物理层的传输媒介和设备
本文内容（了解即可，不重要）
1 物理层的传输媒介
传输介质也称传输媒体/传输媒介，它就是数据传输系统中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。传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道所传输的信号代表的是什么意思。而物理层规定了电气特性，所以能识别所传送的是比特流。
传输介质可以分为：导向性传输介质和非导向性传输介质。
导向性传输介质中，电磁波被导向沿着固体媒介传播。
非导向性传输媒介质就是指自由空间，在非导向性传输媒体中电磁波的传输被称为无线传输。
2 导向性传输介质
导向性传输介质分为：双绞线、同轴电缆、光纤。
2.1 双绞线
把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合（twist）起来就构成了双绞线。绞合可减少对相邻导线的电磁干扰。
为了提高双绞线抗电磁干扰的能力，可以在双绞线的外面再加上一层用金属丝编织成的屏蔽层。这就是屏蔽双绞线，简称为STP。无屏蔽层的双绞线就称为非屏蔽双绞线（UTP）。
优缺点：价格便宜，通信距离短，长距离的模拟传输需要放大器放大衰减信号，对于数字传输，要用中继器将失真的信号整形。
2.2 同轴电缆
同轴电缆由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及保护塑料外层所组成。
其中用于传输基带数字信号的称为基带同轴电缆，用于局域网，用于传送宽带信号的称为带宽同轴电缆，用于有线电视系统。
优缺点：由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据，其传输距离比双绞线更远，价格也更高。
2.3 光纤
光纤通信就是利用光导纤维（以下简称为光纤）传递光脉冲来进行通信。有光脉冲相当于1，而没有光脉冲相当于0。
主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，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。
如果存在多条不同角度的入射光线在一条光纤中传输，这种光纤被称为多模光纤。若光纤的直径减小到只有一个光的波长，则光纤就像一根波导那样，它可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射。这样的光纤称为单模光纤。
光纤的特点：
(1) 传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。
(2) 抗雷电和电磁干扰性能好。
(3) 无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。
(4) 体积小，重量轻。
3 物理层设备
3.1 中继器
诞生原因：由于存在损耗，在线路上传输信号的功率会逐渐衰减，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。
中继器的两段：两段的网络部分是网段，而不是子网，使用于完全相同的两类网络互连，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，并不管数据中有没有错误数据或者不适于网段的数据。
两段可以连接相同媒体，也可以连接不同媒体。中继器的网段一定要是同一个协议（中继器不会存储转发，傻瓜式机器）。
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。
在通常使用的以太网中，只能有最多不超过 5个网段，在5个网段内，最多只能有4个网路设备（中继器或集线器），只有三个段可以连接计算机。
3.2 集线器（多口中继器）
集线器功能：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，是一个共享设备。
对于上图，如果主机1想要给主机2发送数据，那么主机1发送的数据经集线器放大后经所有端口转发出去，即2、3、4、5都会收到1发送的数据，各个主机会根据数据是否是发送给自己的对数据进行下一步的处理。
正是因为这种共享机制，可能会产生冲突，如果此时主机3想给主机4发送数据，由于主机1发送的数据占用了线路，所以会产生冲突。
集线器在一个时钟周期内只能传输一组信息，所以如果一个集线器连接了很多主机，并且各个主机之间需要同时通信，这会导致碰撞变多，从而导致集线器效率很低。
所以集线器不能分割冲突域，并且连接集线器上的工作主机平分带宽。
