计算机网络-4
2.2 物理层传输介质
传输介质及分类
传输介质也称传输媒体/传输媒介，他就是数据传输系统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。传输媒体在物理层下面，因为物理层是体系结构的第一层，因此又称传输媒体为第0层。在传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道传输的信号代表什么意思。但物理层规定了电气特性，因此能够识别所传输的比特流。
传输介质分为：
导向性传输介质
电磁波被导向沿着固体媒介(铜线/光纤)传播。
非导向型传输介质
自由空间，介质可以是空气、真空、海水等。
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，它由俩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）。
双绞线价格便宜，是最常用的传输介质之一，在局域网和传统电话网中普遍使用。模拟传输和数字传输都可以使用双绞线，其通信距离一般为几公里到数十公里。距离太远时，对于模拟传输，要用放大器放大衰减的信号；对于数字传输，要用中继器将失真的信号整形。
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。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；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。
同轴电缆VS双绞线
由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆抗干扰特性比双绞线好，被广泛用于传输较高速率的数据，其传输距离更远，但价格较双绞线贵。
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10^8MHz，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。
| 定义 | 光源 | 特点 | 外观 | |
|---|---|---|---|---|
| 单模光纤 | 一种在横向模式直接传输光信号的光纤 | 定向性很好的激光二极管 | 损耗小，适合远距离传输 |  |
| 多模光纤 | 有多种传输光信号模式的光纤 | 发光二极管 | 易失真，适合近距离传输 |  |
光纤的特点：
- 传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。
- 抗雷电和电磁干扰性能好。
- 无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。
- 体积小，重量轻。
非导向性传输介质
非导向性传输介质：
- 无线电波
- 微波
- 红外线、激光
小结
2.3 物理层设备
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。
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。
两端可连相同媒体，也可连不同媒体。
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。
5个网段，4个物理层设备，3个段可以连接计算机
集线器(多口中继器)
再生，放大信号。
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。
2.4 第二章总结
