广域网接口与线缆 [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2010-04-03

广域网的类型
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、帧中继（Frame Relay）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，基于分组交换技术，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。X.25网络刚被引入时，其最大速率仅为有限的64Kbps ，使之可提供的业务非常有限。1992 年，ITU-T 更新了X.25 标准，其传输速度可高达2Mbps。X.25 网络在传输数据时，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。X.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 E1 电路，速率可从64K 到2M，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塞的影响，对于时间敏感的实时通信没有特殊的保障措施，当线路受到噪声干扰时，将引起包的丢弃。
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 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 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，带宽高，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）再与调制设备相连。但有些线路路由器内部设有内置的设备，可以直接连接服务商布放的线缆，如E1/ATM 等。

以太网的类型

以太网是一种基于总线型拓扑结构的网络，使用分布式仲裁机制来解决冲突。速
度主要有 10Mbps、100Mbps 和 1000Mbps 三种。
IEEE 802.3 主要确定了以太网各项标准及规范。
以太网上的计算机任何时候都可以发送信息，但发送之前都需先检测网络是否空
闲，即“侦听”，如果某时刻有两个或者更多的分组发生冲突，则检测到冲突，
欲发送数据的计算机就都需等待一段时间，即“回退”，各个计算机的回退时间
随机产生，一般情况下都不相同。回退时间过后各计算机再次试图发送。这就是
以太网技术必须提到的 CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）机制。
显然，随着同一网络上的计算机数目的增加，以太网的效率会降低。同时，随着
电缆长度值的增大，在帧长度不变的条件下以太网的效率也会降低。

10M 以太网
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 粗同轴电缆以及10Base2 细同轴电缆。
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 。

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。

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。

快速以太网

1.    100Base-TX
  物理介质采用5类以上双绞线
  网段长度最多100米
2.    100Base-FX
  物理介质采用单模光纤，网段长度可达10公里
  物理介质采用多模光纤，网段长度最多2000米
3.    快速以太网由IEEE 802.3u标准定义
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-T4，100Base-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。
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。
千兆以太网
1.    1000Base-T
物理介质采用5类以上双绞线，网段长度最多100米
2.    1000Base-F
物理介质采用多模光纤，网段长度最多500米
3.    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格，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