以太网硬件入门 技术培训中心技术培训中心 2010-032010-03 修订记录 2 修订日期修订版本修订描述作者 2009-05-29V1.0初稿完成；公开级文档徐立欢 2009-09-04V1.1 添加备注 徐立欢 2010-03-09V1.2修正部分错误，添加图片，添加SFP+标准徐立欢 学习目标 l理解以太网传输介质及接口类型 l理解以太网相关硬件术语 l掌握以太网硬件排错方法 课程内容 l第一章 以太网传输介质 l第二章 常见以太网设备接口 l第三章 以太网硬件规范 l第四章 以太网硬件故障排查 4 以太网传输介质 l有线传输介质 双绞线 光纤 同轴电缆（较少使用） l无线传输介质 空气 5 双绞线概念 l概念 双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。 两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度 ，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消 。 把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域 网中常用双绞线4对双绞线组成的。 6 双绞线分类 l非屏蔽双绞线 绝缘套管中无屏蔽层 价格低廉，用途广泛 l屏蔽双绞线 绝缘套管中外层由铝铂包裹，以减 小辐射 价格相对较高，高要求场合应用 7 双绞线标准 lCAT-1/2/3/4 1/2/3/4类双绞线，目前已淘汰 lCAT-5 5类双绞线，可用于100M以太网传输 lCAT-5e/6 超5类/6类双绞线，可用于1,000M以太网传输 lCAT-6A 超6类双绞线，可用于10,000M以太网传输 lCAT-7 7类双绞线，可用于更高标准（大于等于10,000M）以太网传输 必须为屏蔽线 8 双绞线接口类型与线序标准 l接口类型 RJ-45水晶头 l线序标准 568B 橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白-7，棕8 568A 绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8 9 直通双绞线与交叉双绞线 l直通双绞线（正线） 双绞线两端都采用同一线序标准（568A或568B）制作 通常用于异构设备互连 PC连接交换机 交换机连接路由器 l交叉双绞线（反线） 双绞线一端采用568A线序标准，另一端采用568B线序标准 通常用于同构设备互连 PC连接PC PC连接路由器 交换机连接交换机 路由器连接路由器 l翻转双绞线 双绞线一端采用任意线序，另一端线序完全相反 用于网络设备console管理（不能用于数据传输） 10 Auto MDI/MDIX l概述 双绞线线序自适应 自动检测连接到自己接口上的双绞线类型（直通线或交叉线），并自动 进行调节 免去同构设备必须使用交叉线，异构设备必须使用直通线的烦恼 l功能支持情况 锐捷所有交换机 锐捷绝大部分路由器(RSR20-14的F0/2接口不支持) 11 直通双绞线与交叉双绞线图例 l图例 10/100M网络使用1、3、2、6传输数据 1000M网络使用全部8根线缆传输数据 12 8 1 水晶头铜片面 向自己且向上 光纤概述 l光纤概述 一种利用光在玻璃或塑料制成的纤 维中的全反射原理而达成的光传导 工具 微细的光纤封装在塑料护套中，使 得它能够弯曲而不至于断裂 光在光导纤维的传导损耗比电在电 线传导的损耗低得多，光纤被用作 长距离的信息传递 l光缆概述 光缆一般由多根光纤和塑料保护套 管及塑料外皮构成 13 光纤分类 l单模光纤 当光纤的几何尺寸可以于光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与光信号 波长相差不大时，一般为510um，光纤只允许一种模式在其中传播，单 模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量、长距离的光纤通信 l多模光纤 多模光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长，一般为50um、62.5um；光信 号是以多个模式方式进行传播的；多模光纤仅用于较小容量、短距离的 光纤传输通信 14 光纤跳线 l带有连接器与保护层的光纤一般被称为光纤跳线 l光纤跳线颜色分类 黄色：单模光纤 橙色：多模光纤 l光纤跳线连接器分类 SC-FC LC-ST LC-LC 15 光纤接口类型 lSC lLC lST lFC lMT-RJ（淘汰） 16 光电转换器 l概述 将光纤介质转换成铜线接入 将铜线转换成光纤介质接入 俗称：光猫、光电收发器 17 光纤终端盒/光纤配线架(ODF) l概述 光纤与光纤的熔接、光纤与尾纤的熔接以及光连接器的交接 光纤及其元件提供机械保护和环境保护 提供光缆终端的安放和余端光纤存储的空间 18 光纤连接 l互连示意图 设备一侧接口类型为SC或LC 终端盒一侧多为ST或FC 19 16芯多模光缆 接口类型 SC或LC 接口类型多为 ST或FC 500米 光纤终端盒 光纤跳线 双绞线 课程内容 l第一章 以太网传输介质 l第二章 常见以太网设备接口 l第三章 以太网硬件规范 l第四章 以太网硬件故障排查 20 常见以太网设备接口-固化接口/扩展插槽 l固化接口 10/100M自适应电口 10/100/1000M自适应电口 l扩展插槽 10/100M自适应电口 10/100/1000M自适应电口 100M光纤接口 1000M光纤接口 堆叠接口 21 10/100M 10/100/1000M 扩展插槽 扩展模块 lGBIC接口（ Giga Bitrate Interface Converter ） 传输标准：1,000M 连接GBIC模块（逐渐被淘汰） l常用GBIC模块 常见以太网设备接口-GBIC 22 模块块型号介质类质类型传输传输距离接口类类型 GBIC-GT双绞线100MRJ-45 GBIC-SX多模光纤550MSC GBIC-LX 多模光纤550MSC 单模光纤10KMSC 注：1.上表中GBIC-GT不支持自适应 2. 根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 GBIC接口 常见以太网设备接口-SFP lSFP接口（ Small Formfactor Pluggable ） 传输标准：1,000M 连接Mini-GBIC模块 l常用Mini-GBIC模块 23 SFP接口 模块块型号介质类质类型传输传输距离接口类类型 Mini-GBIC-GT双绞线100MRJ-45 Mini-GBIC-SX多模光纤550MLC Mini-GBIC-LX多模光纤 550MLC 单模光纤10KMLC Mini-GBIC-ZX-50单模光纤50KMLC Mini-GBIC-ZX-80单模光纤80KMLC 注：1.上表中Mini-GIBC-GT不支持自适应 2. 根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 3.短距离使用长距模块时需加光衰 lXENPAK接口 传输标准：10,000M 连接XENPAK模块（逐渐被淘汰） l常用XENPAK模块 常见以太网设备接口-XENPAK 24 模块块型号介质类质类型 传输传输距离 接口类类型 10GBASE-SR多模光纤300MSC 10GBASE-LR 多模光纤300MSC 单模光纤10KMSC 10GBASE-ER单模光纤40KMSC 注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 2.短距离使用长距模块时需加光衰 XENPAK接口 常见以太网设备接口-XFP lXFP接口 传输标准：10,000M 连接XFP模块 l常用XFP模块 25 模块块型号介质类质类型 传输传输距离 接口类类型 10GBASE-SR-XFP多模光纤300MLC 10GBASE-LR-XFP 多模光纤300MLC 单模光纤10KMLC 10GBASE-ER-XFP单模光纤40KMLC XFP接口 注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 2.短距离使用长距模块时需加光衰 常见以太网设备接口-SFP+ lSFP+接口 传输标准：10,000M 连接SFP+模块 l常用SFP+模块 26 模块块型号介质类质类型 传输传输距离 接口类类型 10GBASE-SR-SFP+多模光纤300MLC 10GBASE-LR-SFP+ 多模光纤300MLC 单模光纤10KMLC 10GBASE-ER-SFP+ 单模光纤40KMLC 注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 2.短距离使用长距模块时需加光衰 SFP+接口 常用光纤模块对照 模块类块类 型连连接速率接口类类型几何尺寸 GBIC1,000M（1G）SC大（2倍SFP） SFP1,000M（1G）LC小 XENPAK10,000M（10G）SC非常大（2倍GBIC ） XFP10,000M（10G）LC中（比SFP稍大） SFP+10,000M（10G）LC小（与SFP一样） 27 课程内容 l第一章 以太网传输介质 l第二章 常见以太网设备接口 l第三章 以太网硬件规范 l第四章 以太网硬件故障排查 28 以太网设备接口复用 l概述 接口复用是指在同一台设备中，某些不同类型的接口同一时刻只能使用 其中的一个 提升设备接口的灵活性，降低用户成本 通过配置命令决定使用哪种接口 l怎样判别接口复用 不同接口但编号一致 29 复用接口 模块化硬件设计 l概述 模块化设计能提升设备的灵活性与扩展性 模块化设计能方便的实现硬件冗余与更换 l简单模块化 中低端设备，采用固化端口+扩展插槽方式设计 盒式设备 l全模块化 高端设备，引擎（控制中心）、线卡（端口接入）、电源、风扇全模块 化 箱式设备 30 网络设备硬件设计标准 l标准 标准尺寸的网络设备应满足 宽为19英寸，约48.26cm 高为1U的倍数，1U约4.445cm 深未做规定 规范网络设备的尺寸，是为了设备保持适当的尺寸以便放机柜上 l图例 31 19英寸 19英寸 1U 2U PoE l概述 Power Over Ethernet，利用以太网双绞线传输数据信号的同时，还能为 设备提供直流供电的技术 l相关概念 PSE 供电端设备 PoE适配器、PoE交换机 一般通过双绞线4、5、7、8供电 PD 受电端设备 AP、IP电话、网络摄像头 一般通过双绞线4、5、7、8受电 32 PoE（续） l供电方式 “中间跨接法”( Mid -Span ),使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电,相应 的Endpoint PSE支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备 。 “末端跨接法”(End-Span),是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以 太网数据信号不同的频率。 l供电过程 检测：PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备。 PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且 评估此PD设备所需的功率损耗。 开始供电：在一个可配置时间(一般小于15s)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD 设备供电,直至提供48V的直流电源。 供电：为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过 15.4W的功率消耗。 断电：若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300400ms之内)停止为PD 设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。 33 交换容量 l交换容量 网络设备接口