第三章 数据通信网 (二)

   局域网通常为一个单位所有，其地理范围和站点数目均有限，典型的覆盖范围只有几公里，一般局限于一幢大楼或建筑群内，通信线路要专门敷设。局域网一般采用数据信号的基带传输方式，结构简单，误码率低，数据传输速率高，时延小，能进行广播或多播。

   局域网的拓扑结构主要有四种：总线网、环型网、星型网、树型网。这四种结构在图 3-1 中已作了简要介绍，这里就局域网范畴作一些补充。总线网中，各站直接连在总线上，一般可以使用两种协议，一种是以太网使用的 CSMA/CD ，另一种是令牌传递总线协议。环型网中最典型的是令牌环。星型网采用的是集中控制，由于集线器（ HUB ）和双绞线大量应用于局域网，使得星型网以及多级星型网络获得了广泛使用。树型网只是总线网的变形，可以说是总线网的一种扩展。

   局域网可使用多种传输媒体，包括双绞线、同轴电缆、光纤。

 • 双绞线

   双绞线是最古老又是最常用的传输媒体。把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。它有非屏蔽双绞线（ Unshielded Twisted Pair ，简称 UTP ）和屏蔽双绞线（ Foiled Twisted Pair ，简称 FTP ）之分。

   1991 年，美国电子工业协会 EIA 和电信工业协会 TIA 发布了一个标准 EIA/TIA-568 ，该标准规定了用于室内传送数据的无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线的标准。随着局域网上数据传输速率的不断提高， EIA/TIA 在 1995 年将布线标准更新为 EIA/TIA-568-A ，此标准规定了 5 个种类的 UTP （从 1 类线到 5 类线），后来又发展了超 5 类线。对传送数据来说，最常用的 UTP 是 5 类线和超 5 类线，以后还会不断更新。

 • 同轴电缆

   同轴电缆是由内导体铜质芯线 ( 单股实心线或多股绞合线 ) 、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及塑料保护外层组成的。由于外导体的屏蔽作用，同轴电缆具有很好的抗干扰性，所以被广泛应用于较高速率的数据传输中。同轴电缆按特性阻抗数值的不同，可分为两类：

 • 50 Ω 同轴电缆

   这是为数据通信所用的，用于传送基带数字信号，所以 50 Ω 同轴电缆又称基带同轴电缆，它可用到 10 Mb/s 。这种电缆按直径又可分为细同轴电缆（直径为 0.5mm ，简称细缆）、粗同轴电缆（直径为 10mm ，简称粗缆）。在传送基带数字信号时，可以采用不同的编码方法，在计算机通信中常用曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。

 • 75 Ω 同轴电缆

   这种同轴电缆用于模拟传输系统，可在宽带局域网中用到 50 Mb/s ，它是有线电视系统 CATV 中的标准传输电缆。在这种电缆上传送的信号采用频分复用的宽带信号，所以 75 Ω 同轴电缆又称为宽带同轴电缆。

 • 光纤

   光纤具有很好的抗电磁干扰特性和很宽的频带，主要用于环型网中，但由于技术发展快，很多点到点线路也使用光纤，其速率可达 100 Mb/s 、 1000 Mb/s 。

   在20 世纪 80 年代初期，美国电气和电子工程师协会 IEEE 802 委员会首先制订出局域网的体系结构，即著名的 IEEE 802 参考模型，许多 IEEE 802 标准已成为 ISO 国际标准。

   由于局域网拓扑结构主要是总线型、环型、星型、树型，故路由选择可以大大简化，，其高层尽可能与 OSI 参考模型符合， 802 标准中只有最低的两个层次，即物理层和数据链路层。然而局域网的种类繁多，其媒体接入控制的方法也各不相同，这样其数据链路层就比广域网复杂。为了使局域网中的数据链路层不致过复杂，就将其数据链路层划分为两个子层：逻辑链路控制子层（简称 LLC 子层）和媒体访问控制子层（简称 MAC 子层）。在 802 参考模型中还包括对传输媒体和拓扑结构的说明，这部分内容对于局域网来说特别重要，但按 OSI 的观点，这部分内容不在 OSI 的环境中。图 3-2 是局域网的 802 体系结构与 OSI 参考模型的对比。