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计算机网络考研——物理层下

作者:互联网

物理层下——传输介质及物理层设备


一、传输介质

1.双绞线

     双绞线分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP),屏蔽双绞线:在双绞线的外面加上一个有金属丝编织成的屏蔽层。非屏蔽双绞线没有屏蔽层。双绞线的优点:价格便宜、使用范围广。双绞线适用于局域网和传统电话网,运用于模拟传输和数字传输。传输距离几千米到数十千米。当距离过大时模拟传输需要使用放大器放大衰减的信号,数字传输需要使用中继器将失真的信号整形。

2.同轴电缆

     同轴电缆由内导体 绝缘层、网状编织屏蔽层和苏联外层构成。50Ω同轴电缆主要传输基带数字信号。75Ω同轴电缆主要传送宽带信号和有线电视系统。同轴电缆的优点:有良好的抗干扰特性、广泛用于传输较高速率的数据,传输距离更远。缺点:价格相对于双绞线较贵。

3.光纤

    光纤利用光导纤维传递光脉冲,同时利用光的全反射原理在光纤中不断的传输。光纤分为单模光纤和多模光纤,多模光纤指从不同角度入射的多束光线在一条光线中传播。单模光纤指光纤的直径减少到仅一个光纤长度时,光纤就像一根波导那样,可使光线一直向前传播,而不会产生多次反射。
光纤的优点
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,也不易被窃盺或截取数据。
4.体积小,重量轻。

4.无线传输介质

a.无线电波

    无线电波具有较强的穿透能力,可以传输很长的距离,所以它被广泛应用于通信领域。无线电波使信号向所有方向散播, 因此有效距离范圈内的接收设备无须对准某个方向,就可与无线电波发射者进行通信连接,简化了通信连接。

b.微波、红外线和激光

    相同点:需要发送方和接收方之间存在一条视线通路,有很强的方向性,都沿直线传播,有时统称这三者为视线介质。
    不同点:1.红外通信和激光通信要把传输的信号分别转换为各自的信号格式,即红外光信号和激光信号,再直接在空间中传播。2.微波通信的频率高,频段范围宽,载波频率通常为2~40GHz,因而通信信道的容量大。3.微波通信的信号是沿直线传播的,因此在地面的传播距离有限,超过一定距离后就要用中继站来接力。

c.卫星通信

     卫星通信利用地球同步卫星作为中继来转发微波信号,可以克服地面微波通信距离的限制。卫星通信优点:通信容量大 距离远 覆盖广。缺点:端到端传播时延长,—般为250-270ms。

二、物理接口的特性

    机械特性:主要定义物理连接的边界点,即接插装置。规定物理连接时所采用的规格、引线的数目、引脚的数量和排列情况等。
    电气特性:规定传输二进制位时,线路上信号的电压高低,阻抗匹配、传输速率和距离限制等。
    功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义,接口部件的信号线(数据线、控制线、定时线等)的用途。
    规程特性:主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系。

三、物理层设备

1.中继器

    中继器功能:将数字信号整形并放大再转发出去,消除信号的失真和衰减。原理:信号再生。中继器优点:局域网环境下扩大网络规模最简单、最廉价的互联设备。缺点:不能够连接具有两个不同速率的局域网,中继器出现故障时,相邻的两个网段都会产生影响。
    5-4-3规则:互相串联的中继器的个数不能超过4个,4个中继器串联的5段通信介质中只有3段可以挂接计算机,其余两段只能用作扩展通信范围的链路段。
    中继器与放大器对比:放大器放大的是模拟信号,放大器原理是将衰减的信号放大而不是再生。

2.集线器

    集线器功能:集线器实质上是一个多端口的中继器,也可以对信号进行整形再生。收到信号后就将信号从其他端口发出。如果有多端口输入,输出时会发生冲突,数据都无效。
    集线器优点:扩大了网络的传输范围。集线器缺点:1.不具有定向传送能力。2.只能工作在半双工状态下。3.Hub每个端口连接的网络部分是同一个网络的不同网段。4.不能分割冲突域。5.多台主机同时交互时,会使其工作效率降低。

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标签:信号,中继器,集线器,计算机网络,传输,双绞线,物理层,光纤,考研
来源: https://blog.csdn.net/qq_43983010/article/details/113813596