單元2、多辦公區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)連接

單元二

多辦公區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)連接單元二

多辦公區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)連接本單元需要完成的工作任務(wù)任務(wù)3：多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建任務(wù)4：跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建3.1任務(wù)描述

某學(xué)院計(jì)算機(jī)系現(xiàn)有計(jì)算機(jī)50臺(tái)，現(xiàn)在需要把計(jì)算機(jī)全部連接起來(lái)，組成一個(gè)局域網(wǎng)。隨著計(jì)算機(jī)的普及，學(xué)院機(jī)電工程系也組建了單位的內(nèi)部局域網(wǎng)，正好和計(jì)算機(jī)系在一座辦公樓，機(jī)電工程系也希望和計(jì)算機(jī)系的網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)資源共享。任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建3.2相關(guān)知識(shí)

交換機(jī)的RJ-45接口通常分為兩種：交叉（MDI-X）接口。MDI-X接口是指交換機(jī)的普通接口；直連（MDI）接口是指交換機(jī)的級(jí)連端口（Up-link），級(jí)連端口主要用于與上一級(jí)的交換機(jī)相連。如圖3.1所示。（1）MDI接口：1、2腳發(fā)送信號(hào)，3、6腳接收信號(hào)，與網(wǎng)卡的相同。（2）MDI-X接口：1、2腳接收信號(hào)，3、6腳發(fā)送信號(hào)，與網(wǎng)卡的相反交換機(jī)的RJ45接口圖3.1交換機(jī)RJ-45接口任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建

當(dāng)采用雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)時(shí)，可以應(yīng)用在以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)和萬(wàn)兆位以太網(wǎng)。目前在小型網(wǎng)絡(luò)中主要采用快速以太網(wǎng)。10Mbit/s以太網(wǎng)2.快速以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)快速以太網(wǎng)定義了三種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)。其中采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)的有兩種物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別為：（1）100Base-TX（2）100Base-T4雙絞線組網(wǎng)技術(shù)任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建

所謂級(jí)聯(lián)，是指使用普通的網(wǎng)線（雙絞線），將交換機(jī)的RJ-45接口之間連接在一起，實(shí)現(xiàn)相互之間的通信。

使用級(jí)聯(lián)技術(shù)連接網(wǎng)絡(luò)，一方面解決了單交換機(jī)端口數(shù)不足的問(wèn)題，另一方面就是快速延伸網(wǎng)絡(luò)范圍，解決離機(jī)房較遠(yuǎn)的客戶端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接。

需要注意的是，交換機(jī)也不能無(wú)限制地級(jí)聯(lián)下去，超過(guò)一定數(shù)量的交換機(jī)進(jìn)行級(jí)聯(lián)，最終會(huì)引起廣播風(fēng)暴，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能?chē)?yán)重下降。從實(shí)用的角度來(lái)看，建議最多部署三級(jí)交換機(jī)級(jí)聯(lián)；核心交換機(jī)匯聚交換機(jī)接入交換機(jī)，如圖3.2所示。交換機(jī)級(jí)聯(lián)技術(shù)任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建圖3.2交換機(jī)級(jí)聯(lián)中分層結(jié)構(gòu)核心層匯聚層接入層RG-S7600RG-S5760任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建根據(jù)交換機(jī)的端口配置情況又有兩種不同的連接方式：1.交換機(jī)有MDI-X接口如果交換機(jī)備有MDI-X接口，即“UpLink（級(jí)聯(lián)）”接口，如圖3.3所示，Uplink接口是專門(mén)用于與其他交換機(jī)連接的接口，通過(guò)Uplink端口使得交換機(jī)之間的連接變得更加簡(jiǎn)單。圖3.3交換機(jī)上的UpLink端口UpLink端口（a）(b)(c)普通UpLink端口按鈕按下去端口1為UpLink端口兩個(gè)UpLink端口任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建Uplink端口是專門(mén)為上行連接提供的，通過(guò)直通線將該端口連接至其他交換機(jī)上除“Uplink端口”外的任意端口，這種連接方式跟計(jì)算機(jī)與交換機(jī)之間的連接完全相同。如圖3.4所示。這種級(jí)聯(lián)方式性能比較好，因?yàn)榧?jí)聯(lián)端口的帶寬通常較高。交換機(jī)之間的級(jí)聯(lián)網(wǎng)線必須是直通線，不能采用交叉線，而且每端網(wǎng)絡(luò)不能超過(guò)雙絞線單段網(wǎng)線的最大長(zhǎng)度（100m）第一層第二層第三層UpLink端口圖3.4交換機(jī)通過(guò)UpLink端口級(jí)聯(lián)擴(kuò)展模式任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建2.交換機(jī)沒(méi)有MDI-X接口

如果交換機(jī)沒(méi)有“UpLink（級(jí)聯(lián)）”端口，那也可以采用交換機(jī)的普通端口進(jìn)行交換機(jī)的級(jí)聯(lián)，但這種方式的性能稍差。級(jí)聯(lián)方式如圖3.5所示。由于交換機(jī)的連接端口都是采用交換機(jī)普通端口，交換機(jī)間的級(jí)聯(lián)網(wǎng)線必須是交叉線，不能采用直通線，同樣單段長(zhǎng)度不能超過(guò)100m。第一層第二層第三層圖3.5交換機(jī)通過(guò)普通端口級(jí)聯(lián)擴(kuò)展模式任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建1.概述堆疊技術(shù)是目前在以太網(wǎng)交換機(jī)上擴(kuò)展端口使用較多的另一類技術(shù)，是一種非標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。各個(gè)廠商之間不支持混合堆疊，堆疊模式為各廠商制定，不支持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。堆疊技術(shù)的最大的優(yōu)點(diǎn)就是提供簡(jiǎn)化的本地管理，將一組交換機(jī)作為一個(gè)對(duì)象來(lái)管理。交換機(jī)堆疊技術(shù)任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建2.堆疊方式

目前流行的堆疊模式主要有兩種：菊花鏈模式和星型模式。（1）菊花鏈堆疊

菊花鏈堆疊是一種基于級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的堆疊技術(shù)，通過(guò)堆疊模塊接口首尾相連形成一個(gè)環(huán)路，如圖3.6所示，對(duì)于交換機(jī)硬件上沒(méi)有特殊的要求，但就交換效率來(lái)說(shuō)，相同的交換機(jī)級(jí)聯(lián)模式處于同一層次。圖3.6菊花鏈堆疊任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建

菊花鏈堆疊形成的環(huán)路可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)冗余，這樣即使一臺(tái)交換機(jī)出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也不會(huì)中斷。堆疊連接時(shí)，每臺(tái)交換機(jī)都有兩個(gè)堆疊模塊，通過(guò)隨機(jī)附帶的堆疊電纜和相鄰的交換機(jī)堆疊接口相連。如果要實(shí)現(xiàn)鏈路冗余，可將最后一臺(tái)交換機(jī)的另一個(gè)堆疊接口與第一臺(tái)交換機(jī)的另一個(gè)堆疊接口連接，從而形成環(huán)路。如圖3.7所示。環(huán)路可以實(shí)現(xiàn)冗余，但也會(huì)帶來(lái)廣播風(fēng)暴。圖3.7菊花鏈堆疊數(shù)據(jù)流任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建（2）星型堆疊

星型堆疊技術(shù)是一種更高級(jí)堆疊技術(shù)，對(duì)交換機(jī)而言，需要提供一個(gè)獨(dú)立的高速交換中心（堆疊中心），所有堆疊主機(jī)通過(guò)專用的高速堆疊端口，也可以通過(guò)通用的高速端口，上行到統(tǒng)一的堆疊中心。堆疊中心一般是一個(gè)基于專用ASIC的硬件交換單元，根據(jù)其交換容量，一般在10－32GHz之間。星型堆疊需要一個(gè)主交換機(jī)，其他是從交換機(jī)，每臺(tái)從交換機(jī)都通過(guò)堆疊模塊或接口與主交換機(jī)相連，如圖3.8所示，這種方式要求主交換機(jī)的交換容量（背板帶寬）要比從交換機(jī)大。圖3.8星型堆疊附加1：交換機(jī)的分類及適用環(huán)境可網(wǎng)管交換機(jī)與非可網(wǎng)管交換機(jī)；固定端口交換機(jī)與模塊交換機(jī)；接入層、匯聚層和核心層交換機(jī)；從OSI角度，二層、三層…七層交換機(jī)；可堆疊與不可堆疊交換機(jī)；附加3：交換機(jī)性能參數(shù)背板帶寬24X100MX2＝4.8GS2126G12.8G包轉(zhuǎn)發(fā)率S2126G6.6MPPSMAC地址表大小8K線速交換1,000Mbps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps第3周1次完任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建

當(dāng)計(jì)算機(jī)的數(shù)量超過(guò)交換機(jī)的端口數(shù)量時(shí)，需要使用兩臺(tái)甚至多臺(tái)交換機(jī)，這時(shí)需要把兩臺(tái)交換機(jī)連接起來(lái)。兩臺(tái)交換機(jī)之間的連接通?？梢圆捎眉?jí)聯(lián)或堆疊。通常有以下幾種情況：（1）當(dāng)計(jì)算機(jī)集中在一起時(shí)，交換機(jī)在一個(gè)機(jī)架上并且資金充足活對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有較高要求時(shí)可以考慮采用堆疊的方式；（2）當(dāng)交換機(jī)分布在不同的樓層，兩者之間的距離在100m的范圍內(nèi)時(shí)，可以采用雙絞線級(jí)聯(lián)；

堆疊需要專門(mén)的交換機(jī)，而且價(jià)格昂貴，最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的就是用雙絞線把兩臺(tái)交換機(jī)連接起來(lái)。

當(dāng)機(jī)電工程系要把計(jì)算機(jī)的局域網(wǎng)和計(jì)算機(jī)系局域網(wǎng)相連時(shí)，由于兩個(gè)單位在一座辦公樓，而且兩臺(tái)交換機(jī)的距離在100米的距離內(nèi)，可以使用雙絞線把機(jī)電工程系的交換機(jī)連接到計(jì)算機(jī)系的主交換機(jī)上。3.3方案設(shè)計(jì)任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建通過(guò)本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)施，應(yīng)能掌握：（1）通過(guò)交換機(jī)級(jí)聯(lián)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)范圍；（2）學(xué)習(xí)延伸網(wǎng)絡(luò)距離技術(shù)；（3）練習(xí)交換機(jī)之間的級(jí)聯(lián)；3.4項(xiàng)目實(shí)施任務(wù)目標(biāo)任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建

為了完成本任務(wù)，用3臺(tái)交換機(jī)6臺(tái)計(jì)算機(jī)組成局域網(wǎng)來(lái)模擬本任務(wù)的實(shí)施。其中兩臺(tái)交換機(jī)為計(jì)算機(jī)系，連接計(jì)算機(jī)系的電腦（在這里4臺(tái)計(jì)算機(jī)），另一臺(tái)交換機(jī)為機(jī)電工程系，連接2臺(tái)計(jì)算機(jī)。

搭建如圖3.9所示的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)訓(xùn)任務(wù)圖3.9多交換機(jī)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銹C1PC3PC4SW1：計(jì)算機(jī)系SW2：計(jì)算機(jī)系PC2PC5PC6SW3：機(jī)電工程系任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建

為了搭建如圖3.9所示的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來(lái)模擬本工作任務(wù)需要下列設(shè)備及材料。（1）PC計(jì)算機(jī)6臺(tái)；（2）交換機(jī)3臺(tái)；（3）雙絞線直通線10條；（4）雙絞線交叉線3條。材料清單任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建步驟1：硬件安裝按照?qǐng)D3.9所示連接硬件。（1）用兩條直通線將2臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到交換機(jī)SW1上，用兩條直通線將2臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到交換機(jī)SW2上；（2）用一條直通線將交換機(jī)SW2的1端口和交換機(jī)SW1的1端口連接起來(lái)。或用一條交叉線將SW2的Uplink口連接到交換機(jī)的2端口。檢查網(wǎng)卡和集線器的指示燈的連接狀態(tài)，判斷網(wǎng)絡(luò)是否連通。實(shí)施過(guò)程任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建步驟2：TCP／IP配置規(guī)劃PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6各計(jì)算機(jī)的IP地址、子網(wǎng)掩碼，參考表6-1所示來(lái)為個(gè)計(jì)算機(jī)手工配置IP地址、子網(wǎng)掩碼。計(jì)算機(jī)IP地址子網(wǎng)掩碼PC1192.168.1.10255.255.255.0PC2192.168.1.20255.255.255.0PC3192.168.1.30255.255.255.0PC4192.168.1.40255.255.255.0PC5192.168.1.50255.255.255.0PC6192.168.1.60255.255.255.0表6-1IP地址設(shè)置任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建步驟3：測(cè)試分別在PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6上使用Ping命令測(cè)試各計(jì)算機(jī)之間的連通性，并填入表3-2中PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC1／PC2／PC3／PC4／PC5／PC6／表3-2PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6之間的網(wǎng)絡(luò)連通性任務(wù)三多交換機(jī)小型網(wǎng)的組建步驟4：直通線級(jí)聯(lián)假設(shè)在上面的實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，用交叉線將交換機(jī)SW1和交換機(jī)SW2級(jí)聯(lián)時(shí)無(wú)論如何也不同，包括更換了交叉線（在交叉線無(wú)問(wèn)題的情況下），這時(shí)可以考慮交換機(jī)的端口有問(wèn)題，那怎么辦呢？首先可以將直通線從交換機(jī)SW1的1端口更換到其他端口，檢查網(wǎng)絡(luò)是否連通，如果連通，表示交換機(jī)SW1的1端口可能有問(wèn)題。其次，如果網(wǎng)絡(luò)還不通，可能是交換機(jī)SW2的Uplink端口可能有問(wèn)題，可是交換機(jī)SW2只有一個(gè)Uplink端口，這時(shí)可以考慮采用交叉線將交換機(jī)SW1和交換機(jī)SW2的兩個(gè)普通端口連接起來(lái)，檢查網(wǎng)絡(luò)是否連通。集線器與交換機(jī)都是以太網(wǎng)的連接設(shè)備，這兩者的區(qū)別是（）集線器的各個(gè)端口構(gòu)成一個(gè)廣播域，而交換機(jī)的端口不構(gòu)成廣播域集線器的各個(gè)端口構(gòu)成一個(gè)沖突域，而交換機(jī)的端口不構(gòu)成沖突域集線器不能識(shí)別IP地址，而交換機(jī)還可以識(shí)別IP地址集線器不能連接高速以太網(wǎng)，而交換機(jī)可以連接高速以太網(wǎng)P56習(xí)題

附：2009年下半年軟考上午題單模光纖與多模光纖的區(qū)別是（）單模光纖的纖芯直徑小，而多模光纖的纖芯直徑大單模光纖的包層直徑小，而多模光纖的包層直徑大單模光纖由一根光纖構(gòu)成，而多模光纖由多根光纖構(gòu)成單模光纖傳輸距離近，而多模光纖的傳輸距離遠(yuǎn)2009年下半年軟考上午題兩地之間通過(guò)衛(wèi)星信道發(fā)送數(shù)據(jù)包，傳播延遲是270ms，數(shù)據(jù)速率是50Kb/s,數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是3000bit，從開(kāi)始發(fā)送到接收完成需要的時(shí)間是（）50ms330ms

500ms600ms2009年下半年軟考上午題在ISOOSI/RM中，實(shí)現(xiàn)端系統(tǒng)之間通信的是（1），進(jìn)行路由選擇的是（2）；A.物理層B.網(wǎng)絡(luò)層C.傳輸層D.表示層A.物理層B.網(wǎng)絡(luò)層C.傳輸層D.表示層2009年下半年軟考上午題第3周2次完附加

交換機(jī)的工作原理第4周1次完4.1任務(wù)描述

某學(xué)院計(jì)算機(jī)系和機(jī)電工程系分別組建了自己的局域網(wǎng)并且互聯(lián)起來(lái)并通過(guò)代理服務(wù)器連入Internet后，汽車(chē)工程系也組建了自己的局域網(wǎng)，也想把自己的局域網(wǎng)接入計(jì)算機(jī)系的網(wǎng)絡(luò)中，但汽車(chē)工程系在另一座辦公樓，兩者之間的距離300米。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建4.2相關(guān)知識(shí)1.光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱，光導(dǎo)纖維是一種傳輸光束的細(xì)而柔軟的媒質(zhì)，是數(shù)據(jù)傳輸中最有效的一種傳輸介質(zhì)。光線傳輸有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。（1）光纖通信的頻帶很寬，理論可達(dá)30GHz。（2）電磁絕緣性能好。（3）衰減較小。（4）中繼器的間隔較大,因此可以減少整個(gè)通道中繼器的數(shù)目,可降低成本。（5）重量輕，體積小，適用的環(huán)境溫度范圍寬，使用壽命長(zhǎng)。（6）抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，適用于某些特殊環(huán)境下的布線。（7）光纖通信不需要電源，使用安全，可用于易燃、易爆場(chǎng)所。光纖傳輸介質(zhì)任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建2.光纖的結(jié)構(gòu)

光纖是光纜的纖芯，光纖由光纖芯、包層和涂覆層三部分組成。最里面的是光纖芯，包層將光纖芯圍裹起來(lái)，使光纖芯與外界隔離，以防止與其他相鄰的光導(dǎo)纖維相互干擾。包層的外面涂覆一層很薄的涂覆層，涂覆材料為硅酮樹(shù)酯或聚氨基甲酸乙酯，涂覆層的外面套塑（或稱二次涂覆），套塑的原料大都采用尼龍、聚乙烯或聚丙烯等塑料，從而構(gòu)成光纖纖芯。如圖4.1所示。圖4.1典型的光纖結(jié)構(gòu)圖任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建（1）光纖芯光纖芯是光的傳導(dǎo)部分，而包層的作用是將光封閉在光纖芯內(nèi)。光纖芯和包層的成分都是玻璃，光纖芯的折射率高，包層的折射率低，這樣可以把光封閉在光纖芯內(nèi)。如圖4.2所示包層光線包層光纖芯圖4.2光纖中光的傳輸（2）涂覆層涂覆層是光纖的第一層保護(hù)，它的目的就是保護(hù)光纖的機(jī)械強(qiáng)度，是第一緩沖層（PrimaryBuffer），由一層或幾層聚合物構(gòu)成，厚度約為250m，在光纖的制造過(guò)程中就已經(jīng)涂覆到光纖上。光纖涂覆層在光纖受到外界震動(dòng)時(shí)保護(hù)光纖的光學(xué)性能和物理性能，同時(shí)又可以隔離外界水氣的侵蝕。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建3.光纖的分類（1）按構(gòu)成光纖的材料分類按照構(gòu)成光纖的材料，光纖一般可分為以下三類：①

玻璃光纖②

膠套硅光纖③

塑料光纖任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建（2）按傳輸模式分類按光在光纖中的傳輸模式可分為：?jiǎn)文９饫w和多模光纖。①

單模光纖SMF（SingleModeFiber）單模光纖：纖芯小，單角度進(jìn)入激光器圖4.3單模光纖任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建②

多模光纖MMF（MultiModeFiber）發(fā)光二極管多模光纖：纖芯大，多角度進(jìn)入圖4.4多模光纖任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建（3）按光纖橫截面上的折射率分布按照折射率分布不同來(lái)分通常采用的是均勻光纖（突變型光纖）和非均勻光纖（漸變型光纖）兩種。（4）按工作波長(zhǎng)分類按光纖的工作波長(zhǎng)分類，有短波長(zhǎng)光纖、長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖和超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖。多模光纖的工作波長(zhǎng)為短波長(zhǎng)850nm和長(zhǎng)波長(zhǎng)1300nm，單模光纖的工作波長(zhǎng)為長(zhǎng)波長(zhǎng)1310nm和超長(zhǎng)波長(zhǎng)1550nm。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建4.光纜及其結(jié)構(gòu)光纖傳輸系統(tǒng)中直接使用的是光纜而不是光纖。光纜中有1根光纖、2根光纖、4根光纖、6根光纖甚至更多光纖的光纖的最外面是緩沖層、光纜加強(qiáng)元件和光纜護(hù)套。（1）光纖光纜的核心是光纖，光纖在前面已經(jīng)介紹過(guò)。（2）緩沖保護(hù)層在光纖涂覆層外面還有一層緩沖保護(hù)層，給光纖提供附加保護(hù)。（3）光纜加強(qiáng)元件為保護(hù)光纜的機(jī)械強(qiáng)度和剛性，光纜通常包含有一個(gè)或幾個(gè)加強(qiáng)元件。在光纜被牽引的時(shí)侯，加強(qiáng)元件使得光纜有一定的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)還對(duì)光纜有一定支持保護(hù)作用。（4）光纜護(hù)套光纜護(hù)套是光纜的外圍部件，它是非金屬元件，作用是將其他的光纜部件加固在一起，保護(hù)光纖和其他的光纜部件免受損害。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建5.光纖連接器件[光纖收發(fā)器（光電轉(zhuǎn)換器）]光纖連接器是光纖通信中使用量最多的光無(wú)源器件，是用來(lái)端接光纖的。按照不同的分類方法，光纖連接器可以分為不同的種類。按傳輸媒介的不同可分為單模光纖連接器和多模光纖連接器；按結(jié)構(gòu)的不同可分為FC、SC、ST、D4、DIN、MU、LC、MT等各種型式；按光纖芯數(shù)還有單芯、多芯之分。傳統(tǒng)的主流光纖跳線有FC型（螺紋連接式）、SC型（直插式）和ST型（卡扣式）三種。如圖4.5所示為一條SC-SC光纖跳線。如圖4.6所示為一條ST-SC光纖跳線圖4.5SC-SC光纖跳線圖4.6SC-ST光纖跳線任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建目前，最主要的SFF型光纖連接器有LC、MU、MT-RJ、VolitionVF-45。如圖4.7所示。圖4.7（a）LC光纖跳線圖4.7（b）MT-RJ光纖跳線任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建6.

光纖通信的基本原理

目前在局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)的光纖通信是一種光電混合式的通信結(jié)構(gòu)。通信終端的電信號(hào)與光纜中傳輸?shù)墓庑盘?hào)之間要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，光電轉(zhuǎn)換通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器完成，如圖4.8所示。

由于光信號(hào)目前只能單方向傳輸，所以，目前光纖通信系統(tǒng)通常都是用2芯，一芯用于發(fā)送信號(hào)，一芯用于接收信號(hào)雙絞線電信號(hào)圖4.8光電轉(zhuǎn)換光纖跳線光信號(hào)光纜光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換器任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建7.交換機(jī)之間的光纜連接

當(dāng)建筑物之間或樓層之間的布線采用光纜，而水平布線采用雙絞線時(shí)，可以采用兩種方式實(shí)現(xiàn)兩種傳輸介質(zhì)之間的連接。一是采用同時(shí)擁有光纖端口和RJ-45端口的交換機(jī)，在交換機(jī)之間實(shí)現(xiàn)光電端口之間的互連；二是采用廉價(jià)的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，一端連接光纖一端連接交換機(jī)的雙絞線端口，實(shí)現(xiàn)光電之間的相互轉(zhuǎn)換。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建（1）光纖跳線的交叉連接

所有交換機(jī)的光纖端口都是2個(gè)，分別是一發(fā)一收。當(dāng)然，光纖跳線也必須是2根，否則端口之間將無(wú)法進(jìn)行通訊。當(dāng)交換機(jī)通過(guò)光纖端口級(jí)聯(lián)時(shí)，必須將光纖跳線兩端的收發(fā)對(duì)調(diào)，當(dāng)一端接“收”時(shí)，另一端接“發(fā)”。同理，當(dāng)一端接“發(fā)”時(shí)，另一端接“收”（如圖4.9所示）。當(dāng)光纖端口連接成功后，LED指示燈才轉(zhuǎn)為綠色。同樣，當(dāng)骨干交換機(jī)連接至核心交換機(jī)時(shí)，光纖的收發(fā)端口之間也必須交叉連接圖4.9光纖端口的級(jí)聯(lián)任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建（2）光纖跳線及光纖端口類型

光纖跳線分為單模光纖和多模光纖。交換機(jī)光纖端口、跳線都必須與綜合布線時(shí)使用的光纖類型相一致。需要注意的是，光纖跳線的芯徑必須與光纜的芯徑完全相同，否則，將導(dǎo)致連通性故障。

另外，相互連接的光纖端口的類型必須完全相同，或者均為多模光纖端口，或者均為單模光纖端口。一端是多模光纖端口，而另一端是單模光纖端口，將無(wú)法連接在一起。第4周2次完任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建吉比特以太網(wǎng)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的再次擴(kuò)展，其數(shù)據(jù)傳輸率為1000Mbps即1Gbps，因此也稱吉比特以太網(wǎng)。千兆位以太網(wǎng)基本保留了原有以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)，所以向下和以太網(wǎng)與快速以太網(wǎng)完全兼容，從而原有的10Mbps以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)可以方便地升級(jí)到千兆以太網(wǎng)。千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上包括支持光纖傳輸?shù)腎EEE802.3Z和支持銅纜傳輸?shù)腎EEE802.3ab兩大部分。圖4.10給出了千兆以太網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)。吉比特以太網(wǎng)技術(shù)任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建LLC802.2802.3全雙工/流量控制協(xié)議CSMA/CD半雙工方式GMII1000Base-cx1000Base-LX1000Base-SX150STP超5類或6類UTP多模光纖傳輸介質(zhì)物理層數(shù)據(jù)鏈路層圖4.10標(biāo)準(zhǔn)的千兆位以太網(wǎng)協(xié)議體系IEEE802.3abIEEE802.3Z1000Base-T多模光纖單模光纖LLC子層MAC子層任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建2.1000Base-X標(biāo)準(zhǔn)1000Base-X是指3種獨(dú)立的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，他們都使用光纜。（1）1000Base-SX標(biāo)準(zhǔn)1000Base-SX標(biāo)準(zhǔn)是一種在收發(fā)器上使用短波激光作為信號(hào)源的媒體技術(shù)。（2）1000Base-LX標(biāo)準(zhǔn)1000Base-LX是一種在收發(fā)器上使用長(zhǎng)波激光作為信號(hào)源的介質(zhì)技術(shù)。（3）1000Base-ZX標(biāo)準(zhǔn)1000Base-ZX是一種在收發(fā)器上使用長(zhǎng)波激光作為信號(hào)源的介質(zhì)技術(shù)，使用的光纖規(guī)格為9μm的單模光纖。（4）1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)1000Base-T采用4對(duì)cat5e類UTP雙絞線，傳輸距離為100m，傳輸速率為1Gbps，主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑的通信。（5）1000Base-CX標(biāo)準(zhǔn)1000Base-CX的媒體是一種短距離屏蔽銅纜，最長(zhǎng)距離達(dá)25m，這種屏蔽電纜是一種特殊規(guī)格高質(zhì)量的TW型帶屏蔽的銅纜。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建3.快速以太網(wǎng)和吉比特以太網(wǎng)自動(dòng)協(xié)商

在將網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到更新以太網(wǎng)技術(shù)的時(shí)候，快速以太網(wǎng)和吉比特以太網(wǎng)的自動(dòng)協(xié)商是有效的，并且能夠維護(hù)向后兼容性。

在IEEE802.3規(guī)范要求，只有在鏈路伙伴都配置為自動(dòng)協(xié)商的條件下，接口才能發(fā)送鏈路伙伴的自動(dòng)協(xié)商參數(shù)。如果某個(gè)鏈路伙伴被應(yīng)編碼為100Mbit/s和全雙工，而另一個(gè)鏈路伙伴配置為自動(dòng)協(xié)商，那么因?yàn)樽詣?dòng)協(xié)商的鏈路伙伴不能從另一個(gè)鏈路伙伴接收到自動(dòng)協(xié)商參數(shù)，所以就會(huì)發(fā)生雙工不匹配。當(dāng)發(fā)生上述情況的時(shí)候，自動(dòng)協(xié)商鏈路默認(rèn)采用半雙工模式。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建萬(wàn)兆以太網(wǎng)的技術(shù)特色萬(wàn)兆以太網(wǎng)相對(duì)于千兆以太網(wǎng)擁有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。在物理層面上。萬(wàn)兆以太網(wǎng)是一種采用全雙工與光纖的技術(shù)。萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)基本承襲了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)及千兆以太網(wǎng)技術(shù)，因此在用戶普及率、使用方便性、網(wǎng)絡(luò)互操作性及簡(jiǎn)易性上皆占有極大的引進(jìn)優(yōu)勢(shì)。萬(wàn)兆標(biāo)準(zhǔn)意味著以太網(wǎng)將具有更高的帶寬（10Gbps）和更遠(yuǎn)的傳輸距離（最長(zhǎng)傳輸距離可達(dá)40km）。在企業(yè)網(wǎng)中采用萬(wàn)兆以太網(wǎng)可以更好地連接企業(yè)網(wǎng)骨干路由器，這樣大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)性能。萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)提供了更多的更新功能，大大提升QoS萬(wàn)兆位以太網(wǎng)技術(shù)任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建2.萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)介紹（1）物理層在物理層，萬(wàn)兆以太網(wǎng)支持IEEE802.3ae標(biāo)準(zhǔn)和IEEE802.3an標(biāo)準(zhǔn)兩種。IEEE802.3ae標(biāo)準(zhǔn)只支持光纖作為傳輸介質(zhì)，但提供了兩種物理連接（PHY）類型。一種是提供與傳統(tǒng)以太網(wǎng)進(jìn)行連接的速率為10Gbps的局域網(wǎng)物理層設(shè)備即“LANPHY”；另一種提供與SDH/SONET進(jìn)行連接的速率為9.58464Gbps的廣域網(wǎng)物理層設(shè)備即“WANPHY”。IEEE802.3an標(biāo)準(zhǔn)采用6A類銅纜，頻率范圍在500MHz，4對(duì)全雙工工作方式，傳輸距離100m。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建萬(wàn)兆位以太網(wǎng)支持5種接口，分別是1550nmLAN接口、1310nm寬頻波分復(fù)用（WWDM）LAN接口、850nmLAN接口、1550nmWAN接口和1310nmWAN接口。每種接口都有其對(duì)應(yīng)的傳輸介質(zhì)，其傳輸距離也不同。如表4-1所示。名稱描述傳輸介質(zhì)傳輸距離10Gbase-T雙絞銅線6類E級(jí)UTP10Gbase-T雙絞銅線6類EA級(jí)UTP10Gbase-T雙絞銅線6類EA級(jí)F/UTP10Gbase-T雙絞銅線F級(jí)FA級(jí)10GBASE－SR805nmLAN接口50/m多模光纖10GBASE－LR1310nmLAN接口62.5/m多模光纖10GBASE－ER1550nmLAN接口50/m多模光纖10GBASE－LW1310nmWAN接口單模光纖10GBASE－EW1550nmWAN接口單模光纖表4-110G串行物理媒體層任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建（2）傳輸介質(zhì)層IEEE802.3ae目前支持9／125m單模、50／125m多模和62.5／125m多模三種光纖。IEEE802.3an支持6A類雙絞線銅纜。（3）數(shù)據(jù)鏈路層802.3ae繼承了802.3以太網(wǎng)的幀格式和最大/最小幀長(zhǎng)度，支持多層星型連接、點(diǎn)到點(diǎn)連接及其組合，充分兼容并已有應(yīng)用，不影響上層應(yīng)用，進(jìn)而降低了升級(jí)風(fēng)險(xiǎn)。

與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)不同，802.3ae僅僅支持全雙工方式，而不支持單工和半雙工方式，不采用CSMA/CD機(jī)制，采用全雙工流量控制協(xié)議；802.3ae不支持自協(xié)商，可簡(jiǎn)化故障定位，并提供廣域網(wǎng)物理層接口。任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建把學(xué)院汽車(chē)工程系網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，因?yàn)閮烧咧g有300米，這時(shí)兩者之間的連接就不得不采用光纖連接，采用光纖連接時(shí)可以組建快速以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)甚至萬(wàn)兆位以太網(wǎng)，它們之間的連接速率可以達(dá)到100Mbps、1000Mbps甚至10Gbps。連接要達(dá)到的速率不同，需要選用的交換機(jī)和采用的光纖類型也不同。在這里主要介紹快速以太網(wǎng)和吉比特以太網(wǎng)組網(wǎng)方案。4.3方案設(shè)計(jì)任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建1.100Mbps連接兩個(gè)局域網(wǎng)之間的連接速率要達(dá)到100Mbps，可以選擇多模光纖或單膜光纖，10/100Mbps交換機(jī)。如果交換機(jī)上帶有光纖接口（早期SC接口），就可以把光纜兩端的光纖跳線直接插入交換機(jī)的光纖接口。如果交換機(jī)上不帶有光纖接口，交換機(jī)之間連接就需要通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖4.11所示圖4.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D汽車(chē)工程系計(jì)算機(jī)系任務(wù)四跨區(qū)域小型網(wǎng)絡(luò)的組建2.1000Mbps連接

兩個(gè)局域網(wǎng)之間的連接速率要達(dá)到1000Mbps，同樣可以選擇多模光纖或單膜光纖，10/100/1000Mbps交換機(jī)。千兆交換機(jī)上一般都帶有光纖接口（早期SC接口，現(xiàn)在多為SFP接口），就可以把光纜兩端的光纖跳線直接插入交換機(jī)的光纖接口。根據(jù)吉比特以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以選擇多模光纖或單模光纖。當(dāng)選擇多模光纖時(shí)，如選擇50m纖芯的光纖，此時(shí)交換機(jī)光纖接口中需要插入1000Base-SC標(biāo)準(zhǔn)的模塊，但如果選擇62.5m纖芯的光纖，此時(shí)交換機(jī)光纖接口中需要插入1000Base-LX標(biāo)準(zhǔn)的模塊。如選擇單模光纖，此時(shí)交換機(jī)光纖接口中需要插入1000Base-LX標(biāo)準(zhǔn)的模塊。從價(jià)格上來(lái)看，1000B