Chapter 01-1 Communications and Transmission Media WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Picture source: 新知識 - 通訊, 錦繡,2001
Picture source: 新知識 - 通訊, 錦繡,2001 Picture source: 新知識 - 通訊, 錦繡,2001
Telecommunication Telegraph Telephone Facsimile Figure 1-1 Data Communication System Components WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Protocol: 通訊協定, 網路上的電腦在進行溝通時, 所使用的語言 1. 工作站 5. 印表機 通訊傳輸媒介 4. 工作站 2. 工作站 3. 工作站 TCP/IP: 傳輸控制協定 / 網際網路協定, 欲連上 Internet 所必需使用的兩種通訊協定 TCP/IP 網際網路 TCP/IP 4. 工作站 2. 工作站
Open System Interconnection (OSI) Model-- Seven Layers 應用層 (Application Layer) 表達層 (Presentation Layer) 會議層 (Session Layer) 傳輸層 (Transport Layer) 網路層 (Network Layer) 鏈結層 (Data Link Layer) 實體層 (Physical Layer) Figure 2-14 Summary of layers
OSI Model Internet Model OSI Model Application layer: http, telnet, snmp, smtp, nfs, ftp TCP, UDP IPv4, IPv6 Data Link Layer Physical layer Layering Protocols 系統 A 系統 B 應用軟體 X 應用軟體 Y 應用層表達層會議層傳輸層網路層鏈結層實體層 應用層通訊協定表達層通訊協定會議層通訊協定傳輸層通訊協定網路層通訊協定鏈結層通訊協定實體層通訊協定傳輸媒介 應用層表達層會議層傳輸層網路層鏈結層實體層
Figure 2-2 OSI layers Figure 2-6 Node-to-node delivery (Point-to-point)
Figure 2-8 End-to-end delivery Figure 2-10 Reliable end-to-end delivery of a message Application layer Process-to to-process delivery
Figure 7-2 WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Review Review Picture source: 新知識 - 電和磁, 錦繡,2001
Picture source: 新知識 - 電和磁, 錦繡,2001 Ampere s Law Picture source: 行動通訊網路, 金禾,2003
Picture source: 新知識 - 電和磁, 錦繡,2001 Electromagnetic Experiment Picture source: 行動通訊網路, 金禾,2003
Picture source: 新知識 - 電和磁, 錦繡,2001 Picture source: 高中物理課本
Picture source: 新知識 - 電和磁, 錦繡,2001 Electromagnetic Wave Picture source: 行動通訊網路, 金禾,2003
波的性質 (cont.) Wave Length( 波長 ) Peak( 波峰 ) Amplitude( 振幅 ) Phase( 相位 ) 0 0 Period( 週期 ) Valley( 波谷 ) 週期 = 1/5 = 0.2 秒 Frequency( 頻率 ) = 5 次 / 秒 = 5 Hz 頻率 = 1/ 週期波速 = 波長 / 週期 = 波長 * 頻率 1 second 波的性質 (cont.) 頻率 : 每單位時間內的振動次數 常用單位 : 赫茲 (Hz) = 次 / 秒 例子 : 鐘擺 1Hz, 市電 60Hz 電磁波 : 電磁場的一種運動形態,這種運動以有限速度 ( 即光速 ) 在空間行進 具有波之一般性質 頻帶 (band): 一段連續之頻率範圍 CATV: 54MHz ~ 750 MHz 1000MHz (102 CH.s)
Electromagnetic Wave (cont.) Picture source: 行動通訊網路, 金禾,2003 Figure 7-1 Electromagnetic Spectrum WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Picture source: 新知識 - 電和磁, 錦繡,2001 1K 1M 100M 1G 1T v = λf
Figure 7-2-continued Guided Media WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Figure 7-2-continued Unguided Media WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-3 WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Figure 7-4 and 7-5 Twisted-Pair Cable WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-6 Effect of Noise on Parallel Lines WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Figure 7-7 Noise on Twisted-Pair Lines WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
1K 1M 100M 1G 1T Voice Call over Twisted-Pair Cable
Figure 7-8 Unshielded Twisted-Pair Cable WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
UTP with RJ-45 Connectors Picture source: Cisco Academy Figure 7-9 UTP Connectors WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-10 Shielded Twisted-Pair Cable WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 網路常用線材 ( 傳輸媒體 ) 遮蔽式雙絞線 STP 無遮蔽式雙絞線 UTP
無遮蔽式雙絞線的標準 從外觀識別雙絞線 觀察雙絞線的外皮, 一定可以看到該條雙絞線所遵循的標準與製造商名稱, 有時候 "Category" 會被簡寫成 "Cat", 所以我們可能會看到外皮標著 "Category 5" 或 "Cat 5" 的雙絞線 :
無遮蔽式雙絞線的標準 雙絞線的顏色 EIA/TIA 568B 的標準雙絞線 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 顏色 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕 3 白綠 2 橙 1 白橙 4 藍 5 白藍 6 綠 7 白棕 8 棕
100 BaseTX 中 RJ-45 的腳位功能 100 BaseTX 腳位功能表 腳 位 功 用 簡 稱 1 傳輸資料正極 (Transmit Data+) Tx+ 2 傳輸資料負極 (Transmit Data-) Tx- 3 接收資料正極 (Transmit Data+) Rx+ 4 未使用 5 未使用 6 接收資料負極 (Transmit Data-) Rx- 7 未使用 8 未使用 100BaseTX 網路卡腳位功能 1 2 3 4 5 6 7 8 Tx+ Tx- Rx+ Rx- 交換器 / 集線器 RJ-45 插槽腳位功能 1 2 3 4 5 6 7 8 Rx+ Rx- Tx+ Tx- Tx: 傳送 Rx: 接收
直通連接線 (Straight-Through) 1 2 3 4 5 6 7 8 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕 1 2 3 4 5 6 7 8 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕 直通連接線使用時機 1. 從網路卡連接到集線器 / 交換器 2. 從網路卡到連接面板 ( 資訊插座 ) 3. 從連接面板到集線器 / 交換器 Tx+ Tx- Rx+ Rx- ( 網路卡 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕 1 2 3 4 5 6 7 8 Rx+ Rx- Tx+ Tx- ( 交換器 / 集線器 )
Crossover Tx+ 1 Tx- 2 Rx+ 3 Rx- 6 1 Tx+ 2 Tx- 3 Rx+ 6 Rx- 傳送端 對上 傳送端, 接收端 對上 接收端, 當然無法傳輸 Tx+ 1 Tx- 2 Rx+ 3 Rx- 6 1 Tx+ 2 Tx- 3 Rx+ 6 Rx- 傳送端 對 接收端, 網路就順利成章地接通了 交叉連接線 (Crossover) 1 2 3 4 5 6 7 8 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕 1 2 3 4 5 6 7 8 白綠 綠 白橙 藍 白藍 橙 白棕 棕
例外之情況 : 使用直通連接線即可 從集線器 / 交換器到集線器 / 交換器 Normal/Cascade Switch 1 2 MDI port 1 2 MDI 3 Normal MDI Normal MDI Normal MDI
主控台纜線 (Rollover) 這條纜線是用來連接電腦到路由器 (router) 或交換器, 用以管理及設定 另一端接頭反接即可 1 2 3 4 5 6 7 8 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕 1 2 3 4 5 6 7 8 棕 白棕 綠 白藍 藍 白綠 橙 白橙 Figure 7-11 and 7-12 Coaxial Cable WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Coax Layers outer jacket (polyethylene) shield (braided wire) insulating material copper or aluminum conductor CATV Bands (RG-59)
Coaxial Cable (cont.) 10Base2 Thinnet (RG-58; Radio Government-58) 10Base5 Thicknet (RG-8, 9, 11) Figure 7-20 Fiber-optic Cable Glass or plastic cladding core WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Fiber Optic Layers consists of three concentric sections plastic jacket glass or plastic cladding fiber core Figure 7-13 Refraction WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-14 Critical Angle WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Figure 7-15 Reflection WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Accepted Angles of Incidence C Angles of Incidence A θ A B B C Figure 7-16 WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-17 Multimode Step-Index WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Figure 7-18 Multimode Graded-Index WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-19 Single Mode WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 1K 1M 100M 1G 1T
Fiber (cont.) Patch Cord Connector Types Fiber (cont.) SC Connector ST Connector Picture source: PCDIY 網路自己裝, 旗標,2005
Fiber (cont.) Fiber Optic Advantages greater capacity (bandwidth up to 2 Gbps) smaller size and lighter weight lower attenuation immunity to environmental interference highly secure due to tap difficulty and lack of signal radiation
Fiber Optic Disadvantages expensive over short distance requires highly skilled installers adding additional nodes is difficult Unguided Media Terrestrial microwave transmission Satellite transmission Broadcast radio Infrared rays
Figure 7-21 Radio Communication Band WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Figure 7-22 Propagation Types WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
頻譜為什麼需要分配? 水波有反射 折射 干擾 電磁波? 電台 基地台之頻率分配及功率規定 Power Power Power Freq. Freq. f 1 f 2 f 1 f 2 f 1 f 2 國際頻率登記委員會 (IFRB): 在日內瓦, 宗旨是幫助所有成員合理地使用無線電通信頻道 Terrestrial Microwave Uses the radio frequency spectrum, commonly from 2 to 40 GHz Parabolic dish transmitter, mounted high as possible Used by common carriers as well as private networks Requires unobstructed line of sight between source and receiver Curvature of the earth requires stations (called repeaters) to be ~30 miles apart WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-32 Parabolic Dish Antenna WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Figure 7-31 Terrestrial Microwave (cont.) WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002
Figure 7-34 Satellite Communication WCB/McGraw-Hill The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Satellite Transmission Process satellite transponder dish 35,784 km dish uplink station downlink station
Satellite Transmission Picture source: Internet, 2006 Dish at Sunset
Picture source: 新知識 - 通訊, 錦繡,2001 Satellite Receiver
Satellite Orbits Direct-beam Infrared Rays (DB/IR)
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