物理层组件包括网络传输介质、连接器、接插面板以及网卡、集线器、收发器、介质转换器等设备。

铜缆可以分为两种类型:同轴电缆与双绞线。

在以太网中使用比较广泛的同轴电缆类型是细电缆和粗电缆。

 

双绞线双被分为5类,其中只有从种类3到种类5的电缆可以应用于局域网组网之中。

 

现在新设计的网络中已经不再使用同轴电缆,但是在已经安装网络中仍然在使用同思电缆。

它的带宽为10Mbps,由于具有总路线式的拓扑结构,因此在解决故障的过程中会遇到很多困难。

同轴电缆的主要优点是分段长度较长且抗干扰能力强。

 

五类非屏蔽双绞线(5E)是现在的标准铜质线缆,它所支持的带宽最高可以达到1000Mbps,最大分段长度为100米,但是可以通过使用转发器来扩展。

由于缺乏抗电磁能力,所以必须特别注意双绞线的正确终端联结方式。

 

双绞线一般由两根22~26号绝缘铜导线相互缠绕而成。

如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。

在双绞线电缆内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上

与其他传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较为低廉。

目前,双绞线可分为

非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded Twisted Pair)

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屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)

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同轴电缆

同轴电缆以硬铜线为芯,外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕,网外又覆盖一层保护性材料。

有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆,用于数字传输,由于多用于基带传输,也叫基带同轴电缆;另一种是75欧姆电缆,用于模拟传输,也叫宽带同轴电缆。

同轴电缆的这种结构,使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。

1km的电缆可以达到1Gbps-2Gbps的数据传输速率。还可以使用更长的电缆,但是传输率要降低或使用中间放大器。

目前,同轴电缆大量被光纤取代,但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。

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光纤

光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是15μm-50μm,大致与人的头发的粗细相当。

而单模光纤芯的直径为8μm-10μm。芯外面包围着一层折射率比芯的折射率低的玻璃封套,以使光纤保持在芯内。

再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。

纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。

 

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光纤的规格型号。主要分以下两大类:

传输点模数类。

传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。

单模光纤的纤芯直径很小,在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。

多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。

与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。

由于使用的介质不同,收发器所能传输的距离也不一样,多模收发器一般的传输距离在2公里到5公里之间,而单模收发器覆盖的范围可以从20公里至120公里。

需要指出的是因传输距离的不同,光纤收发器本身的发射功率、接收灵敏度和使用波长也会不一样。 5公里光纤收发器的接收灵敏度为-30dB,使用1310nm的波长

而120公里光纤收发器的接收灵敏度为-38dB,使用1550nm的波长。

 

中继器

中继器(Repeater)是连接网络线路的一种装置,常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。

中继器是最简单的网络互联设备,主要完成物理层的功能,负责在两个节点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度。

 

集线器

集线器(Hub)可以说是一种特殊的中继器,作为网络传输介质间的中央节点,它克服了介质单一通道的缺陷。

以集线器为中心的优点是:当网络系统中某条线路或某节点出现故障时,不会影响网上其他节点的正常工作。

集线器可分为无源(Passive)集线器、有源(Active)集线器和智能(Intelligent)集线器。