網路通訊媒體－ 有線媒體、無線通訊 直通線與交錯線 無線區域網路（WLAN） 訊號與雜訊 纜線規格表

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1 網路通訊媒體－ 有線媒體、無線通訊 直通線與交錯線 無線區域網路（WLAN） 訊號與雜訊 纜線規格表
第 3-2 章 區域網路設備簡介 網路通訊媒體－ 有線媒體、無線通訊 直通線與交錯線 無線區域網路（WLAN） 訊號與雜訊 纜線規格表 資訊網路

2 網路通訊媒體 有線媒體： 無線通訊： 粗同軸電纜、細同軸電纜、雙絞線、光纖 不藉由任何電線或電纜的通訊作業，透過電磁波來運作的
電磁波在真空中以光速行進 包括: 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）: 外皮直徑有一公分 每段不可以超過500公尺，超過需接中繼器
阻斷器（Terminator）: 每段兩端需各加裝一個50歐姆的終端電阻，稱為阻斷器 用以吸收電子訊號 連接栓(TAP) : 工作站經由連接栓(TAP)接出 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 兩個連接栓之間不可以短於2.5公尺 AUI 乙太網路電纜到主機之間不可超過50公尺 每段最多只能連接100個工作站 規格為10Base5 10代表傳輸速率(頻寬)為10Mbps Base代表基頻 5代表每段最大距離是500公尺 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 10Base5 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）: 外圍直徑為0.4公分 每段不可以超過185公尺，超過需接中繼器
每段兩端需各加裝一個50歐姆的終端電阻 使用 BNC 連接工作站 T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 兩個工作站之間不可以短於0.5公尺 每段最多只能連接30個工作站 規格為10Base2 10代表傳輸速率(頻寬)為 10Mbps Base代表基頻 2代表每段最大距離大約為 200 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 雙絞線分為： 無遮蔽式（Unshielded Twisted Pair，UTP）： 常見於美國與台灣
遮蔽式（Shielded Twisted Pair，STP） 雙絞線由四對蕊線組成，使用RJ45接頭 無遮式雙絞線顏色 ： 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： 絞線和外皮間夾有一層鋁箔或金屬層的遮蔽 抑制外來電磁干擾的能力更好
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 雙絞線水平佈線標準 TIA/EIA-568A水平佈線標準：
TIA (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 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 集線機房到電腦室的90公尺 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： 具有消除電磁效應的作用，防止串音 雙絞線規格： 10BaseT 100BaseTX（ Cat 5 ） 1000BaseT （ Cat 6 ） T 或 TX 代表雙絞線 無遮蔽式雙絞線價格: 比任何區域網路用的纜線便宜 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 RJ45接頭依其色碼與腳位的關係，分為兩種: 568A與568B的差異: 綠色和橙色交換位置 568A 568B
網路卡 集線器普通埠 568A 568B 1 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 4 保留使用 藍 5 白藍 6 7 白棕 8 棕 圖2-37 EIA/TIA 568A與568B的腳位與顏色 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）： 纜線兩端均為568A或568B的雙絞線 例如：
T568A T568A T568B T568B 最常用的網路線，又稱正常線 用於電腦連接到集線器或交換器 交錯線(Cross-over) （對接線，跳線 ）： 纜線一端為568A，另一端為568B （ T568A T568B ） 用於兩台電腦或兩個集線器相同的連接埠直接對接 直通線可代替交錯線： 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，便可用直通線代替交錯線 交錯式的雙絞線較不常見 資訊網路 第 3-2 章

11 直通線及交錯線使用時機 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
直通線及交錯線使用時機 : 以第二層及第三層為分界線來分類 規則： 同一類型設備連接，使用交錯線（跳線） 不同類型設備連接，使用直通線（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？ 交換器接路由器 交換器接交換器 交換器接集線器 交換器接主機 伺服器接集線器
集線器接橋接器 路由器接橋接器 桌上型電腦接筆記型電腦 個人電腦接路由器 任何電腦接交換器 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

13 Rollover cable（反轉線） Rollover cable（反轉線）: 1 2 3 4 5 6 7 8
用於連接console （電腦的操作桌） 腳位： 資訊網路 第 3-2 章

14 光纖的構造 光纖： 傳導經過調變之光線訊號 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 外徑大約是一根頭髮的粗細
光纖纜線的構造： 軸芯(Core) ： 折射率高，光傳輸速度較慢 質地極純的玻璃，用來傳送光波訊號 被覆層(Cladding) ： 折射率低，光傳輸速度較快 玻璃或塑膠 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 外皮 (Coating)： 不透光的材質 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： 模（ Mode ）：
光在光纖中行走的路徑 多模光纖(MMF，Multi Mode Fiber) ： 光纖直徑較大，且能同時容納多條光的路徑 最大傳輸距離：2公里 雷射多重折射 單模光纖(SMF，Single Mode Fiber) ： 光纖核心的直徑較小，只能容納單一光線的路徑 最大傳輸距離：20公里~超過100公里（須使用光增強器Booster） 雷射直射 單模與多模光纖比較 : 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 : 室內配線用光纖 光電轉換器或光電收發器： 訊號從光轉電、從電變回到光的轉換設備 光纖中繼器 光纖接線架
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： 光纖缺點： 速度快：資料傳輸速率比其他網路媒體都高 可靠度高：不會受到電磁波干擾 傳輸安全性高：
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 要截斷偷接線路，不但費時費力，且較易被發現 光纖缺點： 製作光纖接頭麻煩 架設不易 單位長度的成本最高 資訊網路 第 3-2 章

18 無線網路 Wireless Communciations
以電磁波為傳輸媒介，來建立網路連線 電磁波： 分為無線電波 (Radio Frequency, RF) 、紅外線 (Infrared, IR)、雷射 (Laser)、微波 (Microwave) 等 紅外線及雷射同屬較高頻率電磁波傳送技術，有兩點特性： 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 行進路徑必須為直線：可以透過折射及散射的方式解決 紅外線傳輸在無線區域網路不受重視原因有兩點： 傳輸距離太短：約在 1.5 公尺之內 易受阻隔 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： 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 使用公用頻帶的微波產品，受到串音的干擾 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： 無線電波頻帶： 台灣屬於 ISM 頻帶 : 穿透力強
全方位傳輸，不侷限於特定方向 無線電波頻帶： 屬於公共資產，受到政府部門的管制 無線電波頻率設在 2.4 GHz ( ~ GHz)公用頻帶，避免相關法律問題 2.4 GHz : 規劃給工業、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) 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 : 40.66 MHz (40.66 ~ MHz) 5.8 GHz (5.725 ~ 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 : 解決方法： 使用頻率範圍較窄、功率較高的電波 缺點： 容易洩密：因為頻率範圍較窄，容易偵測
容易受干擾： 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 解決方法： 軍方在 1950〜1960 年代運用展頻（SS，Spread Spectrum）技術 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
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： 功率比雜訊還低， 會被一般的接收器視為雜訊 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 : IEEE 802.11，實體層規範 3 種傳輸技術：
直接序列展頻 (Direct Sequence Spread Spectrum， DSSS) : 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 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 跳頻式展頻 (Frequency Hopping Spread Spectrum， FHSS) : 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 每次依序傳送區塊時，會隨機選擇要把封包放到哪個頻道 紅外線 (Infrared， IR) 目前絕大部分的產品都是以無線電波為傳輸介質 常用標準有IEEE a、 b 和 g 資訊網路 第 3-2 章

23 IEEE802.11 的網路架構 IEEE802.11 規範 2 種無線網路架構： Infrastructure ： Ad Hoc（隨意）：
使用 AP (Access Point，基地台或存取點) AP 有 2 個主要的功能： 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 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 Ad Hoc（隨意）： 不使用 AP，每台電腦使用各自的無線網路卡互傳資料 Ad Hoc 架構: 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 IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11g 訊號波段為 5 GHz
頻寬約為 54 Mbps IEEE b 訊號波段為 2.4 GHz 又稱為Wi-Fi 或高速無線網路 使用DSSS技術 實際頻寬約為 5.5 Mbps IEEE g 使用正交多頻分工（Othogonal Frequency Division Multiplexing） 頻寬和 IEEE a 一樣，約為 54 Mbps 與 b 相容：訊號波段為 2.4 GHz 基地台可同時與802.11a和802.11b的裝置通信 愈來愈多無線區域網路設備使用 IEEE g 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： 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： 連接有線區域網路，經由天線與工作站通訊 工作站需裝無線網路卡才能與基地台通訊 細胞（Cell）： 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90~150公尺 有效頻寬： 離基地台越遠，頻寬越小 注意： 金屬材質會遮蔽無線訊號 資訊網路 第 3-2 章

26 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： 使用多個基地台 使有效範圍（細胞）重疊
一般重疊 20% ~ 30% 就可做到無縫連接 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： 客戶端啟用無線區域網路通訊，開始收聽訊號，以便與基地台取得聯繫 分為 : 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 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：
資料訊框與乙太網路（IEEE 802.3）訊框相似，酬載資料量皆為 1500 bytes 無線區域網路訊框最大可為 2346 bytes IEEE 802.3訊框不能超過 1518 bytes 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 : 1994 年易利信 (Ericsson)的Bluetooth專案：
目的是使手機和無線耳機連線 Bluetooth SIG : 1998 年 5 月Nokia 、 Intel、IBM 及 Toshiba ，共組藍牙同好協會(Bluetooth SIG，Bluetooth Special Interest Group) 目標：制定一套短距離無線連接技術的標準 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 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)： 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 可分為兩種：
類比訊號（Digital） 數位訊號（Analog） 類比訊號 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 傳播(Propagation) 衰減(Attenuation) 反射(Reflection) 雜訊(noise)
延遲(Delay) 碰撞(Collision) 資訊網路 第 3-2 章

32 傳播(Propagation) 傳播(Propagation) ： 就是傳送 1位元的電或光能量訊號，從一個地方行進到另一個地方 全程時間：
訊號在媒體上來回跑一次所需的時間 單程時間： 訊號在媒體一端跑到另一端所需的時間 例如： 無線通訊的傳播速度約等於光速 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) ： 訊號強度的損耗，光或電的訊號能量走的越遠會變的越小 例如：
光纖吸收並分散部分的光能量，衰減也會發生在光纖 解決衰減問題方法： 選擇網路媒體材質 用銅而不用碳 選擇特別為降低衰減而設計的網路幾何結構 使用中繼器 使用光纖時，選擇適當波長或顏色的光，可將衰減降到最低 衰減公式 : (衰減程度單位為分貝（dB） ；P為功率；V為伏特) 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 dB=20 log10 （V final / V reference） 計算銅質纜線光波的衰減 衰減分貝值必為負值 資訊網路 第 3-2 章

34 反射 (Reflection) 反射(Reflection)： 當電壓脈衝遇到不連續點就會反射 例如：
光纖訊號遇到玻璃光纖的不連續點就會反射 解決方法： 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 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、溫度雜訊、交流電源雜訊
近端串音（Near End Cross Talk，NEXT）： 纜線某處電路訊號產生電子雜訊，干擾其他纜線電路 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 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 TIA/EIA-568規定雙絞線不扭絞的長度不可以超過13mm 溫度雜訊： 電子自由碰撞而引起，無法避免，只能加強訊號的振幅 交流電源雜訊： 建築物充斥著交流電源線的雜訊干擾 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) －電磁干擾和射頻干擾 電磁干擾（EMI ，ElectroMagnetic Interference）和射頻干擾（RFI， Radio Frequency Interference）： 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 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 例如： 無線系統特別容易受到電磁干擾和射頻干擾 解決方法： 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 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(Delay) －1.分散（Dispersion）
訊號隨時間而擴散，因所用媒體類型而起 嚴重時：位元會開始與前後字元混淆 解決方法： 纜線設計 限制纜線長度 找到適當的阻抗 光纖可利用特殊波長的光 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 劇跳（Jitter）： 來源主機的時鐘未與目的地的時鐘同步 位元會比預期的時間早到或晚到 解決：
進行時鐘同步校正，包括軟硬體或協定同步 延遲（Latency）： 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 慎選網路設備 不同編碼的方法 各層協定 資訊網路 第 3-2 章

39 碰撞(Collision) 碰撞(Collision) ： 當兩台電腦同時搶用共用的媒體，同時發出位元訊號時 處理碰撞的方法： 先行偵測：
再訂一組規則來處理 例如：乙太網路（CSMA/CD） 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 10Base2 10Base5 10BaseT 100BaseT 纜線名稱 RG58 RG11 CAT3 UTP
（細同軸電纜） RG11 （粗同軸電纜） CAT3 UTP （無遮蔽式雙絞線） CAT5 UTP 使用接頭 BNC AUI RJ45 導體阻抗 50W 100W 每段長度 185公尺 500公尺 100公尺 網路最大範圍 925公尺 2500公尺 每段連接點數 30 100 2 節點最小間距 0.5公尺 2.5公尺 -- 資訊網路 第 3-2 章