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1、了解一般的网络结构ql常见广域网接口类型和基本特性日1常见局域网接口类型和基本特性常用电缆的传输、物理特性本章将围绕迈普系列路由器讨论各种常见网络物理接口与线缆的相关内容，包括常见的接口规范、线缆的 类型以及其一般机械特性、电气特性、传输特性以及使用注意事项等等。一个简单明了的网络模型：一个局域网中的某个用户希望利用已有的公共网络资源，与远端的另一个局域 网中的某台主机通信时，通过与本局域网相连的广域网边缘设备进入广域网，经由广域网到达与另一台主机所 在的局域网相连的边缘设备，从而与目的主机之间建立通信。这里我们关注的重点就是这种广域网边缘设备。常见的广域网边缘设备包括各类路由器、ATM接入交
2、换机等等广域网边缘设备承担着连接局域网与广域网的重要任务，它将同时属于局域网和广域网，可知，就边缘设 备而言，局域网接口，广域网接口这二者缺一不可。另外，出于此种设备应用的灵活性，其本地配置接口也是 不可缺少的。下面的内容中我们将逐一进行讨论。以太网常见线缆.同轴电缆 .非屏蔽双绞线 .屏蔽双绞线 .光纤以太网常见的线缆为同轴电缆、双绞线和光纤。其中同轴电缆分为细缆和粗缆两种，双绞线分为屏蔽双绞 线和非屏蔽双绞线两种，光纤分为多模和单模两种。其中同轴电缆为早期以太网使用，粗缆传送距离可达500 米，细缆可达185米。但由于同轴电缆一点出现故障会导致整个网络瘫痪，并且同轴电缆不能支持高速以太网，
3、 因此使用同轴电缆的网络目前基本上已经消失。本章也将主要介绍双绞线和光纤。以太网的常见物理接口.双绞线接口 一RJ45.光纤接口一ST光纤接口一SC双绞线(Twisted pair)，收发各由两条拧在一起并相互绝缘的铜线组成。两条线拧在一起可以减少线间的电磁干扰。3类到6类双绞线在塑料外壳内均有这样的四对线缆，区别主要在于类数越高的双绞线，单位长度内的绞 环数越多，拧得越紧，这使得5类或者6类双绞线的交感更少并且在更长的距离上信号质量更好，更适用于 高速计算机通信。双绞线使用RJ45接口与其他设备连接起来。一般使用双绞线是一种高速廉价的布线方案，而且网络的拓展 能力比较好。但由于距离限制网络在
4、长距离传输时需要使用光纤。光纤有单模和多模之分，单模光纤较多模光 纤细，传输距离远。单模光纤一般为9um，多模光纤也分为62.5um与50um两种。单纯从光纤的成本上来说单 模光纤成本与多模光纤相同，但单模光纤的光源需使用激光设备，而多模光纤则使用发光二极管即可，因此使 用多模光纤的总体成本低的多。光纤的接口有ST和SC两种，一般使用ST接口的光纤的衰减大些，使用SC接 口的光纤衰减较小，但在具体施工过程中，使用ST接续的方式不需要昂贵的光纤熔接设备，安装比较容易，成 本比较低廉。直连网线的线序5类双绞线由8芯细线组成，利用细线外绝缘层上的颜色进行分组标识。通常利用单色和单色加上白色作为成对标
5、识，也有利用色点成对进行标识的。直连网线线序如图所示。起具体使用情况请参考后续内容。级连网线的线序级连网线线序如图所示。起具体使用情况请参考后续内容。设备连接方式主机路由器交换机普通口交换机级连口交换机 光口主机级连级连直连N/ASC/ST路由器级连级连直连N/ASC/ST交换机普通口直连直连级连直连N/A交换机级连口N/AN/A直连N/AN/A交换机 光口SC/STSC/STN/AN/ASC/ST各种设备需要使用具体的线缆连接起来。目前应用于各种网络设备的接口可能使用双绞线接口或光纤接口。双绞线和光纤接口之间不能直接相连，必须使用光电转换设备，但同种线缆连接情况下各种网络设备的连接方 式可以
6、参考上表。10M以太网A10 BASE-T目前使用最广泛的局域网标准之一使用双绞线作为物理传输介质白10 BASE 5曾经广泛应用于主干局域网使用粗同轴电缆作为物理传输介质白10 BASE 2使用细同轴电缆作为物理传输介质10Mbps以太网即标准以太网，由IEEE 802.3定义，同一公共通信信道上的所有用户共享这个带宽，这个 公共信道称为总线。在交换式LAN中，每个交换式端口都是一个以太网总线，采用星型拓扑结构。这种连接方 式下将有可能提供全双工的连接，此时，将提供20Mbps的总带宽。根据IEEE 802.3的规定，10M以太网目前广泛使用的线缆有：10Base -T双绞线、10Base5
7、粗同轴电缆 以及10Base2细同轴电缆。10Base5粗同轴电缆采用插入式分接头，表示的意思是：工作速率为10Mb/s，采用基带信号，最大支持段长为 500m，最多段数为100。10Base5粗同轴电缆线径较粗，不易弯曲，安装非常不便。10Base2细同轴电缆接头采用工业标准的BNC连接器组成T型插座，使用灵活可靠性高，价格也较便宜， 但使用范围只有200米，每一段内仅能使用30台计算机，段数最高为30。10Base-T是目前使用最为广泛的一种以太网电缆标准。它具有一个显著优势就是易于扩展，维护简单，价格低 廉，一个集线器加上几根10Base-T电缆，就能构成一个实用的小型局域网（当然还得有
8、计算机），10Base-T的 缺点是：电缆的最大有效传输距离是距集线器100m，即使是高质量的5类双绞线也只能达到150m。100M以太网. 100 BASE-T物理介质采用5类以上双绞线 网段长度最多100米. 100 BASE-F物理介质采用单模光纤 网段长度可达10公里 多模光纤网段长度最多2000米 IEEE 802.3u快速以太网由IEEE 802.3u标准定义，基本与标准以太网相同，但速度比标准以太网快十倍。快速以太 网的速度是通过提高时钟频率和使用不同的编码方式获得的。其传输方案最常用的便是100Base-T，100Base-T 又包括100Base-TX和100Base-T4，
9、100Base-T4是一种3类双绞线方案，不支持全双工，目前最广泛使用的 都是100Base-TX，此方案需使用5类以上双绞线，时钟信号处理速率高达125MHz。本书以后内容中提到的快 速以太网双绞线方案在不进行特殊说明的情况下均指100Base-TX方案。100Base-FX使用一对多模或者单模光纤，使用多模光纤的时候，计算机到集线器之间的距离最大可到两公 里，使用单模光纤时最大可达十公里。快速以太网还提供全双工通信，总带宽达到200Mbps。全双工快速以太网仅在使用光纤或某些双绞线介质 的点对点链路有效，因为每个带宽为100Mbps的信道都需要独立的线来支持。快速以太网有自动协商的功能，能
10、够自动适应电缆两端最高可用的通信速率，能方便的与10M以太网连接通信。1000M以太网 1000 BASE-T物理介质采用5类以上双绞线 网段长度最多100米 1000 BASE-F物理介质采用单模光纤 网段长度最多2000米 多模光纤网段长度最多550米 IEEE 802.3z 和802.3ab千兆以太网保留了传统以太网的大部分简单特征，以1000Mbps /2000Mbps的带宽提供半双工/全双工通 信。千兆以太网对电缆的长度的要求更为严厉，多模光纤的长度至多为500米，5类双绞线为100米。IEEE 802.3z标准定义了千兆以太网，IEEE 802.3ab标准专门定义了双绞线上的千兆以
11、太网规范，两者都 是802.3标准的补充。由于高速数据速率定时的限制，在同一冲突域中，千兆以太网不允许中继器的互连千兆以太网有自动协商的功能，但仅限于协商半双工或全双工流量控制，确定是否支持控制帧，不能与低 速以太网之间协商速率。需要注意的一点是，62.5um多模光纤在1000兆以太网上最大传输距离为250米，50um的多模光纤才可以传输550米。服务商广域网网络边缘设备信号调制设备设备间接口线缆用户线广域网(Wide Area Network )是一种跨越大的地域的网络。目前有多种公共广域网络。一般我们的网络 会通过服务商提供的具体业务连接到广域网络上。按其提供业务的带宽的不同，可简单的分为
12、窄带广域网和宽带广域网两大类。现有的窄带公共网络包括PSTN公共交换电话网、ISDN综合数字业务网、DDN、X.25网、Frame Relay帧中继 网等。PSTN可能是我们接触最多的公共窄带网络，目前主要提供电话和传真业务，通过调制解调器可以完成一些 有限的数据传输业务。ISDN综合业务数字网将在本章后面小节专门介绍。DDN即数字数据网，是一种广泛使用的基于点对点连接的窄带公共数据网络。X.25网是一种国际通用的标准广域网，在很多地区，X.25是唯一可用的WAN技术，在欧洲非常流行。内 置的差错纠正、流量控制和丢包重传机制，使之具有高度的可靠性，适于长途噪声线路。最大速率仅为有限的 64Kb
13、ps，使之可提供的业务非常有限。沿途每个节点都要重组包，使得数据的吞吐率很低，包时延较大oX.25 显然不适于传输质量好的信道。Frame Relay帧中继是一种应用很广的服务，采用E-1电路，速率可从64K到2兆，速率较快，它减少了差错 检测，充分利用了如今广域网连接中比较简洁的信令。中间节点的延迟比X.25网小得多。帧中继的帧长度可 变，可以方便的适应LAN中的任何包或帧，提供了对用户的透明性。帧中继容易受到网络拥挤的影响，对于时 间敏感的实时通信没有特殊的保障措施，当线路收到噪声干扰时，将引起包的重传。现在的宽带网络一般有ATM和SDH两种。ATM即异步传输模式，为在交换式WAN或LAN
14、骨干网以及高速传输数据提供了通用的通信机制，它同时 支持多种数据类型（话音、视频、文本等。与传统WAN不同，ATM是一种面向连接的技术，在开始通信之前， 将首先建立端到端的连接。ATM 一个最突出的优势之一，就是支持QoS （Quality of Service）。SDH是目前应用最广的光传输网络，带宽宽，抗干扰性强，可扩展性较强。在具体的网络连接上一般服务商将线缆布放到用户处，用户将该线缆与一个调制设备（普通调制解调器、 DTU或基带调制解调器）相连，然后我们的网络边缘设备（一般为路由器）在与调制设备相连。但对于有些线 路路由器内部设有有内置的设备，可以直接连接服务商布放来的线缆，如E1/A
15、TM等。用户线低速线路使用两芯的双绞线，RJ-11接口中速线路使用一对同轴电缆，BNC接口。使用8芯双绞线，RJ45接口。电气物理特性符合G.703建议高速线路光纤链路在一般情况下，服务商提供的线路可以分为几种主要情况：使用普通RJ11接口的2芯双绞线提供比较低速 率的连接；使用G.703规定的使用BNC接口的一对同轴电缆或使用RJ45接口的双绞线提供2M的E1/CE1/PRI 链路；使用光纤提供更高速率的链路。用户线ISDN综合业务数字网*BRI 接口U 口 使用两芯的RJ-11或者RJ-45连接器0T口使用四芯的RJ-45连接器2B+DiPRI 接口电气物理特，性符合G祁醴议30B+D综合业务数字网（Integrated Services Digital Network，简称ISDN）是自70年代发展起
