電腦網路與連結技術第十章 區域網路連結技術 上一頁    下一頁

10-2 訊號重置器 與集線器

內容:

10-2-1 訊號重置器

        『訊號重置器』(Repeater的主要功能是傳輸訊號之重置(或重整、整形)。如圖 10-5 所示,當數位脈衝訊號經過長距離的傳送後,訊號波形可能受到傳輸線路上阻抗(或電容性)的衰減,不再像原來之方型脈衝,經過訊號重置器再將其整形,回復原來的波形。其特性如下:

(1) 脈衝訊號(Impulse):訊號的整形。脈衝訊號經過長距離傳輸後,訊號波形遭受衰減或變形(纜線上電容性的影響),訊號重置器再將其回復原來波形。

(2) 雙向傳輸:訊號重置器是雙向傳輸,不似一般類比訊號的放大器(Amplifier 是單向傳輸。不具有通訊協定的處理功能,只能連接相同通訊協定之網路。

(3) 基頻網路之延伸距離:在基頻網路之中,兩個訊號重置器之間稱之為網路區段(Segment);表示訊號未經重置,可傳輸的最遠距離,如 10Base5 500 公尺,而 10Base2 185 公尺。如果超過這個距離,就必須使用訊號重置器來延伸網路範圍。

(4) 連接介面的轉換:在相同通訊協定及速率之下,不同接續端子(Connector)可利用訊號重置器轉換。例如:AUI10Base5)、BNC10Base2)、 UTP RJ4510BaseT)或光纖接續子之間的轉接,如圖 10-6 所示。

10-5 訊號重置器之功能

10-6 訊號重置器之接續端子的轉換功能

10-2-2 集線

『集線器』(Hub『佈線系統』(Wiring System中最重要的裝置,將通訊協定(如 CSMA/CDToken-RingFDDI, …)的運作功能實現於集線器內,而改變原來佈線方式(匯流排或環狀架構),成為星狀拓樸圖。隨著各種協定所製作的集線器,可分類為 Ethernet HubToken-Ring Hub 等等。圖 10-7 Ethernet Hub 內部結構的概念圖,它的功能類似整合型的『共通匯流排』(Common Bus,將多重存取(Multiple Access的連接點集中在一個裝置上;不但保留原來匯流排的拓樸架構,但可以用星狀架構來佈線;它的運作原理是當任一個埠口有訊息進入,集線器便將該訊框廣播到其它埠口上。因此,有二個(或以上)埠口有訊框進入時,便判斷已發生碰撞,我們以 Ethernet 集線器為例說明其特性如下:

10-7 Ethernet Hub 內部結構概念圖

(1) 傳輸速率:10Mbps10BaseT)、10/100Mbps100BaseT)、100/1000Mbps1000BaseT)。

(2) 多工方式:半雙工方式。集線器和工作站之間傳輸還是依照 CSMA/CD 通訊協定,因此,還保留載波偵測、碰撞現象、半雙工傳輸等特性。

(3) 共享頻寬:在串接集線器之間,也是依照 CSMA/CD 通訊協定運作,亦屬於同一共享頻寬之內。

(4) 傳輸媒介:與工作站連接大多是採用 UTPCat-3 Cat-5)及 RJ 45接頭,可達 100 公尺。集線器之間連接,可選擇多模光纖或 STP 連線,連線距離依傳輸媒介而定。

(5) 網路範圍:依照各種通訊協定而異,例如 10BaseT 可達 500 公尺;而 100BaseT 1000BaseT 205 公尺。

(6) 連接埠口:一般集線器都提供有 4/8/16/24 等連接埠以供選擇,並提供集線器之間串接埠口,使能串接其它集線器。至於可以串接幾部集線器,依各種網路型態而異。(10-11 節說明)

(A) Class I Class II 集線器

        既然集線器內部結構類似匯流排廣播方式,亦是,內部有一個處理器來模仿廣播運作方式,將各個埠口所進來之訊框,收集後再轉送出去(甚至各埠口都有自動調速的功能)。因此,處理器應何時將訊框轉送出去的時機問題,就有兩種模式:Class I Class II,以下分別敘述之:

Class I 集線器:將所收到的類比訊號轉換為數位訊號再送出,又稱為轉譯(Translation集線器。其延遲時間較長,但具有過濾及檢測訊框的功能,如果發現訊框已故障(也許碰撞或受雜訊干擾),便不廣播出去。

Class II 集線器:收到的類比訊號後,直接轉送到其它埠口,不作轉譯工作,所以延遲的情形較優於Class I,但沒有檢測訊框是否正常之功能。

10-8 Class I Class II 集線器

        一般較低速集線器(10BaseT)上沒有此類問題(本身就以數位訊號傳送),但在高速網路上(100BaseT 1000BaseT),訊號每經過一個集線器,如果延遲時間太長,將會縮短連線距離;因此,需要串接集線器時,只能使用 Class II 集線器。

(B) 堆疊式集線器

        在連結集線器之間,也必須符合 CSMA/CD 協定中規定最小訊框及傳遞來回時間的限制,因此,集線器串接之間的延遲時間就必須儘量減少。如需要連接較多的工作站時,可透過堆疊式集線器的串接,可減少串接之間的延遲時間,一般都採用 STP 連線堆疊,經過堆疊式集線器串接後,不會增加網路連線距離。至於可串接幾部集線器,依照各家廠商背板設計各有所異。

10-9 堆疊式集線器之內部結構概念圖

 

翻轉工作室:粘添壽

 

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