網通與網路概論

出自六年制學程
在2018年9月20日 (四) 10:01由丁志仁（對話 | 貢獻）所做的修訂版本

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網通與網路概論課綱

20180906

網路的內涵

  • 網路治理
    • 網路中立性
    • 網路協定制定
  • 網路硬體
  • 通訊

網路起源

  • 網路最早的用意作為電腦與電腦之間的線上資料傳輸

早期的網路型態

  • 線下型的物質寄送流通
    • 打孔紙
    • 軟碟片
    • 硬碟

網路雛形

  • 為美國軍事基地與學術單位間的實體線路

網路的範圍

廣域網路

  • 連結區域與區域間的實體線路

區域網路

  • 區域內的裝置互聯

有線

  • 由 802.3 主管相關標準
乙太網
  • Cat 3(早期)
  • Cat 5
  • Cat 5e
  • Cat 6
  • Cat 6A
  • Cat 7(未納入實際協定)
  • Cat 8(未納入實際協定)
光纖
  • SFP
  • SFP+
  • QSFP+
  • SFP28
  • QSFP28
同軸
  • 常用於超長距離資料傳輸或是工業抗雜訊資料傳輸

無線

  • 由 802.11(x) 主管相關標準
    • 同時主管相關加密標準
      • 802.11 同時規範有WEP加密協定
      • 802.11i 納入WPA2規範
  • WiFi屬於 802.11 認證聯盟
    • WiFi常用加密標準 WPA/WPA2 也是由WiFi聯盟制定
常見無線傳輸技術比較
標題文字 WIFI Zigbee 电力载波 Bluetooth
传输距离 100-300M 50-300M 500M 10-100M
传输速率 300Mbps 250kbps 500Mbps 1Mbps
功耗 10-50mA 5mA zigbee和WIFI之间
特点 应用最广 可自组网，网络节点数最大可达65000个。 可基于电力线传输，无需布线。
主流Wi-Fi傳輸協定(協定間為繼任關係)
  • 802.11
  • 802.11a
  • 802.11b
  • 802.11g
  • 802.11n
  • 802.11ac
  • 802.11ax
超高速Wi-Fi傳輸協定
  • 802.11ad
  • 802.11ay
低功耗Wi-Fi傳輸協定
  • 802.11ah：方圓 10 公里以上，適合物聯網運用。
其他可用的Wi-Fi傳輸協定
  • 802.11af：ad的補充協定，讓 60 Ghz 不能用的情形。
  • 802.11aj
其他常見的無線傳輸協定
  • 藍牙
    • 目前由藍牙技術聯盟維護
    • 曾為 802.15.1 規範，後來停用
藍牙版本 發佈時間 最大傳輸速度 傳輸距離
藍牙 5.0 2016 48 Mbit/s 300 公尺
藍牙 4.2 2014 24 Mbit/s 50 公尺
藍牙 4.1 2013 24 Mbit/s 50 公尺
藍牙 4.0 2010 24 Mbit/s 50 公尺
藍牙 3.0+HS 2009 24 Mbit/s 10 公尺
藍牙 2.1+EDR 2007 3 Mbit/s 10 公尺
藍牙 2.0+EDR 2004 2.1 Mbit/s 10 公尺
藍牙 1.2 2003 1 Mbit/s 10 公尺
藍牙 1.1 2002 810 Kbit/s 10 公尺
藍牙 1.0 1998 723.1 Kbit/s 10 公尺
  • ZigBee(適合物聯網功耗約 1 毫瓦)
    • 由 802.15.4 傳輸協定規範
    • 後來改由 Zigbee 聯盟 維護並發佈相關標準
  • 802.15.4g
    • 為sub-1Ghz的標準化協定
  • sub-1Ghz
    • 多為碎片化的廠商產品，不同廠商間產品不相容
    • 傳輸頻率皆低於1Ghz

20180913

台灣常見廣域網路

  • 台灣多數家用網路多使用撥號接通用戶端與局端

ADSL

  • 共用電信線路
  • 使用 Cat 3 線路作為載體
  • 部分老舊企業內部網路仍使用

VDSL

  • 允許使用銅纜線/光纖連接局端與用戶端
  • 台灣100Mbps以下的光纖解決方案多屬於此
  • FTTB/FTTN方案使用銅纜線接入用戶端
    • 傳輸距離(局端與用戶端)與速度成反比

光纖到戶(FTTH)

  • 使用 E-PON(802.3ah)/G-PON(ITU-T G.984)技術介接局端與用戶端
  • 目前台灣民間可申辦最高速率為1Gbps(D)/600Mbps(U)

區域網路

有線裝置

  • 除了常見的銅纜與光纖外還有因應建築物格局的HomePlug電力線橋接解決方案

HomePlug 電力線網路

  • 網路協定使用 802.3 、 802.3U
  • 電力線通訊協定 HomePlug 1.0、HomePlug turbo、HomePlug AV、UPA、HD-PLC
  • 使用市電(110V/60Hz)作為訊號載體
  • 容易受到其他雜訊影響傳輸品質
  • 迴路中也不可以存在濾波裝置

常見誤用名詞 PoE 乙太網供電

  • 使用 Cat.3/Cat.5/Cat.6等雙絞網路線為裝置供電
  • 旨在降低物理上的布線困難
  • 協定 802.3af
    • 最高提供 15.4W
    • 使用 44~57V
  • 協定 802.3at
    • 最高提供 30W
    • 使用50~57V

區域網路中常見裝置介紹

  • 路由器
    • 用於分隔網路並提供分層
    • 經由路由器NAT後的網路會有自有的區域網路IP
    • 常見的區域網路IP
      • Class A：10.0.0.0 - 10.255.255.255 (有2^24個位置可用)
      • Class B：172.16.0.0 - 172.31.255.255(有2^20個位置可用)
      • Class C：192.168.0.0 - 192.168.255.255(有2^16個位置可用)
  • 分享器
    • 即為路由器，會有不同名稱為廠商包裝
  • 數據機
    • 如:ADSL、VDSL、小烏龜、E-PON、G-PON數據機
    • 用於轉換局端至用戶端的網路訊號
    • 多同時擁有NAT與無線訊號發射功能
  • 分線盒(即 Switch)
    • L1 Switch
      • 即為 Hub 網路頻寬共享
    • L2 Switch
      • 即為常見的非網管型 Switch 各Port擁有獨立頻寬
    • L3 Switch
      • 擁有簡易NAT功能
  • 無線基地台(AP)
    • FAT AP
      • 擁有路由功能與無線發射功能
    • Thin AP
      • 僅擁有無線網路發射功能
      • 多用於大量佈署與統一管理
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