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Chapter 05

其它區域網路技術

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本章提要

5-1 記號環網路簡介5-2 HomePNA 簡介5-3 HomePlug 簡介5-4 VLAN

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其它區域網路技術

本章將介紹以下各種網路技術：

記號環（Token Ring）網路HomePNA 網路HomePlug 網路VLAN

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5-1 記號環網路簡介

IBM 在 1970 年發展的區域網路技術。IEEE 將之小幅修改即成為 IEEE 802.5 的標準。

IEEE 802.5 與 IBM 的記號環網路完全相容, 因此, 一般皆視為相同的產品。

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5-1-1 記號環網路拓樸

記號環網路通常使用雙絞線, 起初是以環狀拓樸的方式來佈線。

記號環網路利用記號傳遞（Token

Passing）來做媒介存取控制。

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記號傳遞

它的作法如下。

1. 每個工作站以固定的順序, 傳遞一個稱之為『記號（Token）』的訊框。收到此記號的電腦, 如果需要傳輸資料, 則會檢查記號是否閒置。若為閒置則將資料填入記號中, 並設定為忙碌, 接著將記號傳給下一部電腦。

2. 由於記號已經設定為忙碌, 所以接下來的工作站只能將訊框傳給下一部電腦。一直傳到目的端時, 目的端的電腦會將此記號的內容複製下來, 並設定記號為已收到, 並傳向下一部電腦。

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記號傳遞

3. 當記號繞了一圈回到原來的來源端時, 來源端在知道資料已被接收後, 會清除記號中的資料。接著將此記號設定為閒置並傳給下一部電腦, 接下來的電腦又可以使用這個記號來傳送它要傳的資料。

網路的傳輸量較大時, 記號環網路的效率明顯優於乙太網路。

記號傳遞還能提供優先權的管理。

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5-1-3 記號環網路的裝置

記號環網路可藉由各種網路裝置來擴充網路規模。以下介紹幾種常用的裝置：

多工作站存取單元

橋接器

交換器

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多工作站存取單元

記號環網路以 MSAU（MultiStation Access

Unit, 多工作站存取單元）作為集線器。MSAU 實體連接方式為星狀拓樸, 但其內部電路仍是以環狀拓樸運作。如下圖：

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橋接器

在同一個網路只能共用同一個記號。

要使大型的區域網路能更有效率, 則需使用橋接器。

以 IEEE 802.5 的標準來說, 一個網路最多可連接 260 個工作站。

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交換器

記號環網路交換器與乙太網路交換器相當類似, 可根據目的位址, 直接將記號傳送到目的端, 讓記號不必通過網路上的其他電腦。

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5-2 HomePNA簡介

家庭網路（Home Network）泛指應用於家庭或 SOHO 族工作室的網路技術, 通常具備以下特色。毋須佈線

價格便宜

互通性高

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HomePNA簡介

以最近的發展來看

HomePNA:使用電話線傳輸

HomePlug:使用電源線傳輸

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5-2-1 HomePNA的發展

HomePNA 是 Home Phoneline Networking All

inace（家庭電話線網路聯盟）的簡稱。

該組織於 1998 年成立, 致力於開發利用電話線架設區域網路的技術。

其創始會員包括 Intel、IBM、HP、AMD、Lucent 和 3Com 等等知名企業。HomePNA 最初提出的 1.0 版規格, 傳輸速率只有 1 Mbps。

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HomePNA的發展

2.0 版傳輸速率提升為 10 Mbps可連接 25 部裝置最大傳輸距離為 1000 英呎（約 305 公尺）。

3.0 版規格2003 年所推出的傳輸速率大幅提昇到 128 Mbps, 而且還預留擴充規格（Optional Extensions）, 可進一步加速到 240 Mbps 。

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HomePNA的發展

雖然電話、傳真機、ADSL 和 HomePNA都是在電話線上傳送電子訊號, 可是由於彼此所使用的頻寬都不同, 所以不會互相干擾！

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5-2-2 HomePNA的應用範例

由於 HomePNA 卡的安裝與設定, 都和乙太網路卡沒有差別。因此以下便以圖解說明常見的家庭網路環境的連接方式：

1. 架設單純的 HomePNA 網路2. 與 ADSL 整合3. 與傳統數據機整合4. 與乙太網路整合

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1. 架設單純的HomePNA網路

假設各個房間已經預留了電話線路, 只要直接利用這些線路就能迅速架設起 HomePNA網路。

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2. 與 ADSL 整合

目前許多家庭都使用 ADSL 連接到網際網路, 倘若家庭內的多部電腦要透過HomePNA 網路連接, 則線路示意圖如下。

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與 ADSL 整合

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3. 與傳統數據機整合

採用傳統數據機撥接的上網方式, HomePNA仍然能與它整合, 其連接示意圖如下。

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4. 與乙太網路整合

乙太網路和 HomePNA 是截然不同的兩種技術, 因此在兩者之間必須加裝一個橋接器（Bridge）執行訊號轉換工作。

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5-3 HomePlug簡介

2000 年 3 月, 由 Cisco、HP、Motorola、Intel 等數十家企業共同成立HomePlug Powerline Alliance（家庭電源線網路聯盟）之後, 以電源線架設區域網路的構想終於有了一致的標準和具體的進度。

該聯盟隨後在 2001 年 6 月發表電源線網路的第一份標準規格─HomePlug 1.0 。

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5-3-1 HomePlug網路運作原理

先透過乙太網路卡傳到 HomePlug 橋接器。

再由 HomePlug 橋接器將乙太網路訊號轉換之後加入電源線中。

接收端電腦也同樣先透過 HomePlug 橋接器, 將電源線上的訊號還原為乙太網路訊號, 才能用乙太網路卡接收。

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HomePlug網路運作原理

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HomePlug網路運作原理

HomePlug 網路的每一部電腦都必須配備一部 HomePlug 橋接器, 執行訊號轉換工作。

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5-3-2 HomePlug網路的規格與競爭力

HomePlug 1.0 最高傳輸速率為 14 Mbps最大傳輸距離可達 300 公尺最多可連接 15 部電腦

但是理論與實況往往有些差距。

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HomePlug的實際傳輸效率

若是單從規格上的最大傳輸速率來看HomePlug 略勝於 HomePNA 2.0 的 10 Mbps 和 802.11b 的 11 Mbps。根據國外網站公布的測試報告, HomePlug的實際傳輸速率卻低於 HomePNA 2.0 和802.11b。在現實的電源環境裡, HomePlug 會受到導線材質、雜訊、佈線施工方式等等因素的干擾, 所以傳輸速率僅能維持在 6∼8 Mbps 而已。

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HomePlug網路的優勢

雖然 HomePlug 目前在傳輸速率上屈居下風, 但是它仍然擁有以下值得重視的優勢：安裝容易

沒有如同 802.11b 的通訊死角未來將普及到家電產品

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安裝容易

只要先以網路線連接乙太網路卡和HomePlug 橋接器, 再將 HomePlug 橋接器的電源線插到電源插座, 就完成了安裝。真的很難找到更簡單的安裝方式了。

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沒有如同 802.11b 的通訊死角

802.11b 無線網路最為人所詬病的缺點, 便是容易有通訊死角。

位於這些死角的裝置所收到的訊號, 通常微弱到難以辨識, 自然也就無法建立連線。而HomePlug 網路就不會有這個問題。

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未來將普及到家電產品

家庭電源線網路聯盟正持續發展新的規格, 打算將 HomePlug 技術應用到家電中。舉例來說

使用者可以將硬碟的 MP3 檔案, 傳送到支援HomePlug 規格的家用音響, 該音響便能播放所收到的 MP3 檔案將影像檔傳送到支援 HomePlug 規格的電視, 便能利用電視來展示商品型錄。

倘若這些深具潛力的應用能及早實現, 必定會使 HomePlug 的前景一片光明。

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未來將普及到家電產品

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5-3-3 HomePlug網路的應用範例

目前 HomePlug 網路仍主要與乙太網路相互結合, 以下列出其中 3 種架構運作：

1. 建立單純的 HomePlug 網路2. 透過集線器（或交換器）連接乙太網路3. 透過 ADSL 數據機連接網際網路

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1. 建立單純的HomePlug網路

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2. 透過集線器（或交換器）連接乙太網路

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3. 透過 ADSL 數據機連接網際網路

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HomePlug網路的應用範例

HomePlug 與乙太網路相結合。未來的智慧家電都能透過 HomePlug 相互連線, 讓您得以透過網路監看並遙控這些家電的運作。

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5-4 VLAN

VLAN（Virtual LAN, 虛擬區域網路）其實可說是交換式技術的進階應用。

原本的交換式技術只能提供兩個 Port 互傳資料, 但是 VLAN 將應用範圍大幅地延展開來, 不但增進整體效益, 更方便管理。

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VLAN

簡單的說, VLAN 有 3 個主要的功能：1. 將交換器上的連接埠賦予不同的 VLAN ID （VLAN Identifier, VLAN 識別碼）有相同的VLAN ID 代表隸屬於相同的 VLAN 群組。

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VLAN2. 有的交換器可使用

IP 位址或網路卡的 MAC 位址來設定 VLAN ID 。無論實體位置在何處, 具有相同 VLAN ID 的電腦就屬於相同群組, 方便管理及配置硬體設備。

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VLAN

3. 將多個交換器分割成不同的群組, 並且限制不同群組間的資料存取權限, 提高管理的安全性。