1、資訊網路1第 3-2 章區域網路設備簡介1.網路通訊媒體n有線媒體、無線通訊n直通線與交錯線2.無線區域網路（WLAN）3.訊號與雜訊4.纜線規格表資訊網路第 3-2 章2網路通訊媒體有線媒體：有線媒體：n粗同軸電纜、細同軸電纜、雙絞線、光纖無線通訊：無線通訊：n不藉由任何電線或電纜的通訊作業，透過電磁波電磁波來運作的n電磁波在真空中以光速行進n包括:F調幅(AM)無線電波、調頻(FM)無線電波、微波、紅外線、雷射光 資訊網路第 3-2 章3網路通訊媒體粗同軸電纜（RJ11纜線）粗同軸電纜（RJ11纜線）:n外皮直徑有一公分n每段不可以超過500公尺，超過需接中繼器n阻斷器（Terminato
2、r）:F每段兩端需各加裝一個50歐姆的終端電阻，稱為阻斷器F用以吸收電子訊號n連接栓連接栓(TAP):F工作站經由連接栓連接栓(TAP)接出F連接栓直接裝上一個收發器（Transceiver），依收發器上不同的接口連接不同纜線 n兩個連接栓之間不可以短於2.5公尺nAUI 乙太網路電纜到主機之間不可超過50公尺n每段最多只能連接100個工作站n規格為10Base5 F 10代表傳輸速率(頻寬)為10MbpsF Base代表基頻F 5代表每段最大距離是500公尺 n不容易安裝，逐漸淘汰資訊網路第 3-2 章4網路通訊媒體粗同軸電纜（RJ11纜線）圖示最多可用 4 個中繼器來串連 5 個區段n10
3、Base5 的最大佈線範圍為：500 公尺/段 5 段=2500 公尺資訊網路第 3-2 章5網路通訊媒體細同軸電纜（RJ58纜線）細同軸電纜（RJ58纜線）:n外圍直徑為0.4公分n每段不可以超過185公尺，超過需接中繼器n每段兩端需各加裝一個50歐姆的終端電阻n使用 BNC 連接工作站FT型的BNC接頭:直線的兩端接上電纜另一端須直接接到網路卡或其他網路設備（收發器、中繼器、橋接器等）不可三端都接纜線 n兩個工作站之間不可以短於0.5公尺n每段最多只能連接30個工作站n規格為10Base2F 10代表傳輸速率(頻寬)為 10MbpsF Base代表基頻F 2代表每段最大距離大約為 200
4、公尺實際不可超過185公尺資訊網路第 3-2 章6網路通訊媒體雙絞線雙絞線雙絞線分為：1.無遮蔽式無遮蔽式（Unshielded Twisted Pair，UTP）：F常見於美國與台灣2.遮蔽式遮蔽式（Shielded Twisted Pair，STP）n雙絞線雙絞線由四對蕊線組成，使用RJ45接頭n無遮式雙絞線顏色：F白綠、綠、白橙、橙、白藍、藍、白棕、棕 資訊網路第 3-2 章7網路通訊媒體遮蔽式雙絞線遮蔽式雙絞線(STP)外部最大的特色：n絞線和外皮間夾有一層鋁箔或金屬層的遮蔽F 抑制外來電磁干擾的能力更好n纜線的外觀較粗，傳輸品質較佳，但價錢也較昂貴資訊網路第 3-2 章8雙絞線水平佈
5、線標準TIA/EIA-568A水平佈線標準：nTIA(Telecommunications Industry Association,電信工業協會)和EIA(Electronic Industries Alliance,電子工業協會)共同開發EIA/TIA 568商業建築電信佈線標準n集線器到任何工作站間的無遮蔽式雙絞線，最遠距離為100公尺F集線機房到電腦室的90公尺F集線機房到電腦室兩個內部房間的佈線加起來不可以超過10公尺蕊線扭絞成對的原因：n具有消除電磁效應的作用，防止串音串音雙絞線規格：n10BaseTn100BaseTX（Cat 5）n1000BaseT（Cat 6）FT 或 TX
6、 代表雙絞線無遮蔽式雙絞線價格:n比任何區域網路用的纜線便宜n適用於大多數的網路架構資訊網路第 3-2 章9網路通訊媒體RJ45接頭nRJ45接頭依其色碼與腳位的關係，分為兩種:1.568A2.568B腳位網路卡集線器普通埠568A568B1輸出正極(Tx+)輸入正極(Rx+)白綠白橙2輸出負極(Tx-)輸入負極(Rx+)綠橙3輸入正極(Rx+)輸出正極(Tx+)白橙白綠4保留使用保留使用藍藍5保留使用保留使用白藍白藍6輸入負極(Rx+)輸出負極(Tx-)橙綠7保留使用保留使用白棕白棕8保留使用保留使用棕棕圖2-37 EIA/TIA 568A與568B的腳位與顏色568A與568B的差異:F
7、綠色和橙色交換位置資訊網路第 3-2 章10網路通訊媒體直通線與交錯線直通線(Straight-through)（正常線）：n纜線兩端均為568A或568B的雙絞線 n例如：F T568A T568A F T568B T568Bn最常用的網路線，又稱正常線n用於電腦連接到集線器或交換器交錯線(Cross-over)（對接線，跳線）：n纜線一端為568A，另一端為568B（T568A T568B）n用於兩台電腦兩台電腦或兩個集線器兩個集線器相同的連接埠直接對接 n直通線可代替交錯線：F集線器有個交錯用的連接埠以開關切換連接埠的腳位電路開關切換連接埠的腳位電路，便可用直通線代替交錯線n交錯式的雙絞
8、線較不常見資訊網路第 3-2 章11直通線及交錯線使用時機直通線及交錯線使用時機:n以第二層及第三層為分界線來分類n規則：u同一類型設備連接，使用交錯線（跳線）交錯線（跳線）u不同類型設備連接，使用直通線（正常線）直通線（正常線）OSI模型網路設備第四層以上主機、伺服器、網路閘道第三層路由器第二層橋接器、交換器第一層收發器、中繼器、集線器資訊網路第 3-2 章12直通線及交錯線範例回答下列情況需使用直通線or交錯線？1.交換器接路由器2.交換器接交換器3.交換器接集線器4.交換器接主機5.伺服器接集線器6.集線器接橋接器7.路由器接橋接器8.桌上型電腦接筆記型電腦9.個人電腦接路由器10.任何
9、電腦接交換器直通線交錯線交錯線直通線直通線交錯線直通線交錯線交錯線直通線資訊網路第 3-2 章13Rollover cable（反轉線）Rollover cable（反轉線）:n用於連接console（電腦（電腦的操作桌的操作桌）n腳位：1 2 3 4 5 6 7 88 7 6 5 4 3 2 1資訊網路第 3-2 章14光纖的構造光纖：n傳導經過調變調變之光線訊號n光是電磁波，但光纖的光線不是無線傳輸，是由光纖玻璃引導n外徑大約是一根頭髮的粗細n光纖纜線的構造：1.軸芯(Core)：n折射率高，光傳輸速度較慢n質地極純的玻璃，用來傳送光波訊號2.被覆層(Cladding)：n折射率低，光傳輸
10、速度較快n玻璃或塑膠n光波訊號在軸芯傳送時，可透過被覆層與軸芯的接觸面進行反射3.外皮(Coating)：n不透光的材質n用以隔絕外在的干擾源，也能保護脆弱的軸芯資訊網路第 3-2 章15網路通訊媒體光纖分類依照光波的行進模式，光纖分為多模與單模：n模（Mode）：F光在光纖中行走的路徑1.多模光纖(MMF，Multi Mode Fiber)：F光纖直徑較大，且能同時容納多條光的路徑F最大傳輸距離：2公里F雷射多重折射2.單模光纖(SMF，Single Mode Fiber)：F光纖核心的直徑較小，只能容納單一光線的路徑F最大傳輸距離：20公里超過100公里（須使用光增強器Booster）F雷
11、射直射n單模與多模光纖比較:F單模光纖比多模光纖的頻寬高、價格貴，常用於跨建築物間的佈線，或跨校區間的骨幹網路資訊網路第 3-2 章16網路通訊媒體光纖元件光纖元件:1.光電轉換器或光電收發器：u訊號從光轉電、從電變回到光的轉換設備2.光纖中繼器3.光纖接線架u與一般網路接線架（機架）一樣，方便更換介線路線室內配線用光纖資訊網路第 3-2 章17網路通訊媒體光纖優缺點光纖優點：1.速度快：資料傳輸速率比其他網路媒體都高 2.可靠度高：不會受到電磁波干擾3.傳輸安全性高：F光波移動所產生電磁場極小，不會發出電子訊號不用擔心被人從中盜取資訊F要截斷偷接線路，不但費時費力，且較易被發現光纖缺點：1.
12、製作光纖接頭麻煩2.架設不易3.單位長度的成本最高 資訊網路第 3-2 章18無線網路 Wireless Communciations無線網路(Wireless Communciations)：n以電磁波為傳輸媒介，來建立網路連線電磁波：n分為無線電波(Radio Frequency,RF)、紅外線(Infrared,IR)、雷射(Laser)、微波(Microwave)等F紅外線及雷射同屬較高頻率電磁波傳送技術，有兩點特性：1.無法穿透大多數的障礙物：就算穿透也會出現折射和散射的情況2.行進路徑必須為直線：可以透過折射及散射的方式解決F紅外線傳輸在無線區域網路不受重視原因有兩點：1.傳輸距離
13、太短：約在 1.5 公尺之內2.易受阻隔F微波：頻帶介於 3 30 GHz，通常不使用公用頻帶，以非常窄的頻寬來傳輸訊號問題：1.提供點對點的遠距離無線連結，容易受到干擾 例如：雷雨、鄰近頻道的串音(Crosstalk)干擾1.使用公用頻帶的微波產品，受到串音的干擾2.沒有統一的標準資訊網路第 3-2 章19無線網路採用無線電波為傳輸媒介無線網路採用無線電波為傳輸媒介的原因：1.穿透力強2.全方位傳輸，不侷限於特定方向無線電波頻帶：n屬於公共資產，受到政府部門的管制n無線電波頻率設在 2.4 GHz(2.4000 2.4835 GHz)公用頻帶，避免相關法律問題n2.4 GHz:F規劃給工業、
14、科學及醫療(Industrial,Scientific and Medical，ISM)領域免申請即可使用的設備(如：微波爐、數位無線話機、對講機)n無線電波頻率也在這個頻帶，為了避免訊號互相干擾，大多透過展頻技術配合調變技術發送訊號台灣屬於 ISM 頻帶:n40.66 MHz(40.66 40.70 MHz)n5.8 GHz(5.725 5.875 GHz)資訊網路第 3-2 章20無線電通訊訊號的缺點無線電通訊訊號:n使用頻率範圍較窄、功率較高的電波n缺點：1.容易洩密：因為頻率範圍較窄，容易偵測2.容易受干擾：F第三者可發送頻率相同，但功率更高的干擾訊號，阻撓接收端收取內容n解決方法：F
15、軍方在 19501960 年代運用展頻（SS，Spread Spectrum）技術F展頻技術：將電波涵蓋的頻率範圍擴展，功率降低波形由尖高形變成寬扁形，增強抗干擾能力和隱密性資訊網路第 3-2 章21展頻（SS，Spread Spectrum）技術圖示展頻（SS，Spread Spectrum）技術:n原本頻率範圍較窄、功率較高的電波，轉變為頻率範圍較寬、功率較小的電波展頻後的訊號：1.功率比雜訊還低，會被一般的接收器視為雜訊2.即使被偵測到，因頻率涵蓋範圍很廣，很難發送這麼大範圍的干擾訊號資訊網路第 3-2 章22無線區域網路（WLAN）通訊標準無線區域網路（WLAN）通訊標準:nIEEE
16、802.11，實體層規範 3 種傳輸技術：1.直接序列展頻(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS):u每個窄頻寬、高能量的位元訊號(0 與 1)與展頻碼(Spreading Code)做運算u原本訊號延展為數倍頻寬，並將訊號能量降低到低於背景雜訊(Background Noise)，再把訊號傳送出去2.跳頻式展頻(Frequency Hopping Spread Spectrum，FHSS):u要傳送的資料分割成許多區塊，並將連續的頻道切割為多個小頻道u每次依序傳送區塊時，會隨機選擇要把封包放到哪個頻道3.紅外線(Infrared，IR)n目前絕大部分的產品
17、都是以無線電波為傳輸介質n常用標準有IEEE 802.11a、802.11b 和 802.11gFhttp:/zh.wikipedia.org/zh-tw/IEEE_802.11資訊網路第 3-2 章23IEEE802.11 的網路架構IEEE802.11 規範 2 種無線網路架構：1.Infrastructure：n使用 AP(Access Point，基地台或存取點)nAP 有 2 個主要的功能：1.將收到的無線訊號再生後轉送出去，補償訊號強度的不足，延長傳輸的距離2.擔任無線網路與有線網路的橋樑，透過 AP 可將無線網路與乙太網路連接起來2.Ad Hoc（隨意）：n不使用 AP，每台電腦
18、使用各自的無線網路卡互傳資料Ad Hoc 架構:F 同一時間只有 2 台電腦可以互傳資訊網路第 3-2 章24無線區域網路（WLAN）通訊標準1.IEEE 802.11an訊號波段為 5 GHzn與 802.11b 不相容n頻寬約為 54 Mbps2.IEEE 802.11bn訊號波段為 2.4 GHzn又稱為Wi-Fi 或高速無線網路n使用DSSS技術n實際頻寬約為 5.5 Mbps3.IEEE 802.11gn使用正交多頻分工（Othogonal Frequency Division Multiplexing）n頻寬和 IEEE 802.11a 一樣，約為 54 Mbpsn與 802.11
19、b 相容：訊號波段為 2.4 GHzn基地台可同時與802.11a和802.11b的裝置通信n愈來愈多無線區域網路設備使用 IEEE 802.11g 標準資訊網路第 3-2 章25無線區域網路（WLAN）工作原理無線區域網路：n伺服器端的基地台（Access Point，AP），與客戶端的工作站經由無線連接而成基地台：n連接有線區域網路，經由天線與工作站通訊n工作站需裝無線網路卡才能與基地台通訊細胞（Cell）：n把基地台看成細胞核，能清楚收到它所發送的訊號的範圍稱為細胞（Cell），一般為90150公尺有效頻寬：n離基地台越遠，頻寬越小注意：n金屬材質會遮蔽無線訊號資訊網路第 3-2 章26
20、使無線區域網路涵蓋更大通訊範圍若要涵蓋更大通訊範圍：1.使用多個基地台2.使有效範圍（細胞）重疊F一般重疊 20%30%就可做到無縫連接F類似手機與基地台的蜂巢型架構資訊網路第 3-2 章27無線區域網路（WLAN）掃描掃描：n客戶端啟用無線區域網路通訊無線區域網路通訊，開始收聽訊號，以便與基地台取得聯繫n分為:1.主動掃描：客戶端送出加入網路的訊號，包含欲加入網路的服務識別碼（Service Set Identifier，SSID）伺服器端的基地台有相同的SSID，就會回應，建立無線區域網路通訊2.被動掃描：伺服器端送出帶有服務識別碼的廣播訊號客戶端想加入該網路，就會回應，建立無線區域網路通
21、訊被動掃描是一種連續的過程客戶端會因訊號的強弱而取得或失去與伺服器的聯繫資訊網路第 3-2 章28無線區域網路（WLAN）資料訊框無線區域網路資料訊框：n資料訊框與乙太網路（IEEE 802.3）訊框相似，酬載資料量酬載資料量皆為 1500 bytesn無線區域網路訊框最大可為 2346 bytesnIEEE 802.3訊框不能超過 1518 bytesF將無線區域網路訊框限制不超過1518 bytes以便與乙太網路相容資訊網路第 3-2 章29藍芽（Bluetooth）技術藍芽（Bluetooth）技術:n1994 年易利信(Ericsson)的Bluetooth專案：F目的是使手機和無線耳
22、機連線nBluetooth SIG:F1998 年 5 月Nokia、Intel、IBM 及 Toshiba，共組藍牙同好協會(Bluetooth SIG，Bluetooth Special Interest Group)F目標：制定一套短距離無線連接技術的標準F藍牙:屬於短距離、低功率、低成本且運用無線電波傳輸的技術，將所有資訊設備互相連通 n藍牙就是一種同時可用於電信和電腦的無線傳輸技術資訊網路第 3-2 章30訊號（Signals）訊號(Signals)：n資料位元經過編碼與調變而產生的電壓伏特、光波或模組化的電磁波n可分為兩種：1.類比訊號（Digital）2.數位訊號（Analog）
23、類比訊號類比訊號數位訊號數位訊號波浪狀 方形波電壓對時間圖形是連續變化電壓對時間圖形為間斷不連續常見於自然界物體 科技中常見，而非自然形成不可數的資訊元素所組成可數的資訊元素所組成通訊廣泛應用已超過 100 年波幅固定，但脈衝、寬度、週期和頻率都可改變經濾波功能，才能得到數位化的波型資訊網路第 3-2 章31訊號的六種情形1.傳播(Propagation)2.衰減(Attenuation)3.反射(Reflection)4.雜訊(noise)5.延遲(Delay)6.碰撞(Collision)資訊網路第 3-2 章32傳播(Propagation)傳播(Propagation)：n就是傳送n1
24、位元的電或光能量訊號，從一個地方行進到另一個地方n全程時間：F訊號在媒體上來回跑一次所需的時間n單程時間：F訊號在媒體一端跑到另一端所需的時間n例如：F無線通訊的傳播速度約等於光速F訊號在光纖中或導線中傳播速度約等於2/3光速資訊網路第 3-2 章33衰減(Attenuation)衰減(Attenuation)：n訊號強度的損耗，光或電的訊號能量走的越遠會變的越小n例如：F光纖吸收並分散部分的光能量，衰減也會發生在光纖n解決衰減問題方法：1.選擇網路媒體材質用銅而不用碳2.選擇特別為降低衰減而設計的網路幾何結構3.使用中繼器4.使用光纖時，選擇適當波長或顏色的光，可將衰減降到最低n衰減公式:(
25、衰減程度單位為分貝（dB）；P為功率；V為伏特)1.dB=10 log10（P final/Pref）計算光纖傳遞光波的衰減或無線電在空氣中傳播的衰減2.dB=20 log10（V final/V reference）計算銅質纜線光波的衰減F 衰減分貝值必為負值資訊網路第 3-2 章34反射(Reflection)反射(Reflection)：n當電壓脈衝遇到不連續點就會反射n例如：F光纖訊號遇到玻璃光纖的不連續點就會反射n解決方法：F仔細匹配所有網路元件的阻抗確保因反射而產生的干擾降到最低F例如：同軸電纜兩端的終端電阻器便是為了防止反射用的資訊網路第 3-2 章35雜訊(noise)近端串音
26、、溫度雜訊、交流電源雜訊雜訊(noise)來源分為4種：1.近端串音（Near End Cross Talk，NEXT）：F纜線某處電路訊號產生電子雜訊，干擾其他纜線電路F當兩條線路彼此靠近且未扭絞，其中一條的能量會跑到另一條上F例如：雙絞線連接主機或網路設備的地方容易發生RJ45 接頭處各蕊線必須平整不扭絞，容易發生近端串音近端串音TIA/EIA-568規定雙絞線不扭絞的長度不可以超過13mm2.溫度雜訊：F電子自由碰撞而引起，無法避免，只能加強訊號的振幅3.交流電源雜訊：F建築物充斥著交流電源線的雜訊干擾F解決：訊號接地應該與電力線接地完全隔離資訊網路第 3-2 章36雜訊(noise)電
27、磁干擾和射頻干擾4.電磁干擾（EMI，ElectroMagnetic Interference）和射頻干擾（RFI，Radio Frequency Interference）：F外來電子脈衝影響纜線中電子訊號的品質例如:雷電、電動機和無線電系統F纜線中的電線皆可當作天線，吸收纜線中別的電線的電子訊號，及纜線外電場的訊號，形成雜訊F例如：無線系統特別容易受到電磁干擾和射頻干擾F解決方法：1.不同辦公室分別裝置獨立的配電盤，即電源遮斷器所有電源的中性電線及接地電線接到電源遮斷器可縮短接地線的長度，控制住好幾種雜訊2.使用金屬遮蔽層包住訊號線，但會增加纜線的直徑及成本資訊網路第 3-2 章37延遲(
28、Delay)1.分散（Dispersion）延遲(Delay)分為3種：1.分散（Dispersion）：F訊號隨時間而擴散，因所用媒體類型而起F嚴重時：位元會開始與前後字元混淆F解決方法：1)纜線設計2)限制纜線長度3)找到適當的阻抗4)光纖可利用特殊波長的光5)無線傳輸可利用適當的傳輸頻率資訊網路第 3-2 章38延遲(Delay)2.劇跳 3.延遲2.劇跳（Jitter）：F來源主機的時鐘未與目的地的時鐘同步F位元會比預期的時間早到或晚到F解決：進行時鐘同步校正，包括軟硬體或協定同步3.延遲（Latency）：F訊號長距離行進，當位元通過任何設備時，各種電子元件會造成更多延遲F解決：1.
29、慎選網路設備2.不同編碼的方法3.各層協定資訊網路第 3-2 章39碰撞(Collision)碰撞(Collision)：n當兩台電腦同時搶用共用的媒體，同時發出位元訊號時n處理碰撞的方法：1.先行偵測：再訂一組規則來處理例如：乙太網路（CSMA/CD）2.設法防止碰撞：一次只允許一台電腦進行傳輸例如：記號環(訊標環)網路與FDDI資訊網路第 3-2 章40纜線規格表項目項目10Base210Base510BaseT100BaseT纜線名稱纜線名稱RG58（細同軸電纜）RG11（粗同軸電纜）CAT3 UTP（無遮蔽式雙絞線）CAT5 UTP（無遮蔽式雙絞線）使用接頭使用接頭BNCAUIRJ45RJ45導體阻抗導體阻抗50W50W100W100W每段長度每段長度185公尺500公尺100公尺100公尺網路最大範圍網路最大範圍925公尺2500公尺500公尺500公尺每段連接點數每段連接點數3010022節點最小間距節點最小間距0.5公尺2.5公尺-
