计算机网络之物理层传输介质中继器和集线器408_3

Posted 2021-07-17 bfhonor

一、物理层传输介质

（一）传输介质及分类

• 传输介质也称传输媒体/传输媒介，它就是数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路。
• 传输媒体并不是物理层。
• 传输媒体在物理层的下面，因为物理层是体系结构的第一层，因此有时称传输媒体为0层。
• 在传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道所传输的信号代表什么意思。但物理层规定了电气特性，因此能够识别所传送的比特流。
  

1. 导向性传输介质——1.双绞线

• 双绞线是古老、又最常用的传输介质，它由两根采用一定规则并排绞合的、相互绝缘的铜导线组成。
• 绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰。
  
• 为了进一步提高抗电磁干扰能力，可在双绞线的外面再加上一个由金属丝编织成的屏蔽层，这就是屏蔽双绞线（STP），无屏蔽层的双绞线就称为非屏蔽双绞线（UTP）。
  

2. 导向性传输介质——2.同轴电缆

• 同轴电缆由导体铜质芯线、绝缘层、网状编织屏蔽层和塑料外层构成。
• 按特性阻抗数值的不同，通常将同轴电缆分为两类：50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆。
  ①、其中，50Ω同轴电缆主要用于传送基带数字信号，又称为基带同轴电缆，它在局域网中得到广泛应用；②、75Ω同轴电缆主要用于传送宽带信号，又称为宽带同轴电缆，它主要用于有线电视系统。
  

3. 导向性传输介质——3.光纤

• 光纤通信就是利用光导纤维（简称光纤）传递光脉冲来进行通信。有光脉冲表示1，无光脉冲表示0。而可见光的频率大约是10⁸MHz，因此光纤通信系统的带宽远远大于目前其他各种传输媒体的带宽。

光纤在发送端有光源，可以采用发光二极管或半导体激光器，它们在电脉冲作用下能产生出光脉冲；在接收端用光电二极管做成光检测器，在检测到光脉冲时可还原出电脉冲。

• 光纤主要由纤芯(实心的！)和包层构成，光波通过纤芯进行传导，包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的介质射向低折射率的介质时，其折射角将大于入射角。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，即光线碰到包层时候就会折射回纤芯、这个过程不断重复，光也就沿着光纤传输下去。
  
  
• 光纤的特点：
  ①、传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。
  ②、抗雷电和电磁干扰性能好。
  ③、无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。
  ④、体积小，重量轻。

4. 非导向性传输介质

二、物理层设备

（一）中继器

• 诞生原因：由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。
• 中继器的功能： 对信号进行再生和还原，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同，以增加信号传输的距离，延长网络的长度。
  
• 中继器的两端：两端的网络部分是网段，而不是子网，适用于完全相同的两类网络的互连，且两个网段速率要相同。两端可连相同媒体，也可连不同媒体。
• 中继器只将任何电缆段上的数据发送到另一段电缆上，它仅作用于信号的电气部分，并不管数据中是否有错误数据或不适于网段的数据。
• 中继器两端的网段一定要是同一个协议。（中继器不会存储转发，傻）
• 5-4-3规则：网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，因而中继器只能在规定的范围内进行，否则会网络故障。
  

（二）集线器（多口中继器）

• 集线器的功能： 对信号进行再生放大转发，对衰减的信号进行放大，接着转发到其他所有（除输入端口外）处于工作状态的端口上，以增加信号传输的距离，延长网络的长度。不具备信号的定向传送能力，是一个共享式设备。