1.传输介质简介

时间  2020-12-26 标签 网络

1.传输介质分类

不同的传输介质具有不同的特性，直接影响到通信的诸多方面，如线路编码，传输速度和传输距离等

  • 同轴电缆
  • 双绞线
  • 光纤

2.简单网络

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  • 终端相互传递信息和资源共享的需求是网络产生的主要原因
  • 终端可以产生、发送和接受数据，网络是终端建立通信的媒介，终端通过网络建立连接。用来传输数据的载体成为介质，网络可以使用各种介质进行数据传输，包括物理电缆，无线电波等。
  • 网络就是通过介质把终端互联而成的一个规模大、功能强的系统，从而使众多终端可以方便地互相传递信息，共享信息资源

3.介质-同轴电缆

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  • 同轴电缆是一种早期使用的传输介质，同轴电缆的标准分为两种，10BASE2和10BASE5这两种的标准都支持10Mbps的传输速率，最长的传输距离分为185米和500米。一般情况下，10Base2同轴电缆使用BNC接头，10Base5同轴电缆使用N型接头。
  • 10BASE5和10BASE2是早期的两种以太网标准，它们均采用同轴电缆作为传输介质。10BASE5和10BASE2所使用的同轴电缆的直径分为9.5mm和5mm，所以前者又称为粗缆，后者又称为细缆。
  • 现在，10Mbps的传输速率早已不能满足目前企业的网络需求，因此同轴电缆在目前企业网络中很少应用。

4.介质-双绞线

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  • 与同轴电缆相比双绞线（TwistedPair）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。双绞线可分为屏蔽双绞线（Shielded Twiste Pair,STP）和非屏蔽双绞线（Unshielded TwistedPair,UTP）。
  • 屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间又一个金属屏蔽层，可以屏蔽电磁干扰。
  • 双绞线有很多种类型，不同类型的双绞线多支持的传输速率一般也不相同。例如，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类双绞线及更多高级别的双绞线支持千兆以太网传输。双绞线使用RJ-45接头连接网络设备。为保证终端能够正确的收发数据，RJ-45接头中的针脚必须按照一定的线序排列。

5.介质-光纤

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双绞线和同轴电缆传输数据使用的是电信号，而光纤传输数据使用的是光信号。
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和多模光纤。
单模光纤只能传输一种模式的光，不存在模间色散，因此适用于长距离告诉传输。
多模光纤允许不同模式的光在一根光纤传输，由于模间色散较大而导致信号脉冲展宽严重，因此多模光纤注意奥用语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，LC连接器

6.介质-串口电缆

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网络通信中常常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串行电缆通常使用V.35接头，这种接头在上世纪80年代已经被淘汰，但是仍在帧中继、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已经逐渐被FireWire、USB等新标准取代，新产品和设备已经普遍使用USB标准

7.冲突域

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如图一个是10BASE5以太网，每个主机都是同一根同轴电缆来与其他主机进行通信，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，解决这一问题的方法一般采用载波侦听多路访问/冲突检测技术（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）。

CSNA/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，等待一段时间之后在进行数据发送（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。

8.双工模式

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  • 半双工：在半双工模式（half-duplex mode)下，通信双方都能发送和接受数据，但不能同时进行。当一台设备发送时，另一台只能接收，反之亦然。对讲机是半双工的典型例子。
  • 全双工：在全双工模式（full-duples mode）下，通信双方都能同时接收和发送数据。例如，10BASE5以太网的通信模式就必须是半双工模式。
  • 全双工模式下，通信双方可以实现双向通信，这种模式不会产生冲突，因此不需要使用CSMA/CD机制。例如，10BASE-T以太网的通信模式就可以是全双工模式。
  • 同一物理链路上相连的两台设备的双工模式保持一致。

9.总结：

  1. 千兆以太网传输必须使用超5类标准及以上的双绞线，或者使用千兆以及更高等级的光纤。
  2. 冲突域是一个通过共享物理介质进行双向传输的所有节点的集合。当统一冲突域中的主机同时发送数据时，数据到达目的地之前可能会发生冲突。
  3. CSMA/CD是一种在共享式网络上检测并避免冲突的机制
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