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局域網的傳輸媒體
2010-07-13 21:42:56 來源:網絡知識 作者:愛牛網絡 【 】 瀏覽:642
局域網的傳輸媒體

    LAN常用的媒體有同軸電纜、雙絞線和光纜,以及在無線LAN情況下使用的輻射媒體。LAN技術在發展過程中,首先使用的是粗同軸電纜,其直徑近似13 mm(1/2英寸),特性阻抗為50歐姆。由于這種電纜很重,缺乏撓性以及價格高等問題,隨后出現了細纜,其直徑為6.4mm(1/4英寸),特性阻抗也是50歐姆。使用粗纜構成的Ethernet稱為粗纜Ethernet,使用細纜的Ethernet稱為細纜Ethernet。在80年代后期廣泛采用了雙絞線作為傳輸媒體的技術,既10Base-T以及其他LAN實現技術。為將LAN的范圍進一步擴大,隨后又出現了10Base-F這種技術是使用光纖構成鏈路段,使用距離可延長到2km但速率仍為10Mbps。FDDI則是與IEEE802.3、802.4和802.5完全不同的新技術,構成FDDI的媒體,不僅是光纖,而且訪問媒體的機制有了新的提高,傳輸速率可達100Mbps。下面就這些實現技術所用的媒體逐一進行討論。

   1.同軸電纜

    同軸電纜可分為兩類:粗纜和細纜,這種電纜在實際應用中很廣,比如有線電視網,就是使用同軸電纜。不論是粗纜還是細纜,其中央都是一根銅線,外面包有絕緣層。同軸電纜由內部導體環繞絕緣層以及絕緣層外的金屬屏蔽網和最外層的護套組成,如下圖 所示。這種結構的金屬屏蔽網可防止中心導體向外輻射電磁場,也可用來防止外界電磁場干擾中心導體的信號。




   細纜連接設備及技術參數

    采用細纜組網,除需要電纜外,還需要BNC頭、T型頭及終端匹配器等。如下圖。同軸電纜組網的網卡必須帶有細纜連接接口(通常在網卡上標有"BNC"字樣)。


    下面是細纜組網的技術參數:

    .最大的干線段長度;185米
    .最大網絡干線電纜長度:925米
    .每條干線段支持的最大結點數:30
    .BNC、T型連接器之間的最小距離:0.5米

    粗纜連接設備
    粗纜連接設備包括轉換器、DIX連接器及電纜、N-系列插頭、N-系列匹配器,如下圖。使用粗纜組網,網卡必須有DIX接口(一般標有DIX字樣)。



    下面是采用粗纜組網的技術參數:

    .最大的干線長度:500米
    .最大網絡干線電纜長度:2500米
    .每條干線段支持的最大結點數:100
    .收發器之間的最小距離:2.5米
    .收發器電纜的最大長度:50米


   2.雙絞線

   雙絞線(TP:Twisted Pairwire)是布線工程中最常用的一種傳輸介質。雙絞線是由相互按一定扭距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色標來標記,如下圖所示,左圖為示意圖,右圖為實物圖。成對線的扭絞旨在使電磁輻射和外部電磁干擾減到最小。目前,雙絞線可分為非屏蔽雙絞線(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽雙絞線(STP:Shielded Twisted Pair)。我們平時一般接觸比較多的就是UTP線。

      


   目前 EIA/TIA(電氣工業協會/電信工業協會)為雙絞線電纜定義了五種不同質量的型號。這五種型號如下:

1、第一類:主要用于傳輸語音(一類標準主要用于八十年代初之前的電話線纜),該類用于電話線,不用于數據傳輸。

2、第二類:該類包括用于低速網絡的電纜,這些電纜能夠支持最高4Mbps的實施方案,這兩類雙絞線在LAN中很少使用。

3、第三類:這種在以前的以太網中(10M)比較流行,最高支持16Mmbps的容量,但大多數通常用于10Mbps的以太網,主要用于10base-T。

4、第四類:該類雙絞線在性能上比第三類有一定改進,用于語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps的數據傳輸。4類電纜用于比3類距離更長且速度更高的網絡環境。它可以支持最高20Mbps的容量。主要用于基于令牌的局域網和10base-T/100base-T。這類雙絞線可以是UTP,也可以是STP。

5、第五類:該類電纜增加了繞線密度,外套一種高質量的絕緣材料,傳輸頻率為100MHz,用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數據傳輸,這種電纜用于高性能的數據通信。它可以支持高達100Mbps的容量。主要用于100base-T和10base-T網絡,這是最常用的以太網電纜。 最近又出現了超5類線纜,它是一個非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統,通過對它的"鏈接"和"信道"性能的測試表明,它超過5類線標準TIA/EIA568的要求。與普通的5類UTP比較,性能得到了很大提高。


    如今市場上5類布線和超5類布線應用非常廣泛,國際標準規定的5類雙絞線的頻率帶寬是100MHz,在這樣的帶寬上可以實現100M的快速以太網和155M的ATM傳輸。計算機網絡綜合布線使用第三、四、五類。

    使用雙絞線組網,雙絞線和其他網絡設備(例如網卡)連接必須是RJ45接頭(也叫水晶頭)。下圖是RJ45接頭,左圖為示意圖,右圖為實物圖。

     雙絞線(10BASE-T)以太網技術規范可歸結為5-4-3-2-1規則:

    .允許5個網段,每網段最大長度100米
    .在同一信道上允許連接4個中繼器或集線器
    .在其中的三個網段上可以增加節點
    .在另外兩個網段上,除做中繼器鏈路外,不能接任何節點
    .上述將組建一個大型的沖突域,最大站點數1024,網絡直徑達2500米

    上述規則只是一個粗略的設計指南,實際的數據因廠家不同而異。利用雙絞線組網,可以獲得良好的穩定性,在實際應用中越來越多。尤其是近年來,快速以太網的發展,利用雙絞線組建不須再增加其它設備,因此被業界人士看好。

    3.光纜

   光纜不僅是目前可用的媒體,而且是今后若干年后將會繼續使用的媒體,其主要原因是這種媒體具有很大的帶寬。光纜是由許多細如發絲的塑膠或玻璃纖維外加絕緣護套組成,光束在玻璃纖維內傳輸,防磁防電,傳輸穩定,質量高,適于高速網絡和骨干網。光纖與電導體構成的傳輸媒體最基本的差別是,它的傳輸信息是光束,而非電氣信號。因此,光纖傳輸的信號不受電磁的干擾。

    利用光纜連接網絡,每端必須連接光/電轉換器,另外還需要一些其它輔助設備。

    基于光纜的網絡,國際標準化組織ISO制定了許多規范,具體如下:
        .10BASE-FL
        .10BASE-FB
        .10BASE-FP
    其中10BASE-FL是使用最廣泛的數據格式,下面是其組網規則:
    最大段長: 2000M
    每段最大節點(NODE)數:2
    每網絡最大節點(NODE)數: 1024
    每鏈的最大HUB數:4

    下表是三種傳輸媒介的比較。

 同軸電纜、雙絞線、光纜的性能比較

傳輸媒介

價格

電磁干擾

頻帶寬度

單段最大長度

UTP

最便宜

100

STP

一般

中 等

100

同軸電纜

一般

185/500

光 纜

最高

沒 有

極 高

幾十公里


    4.無線媒體

    上述三種傳輸媒體的有一個共同的缺點,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導體。大多數情況下地球的大氣便是數據的物理性通路。從理論上講,無線媒體最好應用于難以布線的場合或遠程通信。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。

    無線電的頻率范圍在10KHz-16KHz之間。在電磁頻譜里,屬于"對頻"。使用無線電的時候,需要考慮的一個重要問題是電磁波頻率的范圍(頻譜)是相當有限的。其中大部分都已被電視、廣播以及重要的政府和軍隊系統占用。因此,只有很少一部分留給網絡電腦使用,而且這些頻率也大部分都由國內"無線電管理委員會(無委會)"統一管制。要使用一個受管制的頻率必須向無委會申請許可證,這在一定程度上會相當不便。如果設備使用的是未經管制的頻率,則功率必須在1W以下,這種管制目的是限制設備的作用范圍,從而限制對其它信號的干擾。用網絡術語來說,這相當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,也可以到達普通網絡線纜無法到達的地方。針對無線電鏈路連接的網絡,現在已有相當堅實的工業基礎,在業界也得到迅速發展。

Tags:局域網的傳輸媒體 責任編輯:愛牛網絡
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