HC110110001 传输介质简介

(91) 2024-04-12 23:01:01

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0x01 常见传输介质

同轴电缆

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同轴电缆从用途上分可分为50Ω基带同轴电缆75Ω宽带同轴电缆(即网络同轴电缆视频同轴电缆)。

  • 基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。用于传输数字信号,例如RG-8或RG-11粗缆和RG-58细缆。
    1. 粗同轴电缆适用于大型局域网,它的传输距离长,可靠性高,安装时不需要切断电缆,用夹板装置夹在计算机需要连接的位置。但粗缆必须安装外收发器,安装难度大,总体造价高。
    2. 细缆则容易安装,造价低,但安装时要切断电缆,装上BNC接头,然后连接在T型连接器两端,所以容易产生接触不良或接头短路的隐患,这是以太网运行中常见的故障。
  • 常用的另一种同轴电缆是特性阻抗为75Ω的CATV电缆(RG-59),用于传输模拟信号,这种电缆也叫宽带同轴电缆。
双胶线

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与同轴电缆相比双绞线(Twisted Pair)具有更低的制造和部署成本,因此在企业网络中被广泛应用。

1.双绞线按用途可分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)
屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层,可以屏蔽电磁干扰。
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2.双绞线有很多种类型,不同类型的双绞线所支持的传输速率一般也不相同。

  • 3类双绞线支持10Mbps传输速率;
  • 5类双绞线支持100Mbps传输速率;
  • 超5类双绞线及更高级别的双绞线支持千兆以太网传输。

3.双绞线使用RJ-45接头连接网络设备。为保证终端能够正确收发数据,RJ-45接头中的针脚必须按照一定的线序排列。
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双绞线的连接方法主要有两种,分别为直通线缆以及交叉线缆。简单地说,直通线缆就是水晶头两端都采用T568A或者T568B的接法,而交叉线缆则是水晶头一端采用T586A的标准制作,而另一端则采用T568B的标准制作,即A水晶头的1、2对应B水晶头的3、6,而A水晶头的3、6对应B水晶头的1、2。

4.除此以外还有特殊的反全线线序,一般用于console线制作。在实验室里面,如果使用集中控制路由器的话,也需要制作特殊线序的控制线来完成连接。
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这种线还需要serial-to-usb转接线进行转接,当然现在好用的还有集成好usb接口的console线,或者使用蓝牙进行转接了。
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光纤

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双绞线和同轴电缆传输数据时使用的是电信号,而光纤传输数据时使用的是光信号。
光纤支持的传输速率包括10Mbps,100Mbps,1Gbps,10Gbps,甚至更高。
根据光纤传输光信号模式的不同,光纤又可分为单模光纤(外表黄色)多模光纤(外表桔色)

  • 单模光纤只能传输一种模式的光,不存在模间色散,因此适用于长距离高速传输。
  • 多模光纤允许不同模式的光在一根光纤上传输,由于模间色散较大而导致信号脉冲展宽严重,因此多模光纤主要用于局域网中的短距离传输。

光纤连接器种类很多,常用的连接器包括ST,FC,SC,LC连接器。

100BASE-T

简单说下,上图中的这些类型的是什么意思。
先说Base,"Base"指的就是基带。基带是以太网使用的一种通信类型,同时它还意味着过算机使用的是所有可用
的带宽进行传输。
Base前面的数据则是速率。
Base后面的符号则代表着类型,比如常见的T代表以太网线,F代表光纤(还有LS),有时候会出现FX这种,F后面的则表示一些编码方式。

串口电缆

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网络通信中常常会用到各种各样的串口电缆。常用的串口电缆标准为RS-232,同时也是推荐的标准。但是RS-232的传输速率有限,传输距离仅为6米。其他的串口电缆标准可以支持更长的传输距离,例如RS-422和RS-485的传输距离可达1200米。RS-422和RS-485串口电缆通常使用V.35接头,这种接头在上世纪80年代已经淘汰,但是现在仍在帧中继、ATM等传统网络上使用。V.24是RS-232标准的欧洲版。RS-232本身没有定义接头标准,常用的接头类型为DB-9和DB-25。现在,RS-232已逐渐被FireWire、USB等新标准取代,新产品和新设备已普遍使用USB标准。


0x02 冲突域和双工模式

冲突域

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如图是一个10BASE5以太网,每个主机都是用同一根同轴电缆来与其它主机进行通信,因此,这里的同轴电缆又被称为共享介质,相应的网络被称为共享介质网络,或简称为共享式网络。

共享式网络中,不同的主机同时发送数据时,就会产生信号冲突的问题,被这一行为影响的所有设备的集合称为冲突域,同理,广播域应该也能理解哈。

CSMA/CD

解决冲突问题的方法一般是采用载波侦听多路访问/冲突检测技术(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)。
CSMA/CD的基本工作过程如下:

  • 终端设备不停地检测共享线路的状态。如果线路空闲,则可以发送数据;如果线路不空闲,则等待一段时间后继续检测(延时时间由退避算法决定)。
  • 如果有另外一个设备同时发送数据,两个设备发送的数据会产生冲突。
  • 终端设备检测到冲突之后,会马上停止发送自己的数据,并发送特殊阻塞信息,以强化冲突信号,使线路上其他站点能够尽早检测到冲突。
  • 终端设备检测到冲突后,等待一段时间之后再进行数据发送(延时时间由退避算法决定)。

CSMA/CD的工作原理可简单总结为:先听后发,边发边听,冲突停发,随机延迟后重发。

现在CSMA/CD没有什么用了,但是原理还是可以理解一下的,为以后学习无线的时候CSMA/CA还是有用的。

单工,半双工,全双工
  • 单工数据传输只支持数据在一个方向上传输,不能实现双向通信;
  • 半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信;在同一时间只可以有一方接受或发送信息,可以实现双向通信。HC110110001 传输介质简介 (https://mushiming.com/)  第10张
  • 全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力;在同一时间可以同时接受和发送信息,可以实现双向通信。

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