度)的OSI模型的物理層有關；Tx用在AN中的T載波線路中使用的數(shù)據(jù)傳輸通常來自電信公司的信道組。可以使用的信道組信號有5種：D1、D2、D3、D4和數(shù)字載波總線(DgitalCrrirTunk簡寫為DCT)。D1信號是載波通信中最早的形式，采用7位來傳輸信息，另外一位用來控制和發(fā)信號。一個D-1道組中有7D-2信令的發(fā)展旨在提高性能，并減少系統(tǒng)開銷。D-2中，8位都用來傳輸信息，其中已經(jīng)融合了控制和發(fā)信號的指令，這些指令在T載波線每6個幀發(fā)送一次。由于這種信令上的改進，D-2信道組可以具有96個信道。集成電路的發(fā)展提高了信道組的信道能力，D-3和D-4信道組可以每信道組擁有144個信道。D-3和D-4也代表著T載波線構造幀方面的巨大進步。從D-2開始，電信公司就要開發(fā)一種“超幀(superframe)”，使其在一個比較大的幀中含有幾個離散的193位的幀。這種由12個193位的幀組成的超幀，在D-4中完美地實現(xiàn)了。數(shù)字信道總線(DCT)是信道組的 類型，通過降低設備和費用，它為用戶提供了一DCT實施使了 幀式化，為展超(extendedsuperframe，ESF)。ESF采用24幀接收而不是D-4中用的12。ESF中的錯誤校驗和功能使得電信公司能夠更快地發(fā)現(xiàn)問題，從而減少停機時間。交換信時，T載波使用下面兩種交換技術之一來工作。一是時分多路(tmedivisonmulipleaccs，TMA二是DMA統(tǒng)計多(staisialmulipleaccss(參見2)合，是一種快速的包技術。快速的分組交換技術使得T載波服務在處理音頻、和數(shù)據(jù)時可以考慮各種不同的信道需要。用于交換的物理設備稱為多路器。多路器(mulilxer)是可從多個信號源接收多個輸入和信號并將它們傳輸給一個(一般情況是一個)或多個共享的高速介質(zhì)載波信號是通過幾個不同類型的設備從物理上處理的。有些公司采用數(shù)字交叉連接(DigitalAccessCross-Connect，DACC)DACS提供了多個不同的選項。其一是提供基本的DS-1(T-1)連接，另一個選項是為那些不需要完整的-1服務的用戶提供組合的DS-0或分片的連接，第3個選擇是提供個別的DS-0信道。除了DASC，公司還使用D-4和DCT信組來直為戶提供整各個范的T載波選。許多客戶是通過組合的通道服務器(ChannelServiceUnit，CSU)和數(shù)據(jù)服務器(Data Unit，DSU)來連接到T載波的。CSU連接T載波線路的物理接口(見圖3-11)，DSU有些帶帶CSU/DSURT載波線以太信道電信客戶圖3-11通過CSU/DSU的T像數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，將CSU接收的信號轉(zhuǎn)換為可以放在網(wǎng)絡上的信號，從而可以被工作站或服務器接收。DSU還可以獲取一個網(wǎng)絡信號，將其轉(zhuǎn)換為DS-x信號，以便進行從CSU到T載波線路的傳輸。通常，這兩種設備可以組獨立的一臺設備，或者可以作為網(wǎng)絡路由器、CSU/DSU需要處理D-4和ESFT載波的幀的格式化，實施時要與DACS或公司的信道組正使用的幀的格式化方式相匹配。如果客戶使用的是分片的-1服務那么在這一前提下，可以安裝分片的T-1CSU/DSU。同步光網(wǎng)絡(SynchronousOpticalNetwork，SONET)是WAN的一種高速技術，采用基于T-的單模式的光纖電纜和通信(有關SONET低級的T3STS1(全寫為SynchronousTransportSignalLevel1)。STS-1可以被增加到比較高的級別，來反映若干個T3。SONETSTS1幀(見圖3-12)由810個8位字節(jié)組成，這810個8位字節(jié)處于9行90位字節(jié)的矩陣中。上層的單元由每行前3個8位字節(jié)組成，其他的783個8位字節(jié)組成了有效載荷，稱為SPE。每，TS-x與OC-x，TS-x與OC-x的傳輸速SONET將基于電的STS-x信號轉(zhuǎn)換為稱為光載波的基于光的信號。STS-1幀可以通過混雜幀以獲得更快速的STS-x和OC-x速度的過程來轉(zhuǎn)換，并且同時被并聯(lián)著發(fā)送。表3-12說明表3- SONET

開 負90列8位字圖3-12SONETSTS-1STS OC 傳輸速 幾個T-STS- OC- STS- OC- STS- OC- STS- OC- STS- OC- STS- OC- STS- OC- STS- OC- 綜合服務數(shù)字網(wǎng)(IntegratedServicesDigitalNetwork，ISDN)用來在線上傳遞音頻、數(shù)據(jù)和的WAN技術(有關ISDN的詳細內(nèi)容請參見第8章)。ISDN采用數(shù)字技術可獲得比非ISDN的簡易老式業(yè)務線路更快速、更可靠的通信。ISDN線從物理上看就是一種簡易的老式業(yè)務線路或者是T-1(雙絞線或者光纖)線路，但是電信公司和客戶必須要有ISDN設備。網(wǎng)絡上的數(shù)字信號傳輸方式有兩種。法是時間壓縮多路復用( pressionMultiplexing，TCM)。這種方法以16位和24位的數(shù)據(jù)塊形式交替發(fā)送脈沖串，在脈沖串之間線路比較空閑，允許線路在下一個脈沖串到來之間進行調(diào)度。因此，第1個脈沖串沿某個是288Kbps。為向的交換所總的數(shù)頻為144Kbps，數(shù)據(jù)脈沖串是由定時控制來管理的。第2種方法是回波消除。這種方法中，數(shù)據(jù)同時沿兩個方向進行傳輸。一種稱為混合線路的裝置將發(fā)送器和連接到預定的線路中。兩個方向同時傳輸會引起傳輸信號的反射或稱回波。線信號的回波功率可以是真實信號功率的 3倍還多，從而使信號非常模糊。ISDN使用一種回波取消補償器來消除反射信號。回波取消補償器可以決定回波信號的振幅，并從進來的信號中減去回波信號。因為回波量總是變化的，所以回波取消補償器采用了反饋回路使其可以連續(xù)地衡量信號反射的振幅。 無在無線技術中，載波是從天線或碟形天線中放射的信號。放射功率和增益是受各國的通信和編碼來控制的。例如，對于的2.4GHz通信，限制其天線增益在6dBi、放射功率為1W之內(nèi)。經(jīng) 的運營者，比如分組無線電運營者，根據(jù)使用的廣播和頻率可以以更高的功率傳輸。由無線通信的專門的頻率也是受國家和國際條約控制的。在無線系統(tǒng)中，通過認識天線放射信號來檢測有多少個結點在進行廣播是非常重要的。例如，檢測基于以太網(wǎng)的最簡單的方法之一是建立天線的接收信號或無線電頻率的最小的可接受的級別。當超過了最小可接受的級別后，就可能發(fā)生。檢測的另法是在幀中使用發(fā)送請求(RequestToSend，TS)、清除發(fā)送(ClearToSend，CTS)和命令正確應答(acknowledge，ACK)來協(xié)調(diào)每個無線結點的傳輸。在計算機出現(xiàn)的早期，廠商們地駕馭著自己設備的開發(fā)，只是工作在自己的系統(tǒng)下。客戶如果從不同的廠商中設備的話，就會發(fā)現(xiàn)在很多情況下，設備是不兼容的，這就引起了一系列問題。隨后，逐漸誕生了標準化組織以保證不同廠商的設備可以集成在一起。可靠的通信要求網(wǎng)絡和網(wǎng)絡設備具有兼容性，因此這些標準化組織在網(wǎng)絡和網(wǎng)絡設備的發(fā)展中起了重要的作用。從很大程度上說，是標準化組織生產(chǎn)了這些設備。在網(wǎng)絡互連中起ANSI、IEEE、ITU、IS、ISOC、IETF和EIA/TIA。LAN和AN的物理傳輸選項可以分為3類：介質(zhì)類型、接口類型和載波類型。介質(zhì)類型包括了大量的布線選項以及與布線相結合的無線選項。目前，雙絞線布線是LAN中最流行的LAN上的網(wǎng)絡，以及將LAN連接到AN上。光纖電纜已經(jīng)得到了巨大的發(fā)展，在要求高速連接時，可以代替LAN水平配線。在從物理和經(jīng)濟角度用通信電纜連接網(wǎng)絡都不合適時，無線技術為用戶提供了選擇。無線電波和紅外線用于短距離通信，而微波和方法則用于長距離的AN互連。包和單元通信用在許多種網(wǎng)絡上。總的來說，單元通信用在寬帶實施上，而包通信用在低帶寬安裝時。單元和包的接口都要求有收發(fā)器、合適的電纜接口和網(wǎng)絡驅(qū)動程序。然而，兩者各自都有自己的標準，在構造接口時也有所不同。最簡單的一種AN載波選項是用一個調(diào)制解調(diào)器和撥號線進行的。另外還有一些其他的選擇，由于SONET提供了比較高的通信速度，這些選項的結構更為復雜，速度也更高，ISDN和T載波則提供了一種可靠的中等水平的解決方案，在的許多地區(qū)得到應用。復習粗同軸電纜的阻抗205075定位在桌面上的布線以下哪種接頭用在雙絞線以下哪種接頭用在細同軸電纜的最大傳輸速度在令牌環(huán)網(wǎng)中，Type5電纜是同時包含同軸電纜和光纖電纜的通信電在一個SONET幀中，有多少行8位字節(jié)579陸地微波傳輸是以哪種頻率進行只有a、b只有b、c以下哪種技術可以用在無線網(wǎng)絡通信a.只有a、OC-x描述的是下列哪種STS-48數(shù)據(jù)傳輸速度與以下哪種傳輸速度相等SX-單T-3ISDNlevel對于的網(wǎng)絡無線通信，以下哪個結論正確必須以144MHz的倍數(shù)執(zhí)以下哪一項對EMI/RFI的阻抗最大非雙絞在以下哪種類型的電纜連接中要使用介質(zhì)過濾ISDN載波信號是通過以下哪一項進行處只有a和只有a和以下哪一項使用D-4信道組只有a和如果建筑物中的空氣可以闖入建筑物的其他部分，應當使用哪種電如果在建筑物中安裝UTP電纜，并且很快需要高速通信，那么應該CategoryTy