HC110110001 传输介质简介

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0x01 常见传输介质

同轴电缆

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

• 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

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)和非屏蔽双绞线(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。

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。

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。

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。

光纤

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)和多模光纤(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L和S)，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

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

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。
• 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。