传输媒介与阻抗

传输媒介与阻抗第1页，课件共41页，创作于2023年2月大綱3.1 網路傳輸媒介3.2 連接器3.3 網路傳輸設備2第2页，课件共41页，创作于2023年2月網路傳輸媒介傳輸媒體(TransmissionMedia)分為兩類有線傳輸(Wired)藉由電纜線、光纖等進行傳輸依材質、純度、潔淨度不同各有奇特性與種類期望以最低成本，降低其傳輸衰減(Attenuation)率一般網路傳輸以有線纜線為傳輸的主要媒介無線傳輸(Wireless)運用廣闊的天際來傳輸空間限制或移動性(Mobility)的因素考量3第3页，课件共41页，创作于2023年2月有線網路傳輸雙絞線TwistedPair同軸電纜線CoaxialCable光纖纜線OpticalFiber4第4页，课件共41页，创作于2023年2月雙絞線TwistedPair最常見的一種傳輸線材為何要相互絞在一起電的傳輸存在著電生磁與磁生電互絞在抵消兩條線上產生的電磁干擾(EMI)互絞的程度越高，電磁互抵的功效就越高常見的雙絞線分為兩類無遮蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)遮蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)5第5页，课件共41页，创作于2023年2月雙絞線的組成ConductorWireDielectricFoilShield(STPonly)BraidShield(STPonly)Jacket6第6页，课件共41页，创作于2023年2月雙絞線抑制雜訊原理7第7页，课件共41页，创作于2023年2月特性阻抗不是以一般三用電表所量測的電阻值代表傳輸線上快速訊號傳輸時訊號流的平均阻抗阻抗值不是一般使用者可以輕易量測得到使用者可以依據纜線外觀、標示及分級作判斷UTP線材之特性阻抗在100MHz頻率下為100歐姆STP線材之特性阻抗在100MHz頻率下為150歐姆8第8页，课件共41页，创作于2023年2月UTP雙絞線的分類類別互絞程度傳輸速率用途第一類CategoryI未絞線1~2Mbps基本語音通訊第二類CategoryII4Mbps4Mbps記號環網路第三類CategoryIII每英吋絞三次16Mbps10BaseT16Mbps記號環網路第四類CategoryIV20Mbps100BaseT416Mbps記號環網路第五類CategoryV每英吋絞四次100Mbps100BaseT100CDDI網路第五類增強型CategoryVEnh.200~300MbpsATM網路(OC-3)第六類CategoryVI350~600MbpsGigabitEthernet9第9页，课件共41页，创作于2023年2月同軸電纜UsedforCableTVAlmostobsoleteasaLANmediaTypes:10Base210Base510第10页，课件共41页，创作于2023年2月同軸電纜的組成中心導線外皮絕緣體網狀導體外皮11第11页，课件共41页，创作于2023年2月RG-11同軸電纜外皮一般披覆黃色或橘色塑膠皮由內而外共有七層包裝訊號單芯導線、塑膠絕緣體、金屬箔片、內導體網層、油紙、外導體網層、外皮中心訊號單芯導線直徑0.4英吋特性阻抗50常用在10Base5類型的乙太網路架構中一般又稱之為粗纜線ThickCable12第12页，课件共41页，创作于2023年2月RG-62、RG-58同軸電纜RG-62比RG-58線材略粗線材中心導線為單股導線直徑0.25英吋特性阻抗為93TokenBus網路架構之ARCnet的傳輸線RG-58一般最常見的網路同軸電纜線材直徑0.18英吋特性阻抗為50常用在10Base2類型乙太網路架構中線材中心導線為多芯線(StrandedWire)一般又稱之為細纜線ThinCable13第13页，课件共41页，创作于2023年2月RG-59同軸電纜一般家庭有線電視常用的傳輸線由內到外共四個層次所組成訊號導體、絕緣體、導體網層及外皮中心導線為單股線特性阻抗為7514第14页，课件共41页，创作于2023年2月光纖纜線重量輕、體積小、使用年限更久沒有輻射、無電磁干擾、低衰減傳輸頻寬大、不受雷擊損壞竊取訊號安全性高Optical

fibersTubeStrainrelief

(e.g.,Kevlar)InnerjacketSheathOuterjacket15第15页，课件共41页，创作于2023年2月光纖纜線分類與組成光纖纜線的分類步級式多模光纖Step-IndexMultimodeFiber漸級式多模光纖Graded-IndexMultimodeFiber單模光纖SingleModeFiber光纖的組成光纖Core外圍材質Cladding保護層ProtectiveSheath16第16页，课件共41页，创作于2023年2月光纖訊號傳送角度範圍Acceptance/EmissionConeNA =sin=n2core-n2cladding

NumericalAperture(NA)17第17页，课件共41页，创作于2023年2月步級式多模光纖Mostcommondesigns: 100/140or200/280mPlasticopticalfiber(POF): 0.1-3mm,core80to99%RefractiveIndex(n)Diameter(r)CladdingPrimarycoating

(e.g.,softplastic)

Core1.4801.460SiO2Glass140m100m18第18页，课件共41页，创作于2023年2月步級式多模光纖訊號傳送Pulsebroadeningduetomulti-pathtransmission.BitratexDistanceproductisseverelylimited!100/140mSilicaFiber: ~20Mb/s•km0.8/1.0mmPlasticOpticalFiber: ~5Mb/s•km19第19页，课件共41页，创作于2023年2月漸級式多模光纖Dopingprofiledesignedtominimize“race”conditions

(“outer”modestravelfasterduetolowerrefractiveindex!)Mostcommondesigns:62.5/125or50/125m,NA~0.2BitratexDistanceproduct:~1Gb/s•kmnr1.4751.46020第20页，课件共41页，创作于2023年2月單模光纖Step-IndextypewithverysmallcoreMostcommondesign: 9/125mor10/125m,NA~0.1BitratexDistanceproduct:upto1000Gb/s•km

(limitedbyCDandPMD-seenextslides)nr1.4651.46021第21页，课件共41页，创作于2023年2月無線電傳輸一般而言無線電傳送分為地波GroundWave天波SkyWave直線傳送Line-Of-Sight;LOS22第22页，课件共41页，创作于2023年2月地波極低頻與低頻訊號3KHz~3MHz無線電波不受大小低於其波長的障礙物干擾極低頻與低頻訊號波長甚長，沿著地表行進可以保持較低的地面吸收率頻率夠低、波長夠長且功率夠大情況下，地波的傳輸大約可傳送150公里航海通訊與AM廣播23第23页，课件共41页，创作于2023年2月天波中頻與高頻訊號3MHz~30MHz以地波傳輸的話，衰減量大藉由大氣的電離層(Ionosphere)與地面間的來回反射，形成傳送的導波通道行進距離在高功率的傳送下，150公里~400公里的範圍24第24页，课件共41页，创作于2023年2月直線傳送超過30MHz以上的電磁波以直線行進方式傳輸，傳輸距離相當遠無線電視台、大哥大基地台、衛星通訊、外太空通訊等都是直線行進傳輸因為訊號以直線傳送，基地台必須架設在至高點或架設高塔25第25页，课件共41页，创作于2023年2月連接器傳輸媒介僅是提供訊號藉以傳輸的通道處理工作需要網路設備的配合傳輸媒體與設備間的連接介面(Interface)連接器(Connector)或天線(Antenna)26第26页，课件共41页，创作于2023年2月RJ-45與RJ-11連接頭RJ-45有八個接點(Contact)各接點表面都鍍了50毫米(μm)的薄金增強金屬傳導與防銹蝕的能力網路使用的接頭RJ-11有四個接點(2P、4P或6P)比RJ-45略小電話使用的接頭1827第27页，课件共41页，创作于2023年2月RJ-58連接器中心有一探針與同軸電纜線之中心導線連接作訊號傳導探針上同樣鍍了薄金終端電阻器(Terminator)電阻值與RG-58纜線特性阻抗相同(50Ω)作纜線接地與阻抗匹配工作I接頭(或稱之為一接頭)用以作同軸點纜線串接延長T接頭用以作RG-58纜線真正與電腦網路卡上的BNC接頭相連的連接器28第28页，课件共41页，创作于2023年2月常見的光纖接頭29第29页，课件共41页，创作于2023年2月網路傳輸設備數據機網路卡中繼器(Repeater)集線器(HUB)橋接器(Bridge)交換器(Switch)路徑器或路由器(Router)閘通器(Gateway)HUBBridgeSwitchRouter30第30页，课件共41页，创作于2023年2月數據機MODEM:MOdulation+DEModulation撥接(Dialup)、遠端連線常用的設備介面傳統數據機、ISDN數據機、ADSL數據機、纜線數據機等31第31页，课件共41页，创作于2023年2月網路卡電腦與纜線間通訊傳輸的橋樑NIC:NetworkInterfaceCard不同的網路設備有不同的網路卡乙太網路卡、高速乙太網路卡、記號環網路卡、FDDI網路卡、ATM網路卡、無線網路卡等不同產品越普遍的產品價格越便宜32第32页，课件共41页，创作于2023年2月NIC33第33页，课件共41页，创作于2023年2月中繼器Repeater訊號經過一段距離傳輸之後會有衰減遠距離傳送、一段距離後必須靠中繼器將訊號重新整理後，在傳送出去乙太網路的543定律最多五段的同軸乙太網路利用四部中繼器相連接，其中僅有三段網路線可以連接點腦主機34第34页，课件共41页，创作于2023年2月集線器HUB接進實驗室或辦公室的固接網路線路一般數量有限運用集線器可擴充連接點數量有直接接在主機板插槽、介面卡形式的簡易型集線器架構進入集線器的訊號都重新整理過後再傳送出去，所以集線器都具備中繼器的功能集線器事實上是多Port的中繼器不同的網路架構、HUB名稱各異乙太網路下稱為HUB記號環網路下稱為MAU(MediaAccessUnit)FDDI網路下稱為Concentrator35第35页，课件共41页，创作于2023年2月RepeaterTheCloud36第36页，课件共41页，创作于2023年2月橋接器Bridge將大區塊的廣播網路系統區隔成兩個較小的區塊，以降低這個忙碌網路間訊號碰撞的機率相同區塊電腦間訊號部會穿過橋接器，進而影響到另一區塊的傳輸效能只有不同區塊間的傳輸才需經由橋接器作傳送橋接器都具備中繼器與集線器的功能相同網路架構的兩個區塊可藉由橋接器達到擴大網路範圍的目標37第37页，课件共41页，创作于2023年2月交換器Switch交換器與傳統集線器使用方