第4章网络基本设备

4.1.4 双绞线以太网
1．双绞线以太网描述 根据最大传输速度的不同，双绞线分为不同类别：3类、5类及超5类。 3类双绞线的速率为10 Mb/S，5类双绞线的速率为100 Mb/S，而超5 类双绞线的速率可达155 Mb/s以上，可以适合未来多媒体数据传输的 需求。每条双绞线最大传输距离为100Fra Baidu bibliotek。 由于在网络布线过程中大多涉及到建筑结构与内部装修等问题，因此 在布线完成后，如果想重新修改是非常困难的，所以即使网卡等设备 还是10 Base-T的，但是在规划网络时，应该考虑到未来网络发展的需 求，因此应采用5类甚至超5类的双绞线。
3．粗、细混合缆以太网 在建立一个粗、细混合缆以太网时，除了需要使用与粗缆以太网和细 缆以太网相同的硬件外，还必须提供粗缆和细缆之间的连接硬件。连 接硬件主要包括：
N-系列插口到BNC插口连接器。 N-系列插头到BNC插口连接器。 粗、细缆以太网组网特点：
最大网段长度：大于185米，小于500米。 最大网络长度：大于925米，小于2500米。 在实际组网工程中，为了降低系统的造价，在保证一条混合网段所能 达到的最大长度的情况下，应尽可能使用细缆。可以用下面的公式计 算在一条混合的网段中能够使用的细缆的最大长度l= ( 500 - L ) / 3.28， 其中：L为要构造的网段长度，l为可以使用的细缆最大长度。例如： 若要构造一条300米的网段，能够使用的细缆的最大长度为：(500 300 ) / 3.28 ≈ 61(米)。
2．粗缆以太网 建立一个粗缆以太网需要一系列硬件设备主要包括：
（1）网络接口适配器：网络中每个结点需要一块提供AUI接口的以太网卡、便提 式适配器或PCMCIA卡。
（2）收发器(Transceiver)：粗缆以太网上的每个结点通过安装在干线电缆上的外 部收发器与网络进行连接。在连接粗缆以太网时，用户可以选择任何一种标准 的以太网(IEEE802.3)类型的外部收发器。
（3）电缆系统：用于连接细缆以太网的电缆系统主要包括： 细缆(RG-58 A/U)：直径为5毫米，特征阻抗为50Ω的细同轴电缆。 BNC连接器插头：安装在细缆段的两端。 BNC桶型连接器：用于连接两段细缆。 BNC 终端匹配器：BNC 50Ω的终端匹配器安装在网段的两端，用于防止电子信
号的反射。网段电缆两端的终端匹配器必须有一个接地。 （4）中继器：对于使用细缆的以太网，每个网段的长度不能超过185米，可以用
第四步：将线头已经切割整齐的双绞线插入RJ-45水晶头内，使各个缆线 线头都推至水晶头的最底端。 第五步：确定双绞线的每根缆线都已经正确放置到RJ-45水晶头后，将 RJ-45水晶头放入到网线钳的压线器中，调整双绞线的外套层，使其位于 RJ-45水晶头的线卡处，以利于固定网线。这样在网线的日常使用中，不 会由于缆线线头的移位导致虚接，从而造成网线的无法使用。双手按住网 线钳手柄，用力下压将RJ-45水晶头与双绞线压接牢固。
中继器连接两个网段，以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可以使用四 个中继器，连接五个网段电缆。
细缆以太网组网特点： 拓扑结构：总线型。 介质访问控制方法：CSMA/CD。 网线类型：RG-58型，50Ω粗同轴电缆。 传输速率：10Mb/s。 最大网络节点数目：90个。 每段最大节点数：30个。 最大网段数：5个，最多使用4个中继器进行扩展，其中3个网段可以用来连接网络工作
粗、细混合缆以太网优缺点： 网络维护和扩展比较困难。 造价合理。 网络抗干扰能力强。 增加了电缆系统的断点数,影响网络的可靠性。 系统复杂。
4.1.3 双绞线
双绞线（Twisted Pair）是局域网中最常用的 一种传输介质。它由两条（22-26号）相互 绝缘的铜导线按照一定的规格互相缠绕（一 般以顺时针缠绕）在一起而制成的一种通用 配线，属于信息通信网络传输介质。这种互 相缠绕的方式来抵御一部分外界电磁波干扰， 更主要的是降低自身信号的对外干扰。把两 根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起， 可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传 输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波 抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。
第六步：采用同样的方法，将双绞线的另一端与RJ-45水晶头压接牢固后， 使用试通器，对制作完成的网线进行连通测试。方法是将网线的两端RJ45水镜头分别插入试通器两侧的测试口中，打开试通器开关，观察试通器 上的指示灯是否按照顺序依次闪亮。如果按照顺序依次闪亮，则说明该网 线制作成功；如果未按照顺序但依次闪亮，则说明该网线线序配置错误； 如果存在未闪亮的情况，则说明该网线存在虚接。无论是网线线序存在问 题还是网线存在虚接，两种情况都应该查明原因后重新制作该网线，以确 保使用。
4.1.5 光纤
光导纤维（Optical Fiber）简称光纤，是网 络中一种重要的传输介质。它的原理是利用 光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理， 而达成的光传导介质：光从光密介质射入光 疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折 射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下 反射光，这种现象叫做全反射。发生全反射 的条件：（1）光从光密介质射入光疏介质； （2）入射角大于或等于临界角。如图4-所示。 由前香港中文大学校长高锟教授和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的 理论设想，并因此，高锟教授获得2009年诺 贝尔物理学奖。
4.1.2 同轴电缆以太网
1．细缆以太网
建立一个细缆以太网需要一系列硬件设备主要包括： （1）网络接口适配器：网络中每个结点需要一块提供BNC接口的以太网
卡、便携式适配器或PCMCIA卡。 （2）BNC-T型连接器：细缆Ethernet上的每个结点通过T型连接器与网
络进行连接，它水平方向的两个插头用于连接两段细缆，与之垂直的 插口与网络接口适配器上的BNC连接器相连。
（1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，重量轻，易弯曲，易安装。 （2）将串扰减至最小或加以消除。 （3）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。 （4）具有阻燃性。 （5）既可以传输模拟数据也可以传输数字数据。 （6）成本低。
双绞线的制作
制作工具
第一步：利用网线钳剪下一根所需的双绞线，其长 度应该介于1米至99米之间。借助网线钳上的剥皮器， 除去2至3厘米的双绞线外套层。
（6）超五类线：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR） 和信噪比（Structural Return Loss）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线 主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。
（7）六类线：该类电缆的传输频率为1MHz至250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰 减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传 输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一 个重要的不同点在于，改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高 速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。
（3）收发器电缆：用于连接结点和外部收发器，通常称为AUI电缆。 （4）电缆系统：连接粗缆以太网的电缆系统主要包括： 粗缆(RG-11 A/U)：直径为10毫米，特征阻抗为50Ω的粗同轴电缆，每隔2.5米有
一个标记。
N-系列连接器插头：安装在粗缆段的两端。 N-系列桶型连接器：用于连接两段粗缆。 N-系列终端匹配器：N-系列50Ω的终端匹配器安装在干线电缆段的两端，用于防
一般双绞线可分为一下几类：
（1）一类线：主要用于语音传输（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不同 于数据传输。
（2）二类线：传输频率为1MHZ，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见 于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。
（3）三类线：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz， 用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10BASE-T。
节点，其余为网络长度扩充只用，即5-4-3规则。 节点间最小距离：0.5米。 最大网段长度：185米。 最大网络长度：925米，即（185米）×5。 细缆以太网优缺点： 容易安装。 造价较低。 网络抗干扰能力强。 网络维护和扩展比较困难。 电缆系统的断点较多，影响网络系统的可靠性。
4.1.1 同轴电缆
同轴电缆（Coaxial Cable）是局域网中较为常用的一种传 输介质，用来传递信息的一对导体。其构造是按照一层圆 筒式的外导体套在内导体（一根细芯）外面，两个导体间 用绝缘材料互相隔离的结构制选的，外层导体和中心轴芯 线的圆心在同一个轴心上，所以叫做同轴电缆。同轴电缆 之所以设计成这样，也是为了防止外部电磁波干扰异常信 号的传递。
第二步：将双绞线上的4对绞线进行解旋分离，形成 8根分离的缆线。
第三步：根据网线所连接的设备，确定RJ-45水晶头的连线一端要遵循 EIA/TIA 568A标准，还是要遵循EIA/TIA 568B标准，即两个RJ--45水晶头 的连线采用直连连接方式，还是交叉连接方式。如图4-所示。从而对缆线 进行排序。如果采用直连连接方式，则RJ-45水晶头的连线两端都要遵循 EIA/TIA 568B标准，进行排序。如图4-所示。反之，如果采用交叉连接方 式，则RJ-45水晶头的连线一端要遵循EIA/TIA 568B标准，而另一端要遵 循EIA/TIA 568A标准，进行排序。如图4-所示。将排好序的缆线压直，放 到网线钳的切刀处，保留1.5厘米长的缆线，其余部分全部切掉。
第4章 网络基本设备
本章概述
网络设备是进行组网的硬件条件，选择 适宜的网络设备进行网络搭建，不但可 以为用户提供高效可靠的网络运行环境， 同时还能够节省设备采购和日常维护经 费，从而大幅提高性价比。本章将详细 阐述网络常用网络设备的功能特点、基 本参数和使用方法。
4.1 网络传输介质
常见的网络连接线可分为细同轴电缆、粗同轴 电缆、双绞线和光缆等。早期采用较多的是同 轴电缆，主要是因为同轴电缆组成的总线形拓 扑结构网络的成本较低。但是，单条同轴电缆 如果一旦损坏，就将导致整个网络的瘫痪，对 网络的维护工作也很难进行。
（4）四类线：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数 据传输，主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。
（5）五类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输率为100MHz， 用于语音传输和最高传输速率为1000Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和 1000BASE-T网络。这是最常用的以太网电缆。
双绞线以太网组网特点：
拓扑结构：星型（物理拓扑），如果采用集线器进行级联，成为共享式以太网， 那么其物理拓扑结构为星型，逻辑拓扑结构为总线型；如果采用交换机进行级 联，那么其物理拓扑结构为星型，逻辑拓扑结构也为星型。
传输速率：10Mb/s；100Mb/s。 最大网络节点数目：1024个。 级联过程中最大集线器数量：4个。 节点间最小距离：1米。 最大网段长度：100米。 最大网络长度：无。 双绞线以太网优缺点：
止电子信号的反射。干线电缆段两端的终端匹配器必须有一个接地。
（5）中继器：对于使用粗缆的以太网，每个网段的长度不超过500米，可以用中 继器连接两个网段，以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可以使用四个 中继器，连接五段网段电缆。
粗缆以太网组网特点： 拓扑结构：总线型。 介质访问控制方法：CSMA/CD。 网线类型：RG-11型，50Ω粗同轴电缆。 传输速率：10Mb/s。 最大网络节点数目：300个。 每段最大节点数：100个。 最大网段数：5个，最多使用4个中继器进行扩展，其中3个网段可以用来连接
网络工作节点，其余为网络长度扩充只用，即5-4-3规则。 节点间最小距离：2.5米。 最大网段长度：500米。 最大网络长度：2500米，即（500米）×5。 粗缆以太网优缺点： 网络安装、维护和扩展比较困难。 造价高。 具有较高的可靠性，网络抗干扰能力强。 具有较大的地理覆盖范围。