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第4章 傳輸媒介和和網路設備
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4-1 傳輸媒介
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通訊 將資料由一端終端設備，經由媒介傳送到另一端終端設備，以達到資料傳輸與交換的目的。
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通訊的元素包括 傳送對象 傳送媒介 傳送的資料
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圖4-1 通訊示意圖
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通訊的傳輸媒介 有線傳輸 雙絞線、同軸電纜、光纖等 無線傳輸媒介 無線電波、微波、衛星、紅外線與雷射光等
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圖4-2 傳輸媒介分類
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雙絞線 由二根外面被覆塑膠絕緣材料，內含銅纜線，雙線絞合成螺旋狀的線 物理的原理會: 1. 減少傳送中信號的衰減。
1. 減少傳送中信號的衰減。 2. 減少串音(crosstalk)及雜音(Noise)。
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雙絞線分 遮蔽式雙絞線(Shield Twisted Pair，簡稱 STP）
無遮蔽式雙絞(Un-shield Twisted Pair，簡稱 UTP）
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遮蔽式雙絞線 在塑膠外皮和絞線間，會多一層金屬層遮蔽。 價格較為昂貴。
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圖4-3遮蔽式雙絞線
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無遮蔽式雙絞線 較便宜，但是容易受干擾。 目前最常使用的網路線材。
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圖4-4 無遮蔽式雙絞線
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雙絞線的優點 便宜 維護容易 佈線彈性很好
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雙絞線的缺點 比較不耐用 比較容易受到干擾
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表4-1 雙絞線的分類
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常用的乙太網路接線使用 RJ 45 接頭 護套 建議盡量選用Category 5e雙絞線
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圖4-5 乙太網路的RJ-45接頭、護套和壓線鉗
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圖4-6是整箱的網路線
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乙太網路接線又可分 正常接線 跳接線
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圖4-7(a).自行製作網路線 )
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圖4-7(b).購買現成的網路線
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表4-2. RJ-45的雙絞線接線配置 (註:未連接，是保留給未來功能使用)
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圖4-8 (a). 正常接線示意圖
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跳接線 將兩台電腦直接透過UTP線和RJ-45接頭直接接通時，就必須要製作使用跳接線的網路線
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圖4-8 (b). 跳接線示意圖
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圖4-9 跳接網路線可直接連結2台電腦或集線器
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同軸電纜 由導體、外遮蔽層、絕緣層及外部保護層組成。
RG-8(50Ω)或RG-11(75Ω)，用在被稱為10Base5的Ethernet網路上。 RG-58A/U(50Ω)，用在被稱為10Base2的Ethernet網路上。
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圖4-10 (a).同軸電纜示意圖
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圖4-10 (b).同軸電纜實體圖
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同軸電纜的優點 連通性佳 可服務的地理範圍很廣 抗干擾性很好
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同軸電纜的缺點 當接頭多時容易產生接觸不良的隱憂。 當一個地方故障會影響整個網路。 故障的診斷和修復都很麻煩。
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同軸電纜未來發展 在有線電視 (Cable TV，CATV)的Cable Modem網路或閉路電視系統中，寬頻同軸電纜仍將在一定時間內充當主流產品。
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光纖 以光為傳遞方式的介質，它完全是不受電波干擾的。
光只在塑膠或玻璃纖維裡面傳導，其外面則由一層薄薄的被稱為cladding的外衣保護著，然後整根或多根導線則隔著一層絕緣材料，被包裹在塑膠外套裡面。
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圖4-11 (a). 光纖的解剖示意圖
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圖4-11 (b). 光纖的實體圖
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圖4-12 光纖各式接頭
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光纖的優點 1.高頻寬，通訊量大，速率100M bps 以上。 2.衰減小，傳輸距離遠。 3.抗電磁干擾，,保密性高。 4.適合點對點傳輸。
5.光纖尺寸小，重量輕。 6.便於鋪設及搬運原料。 7.常作為遠程通訊連線或傳輸骨幹，有取代海底電纜的趨勢。
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光纖的缺點 1.價錢高而且架設費用也很高。 2.光纖彎曲半徑不宜過小。 3.光纖終端處理不易。 4.分路及熔接操作繁瑣。
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圖4-13光纖熔接機
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光纖到府 預計2007年，全臺五十至一百公尺(M)光纖到府，將有二百零六萬戶，取代現行ADSL-2M速率上網，轉成以光纖為主流
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4-2網路拓樸
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網路拓樸（topology） 網路上的裝置彼此間的連接方式
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網路拓樸實際上使用 匯流排（Bus） 環狀（Ring） 星狀（Star） 此三種網路拓樸的混合型
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匯流排拓樸 所有的電腦都經由一條電纜線連結起來。
Ethernet 10Base2或10Base5及 IEEE Token-Bus
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圖4-14 匯流排拓樸
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匯流排拓樸優點 任何一部電腦損壞都不會影響其它電腦的通訊。 不用買集線器。
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匯流排拓樸缺點 纜線的損壞或鬆脫，將會使整個網路通訊中斷。 線路損壞必需重頭到尾檢查，非常耗時耗工。
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星狀拓樸 又稱為「放射狀」 所有的電腦都直接和集線器連接，以集線器為中心接成星星的形狀 如Ethernet
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圖4-15 星狀拓樸
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星狀拓樸優點 星狀拓樸具有較佳效率的管理特性。 不易產生碰撞現象。
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星狀拓樸缺點 中央控制主機發生故障，整個網路就癱瘓了。 中央控制器可能發生壅塞現象，造成通訊瓶頸。
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環狀拓樸 連接所有電腦的主幹線電纜形成一個環狀迴路(Ring loop)
如：IEEE Token-Ring、IBM Token-Ring、…
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圖4-16單環網路
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圖4-17 雙環網路
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環狀拓樸優點 相當於是具有廣播傳送的功能。 沒有封包碰撞的問題。 可以透過橋接器連結成一個更大的網路。
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環狀拓樸缺點 電纜線受損斷裂時，會導致整個網路或部份網路的損毀。 沒有採用集線器，線路損壞也必需重頭到尾檢查，非常耗時耗工。
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混合式網路拓樸 將匯流排、星狀、環狀三種網路拓樸加以結合混合使用。
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常見之混合式網路 星狀匯流排：匯流排拓樸與星狀拓樸的組合情形 星狀環：星狀網路拓樸與環狀拓樸的組合情形
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圖4-18 混合型拓樸
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4.3 網路設備
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網路介面卡 電腦與網路線之間的介面，簡稱網路卡。
常見的Ethernet 10/100網路卡，同時支援10Mbps和100Mbps兩種速度的網路卡。 Gigabit (10/100/1000 Mbps) Ethernet網路卡
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網路卡以接頭分類 RJ45接頭 BNC接頭
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圖4-19 RJ-45接頭的乙太網路卡
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圖4-20同時具有RJ45和BNC接頭的網路卡
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網路卡以介面卡分類 PCI(Peripheral Componebt Interconnect)介面
USB(Universal Serial Bus)介面 PCMCIA(Personal Serial Bus)介面
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圖4-21常見的乙太網路10/100M PCI網路卡
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圖4-22 USB(Universal Serial Bus)介面網路卡
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圖4-23 PCMCIA(Personal Serial Bus)介面網路卡
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中繼器(Repeater) 重新將訊號還原為原本的強度，再重新進行傳送
網路傳輸距離如果太長，約200~500公尺，會因為傳輸媒介的阻抗，訊號強度會衰減
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圖4-24 中繼器連接2個較遠的網路
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集線器 幾台電腦以UTP線材互連時，需要用到集線器(Hub)或交換器(Switch)。
有時集線器上會有串接其他集線器專用的連接埠，稱為Up Link埠。
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圖4-25集線器
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集線器三個特點 集線器是一個多連接埠的信號放大設備 第一步是將資訊上傳到上層設備；第二步是上層設備再將該資訊廣播到所有連接埠上。
集中管理，不讓出問題的工作站影響整個網路的正常運行，並且用戶的加入和退出也很自由。
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交換器 又稱為智慧型集線器或Layer 2 交換器 交換器與集線器在外觀上幾無不同 在每一個連接埠上可各自擁有獨立的頻寬
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圖4-26交換器(3Com 5 Port 10/100M Switch)
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交換器與集線器最大的差異 交換器的每個埠(port)都享有一個專屬的頻寬並具備資料交換功能
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圖4-27 交換器具有交換的功能
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橋接器 一個硬體或軟體用來連接不同的網路區段(segment)的設備。 連接兩個乙太區段
連接一個 Token Ring 區段，到一個乙太區段 連接一個麥金塔(Mac)電腦的區段，到一個個人電腦(PC)的區段 或從無線網路橋接到有線網路
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圖4-28 橋接器
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圖4-29 橋接器橋接不同區段
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路由器 (router) 對應OSI第三層的設備，除了具備中繼器、集線器、橋接器的功能外，還具備路由（Routing）的功能。
路由器屬於高階通訊協定運作，所以能提供有效率的路徑選擇和流程控制，因此常用於大型區域網路的骨幹或連接廣域網路
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圖4-31 預設閘道其實通常是該區域網路的路由器
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圖4-32 路由器會自動選擇路由的路徑
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路由表又分 靜態路由表(static routing) 動態路由表(dynamic routing)
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閘道器(Gateway) 專門設計給兩個完全不同的網路結構 PC 網路和 IBM的SNA Mainframe
TCP/IP 和 Apple-Talk 之轉換
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圖4-33 閘道器
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圖4-34 閘道器轉換完全不同的封包格式
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數據機(Modem) 由兩個詞組成的MOdulator/DEModulator(調變/解調變器)。 調變是將數位信號轉換為類比式信號
解調變則是將類比式信號轉換為數位信號。 將電腦的信號轉換成電話線可以攜載的電訊信號，然後在另一端再將模擬信號轉換回電腦信號。
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撥接上網際網路 採用撥接上網際網路的連接方式，電腦裝一數據機(或數據卡)，數據機連接在一般的電話線，撥接時如一般的電話，所以必須付出一般電話費用，電話線撥接給另一端數據機 (Modem)，連上網際網路。
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圖4-35 電腦透過Modem撥接上網
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現在寬頻上網 電話線ADSL或是有線電視電纜上網，因為二者均為類比訊號傳輸媒介，是故也均需加裝數據機。
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撥接式Modem 的連接方式分類 數據機 數據卡
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圖4-36 Modem機
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圖4-37 Modem CARD
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Modem 依技術分類 1. 撥接Modem (數據機) 2.ADSL Modem 3. Cable Modem
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圖4-38 撥接Modem機
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圖4-39 ADSL MODEM
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圖4-40 Cable MODEM
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圖4-41 網路設備的綜合應用
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機櫃 如果設備太多，通長會有一機櫃(箱)，來存放固定這些網路設備
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圖4-42 機櫃前面(裝上前述的各項設備，例如：Switch, Router..等)
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圖4-43 機櫃的後面(拉滿網路線) 圖4-43 機櫃的後面(拉滿網路線)
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本章結束 Thanks!!
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