CCNA03-OSI物理层线缆介质

OSI物理层功能

1，物理层定义了如下类型

Media Type （介质类型）

Connector Type（连接器类型）

Signaling Type （信令类型）

2，信令类型（Signaling Type）

客户端信令：在人机之间传递控制信号，告知用户（客户端）下一步该做什么。

局端信令：设备与设备之间传递控制信号，用来控制设备对数据流量的传输规则。

3，Media Type （介质类型）

Ethernet介质类型：

双绞线

同轴电缆

光纤

3.1 双绞线

双绞线简介

双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，而且可以降低自身信号的对外干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。

按照屏蔽层的有无分类
双绞线分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)与非屏蔽双绞线(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。屏蔽双绞线分为STP和FTP（Foil Twisted-Pair），STP指每条线都有各自的屏蔽层，而UTP只在整个电缆有屏蔽装置，并且两端都正确接地时才起作用。所以要求整个系统是屏蔽器件，包括电缆、信息点、水晶头和配线架等，同时建筑物需要有良好的接地系统。屏蔽层可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。非屏蔽双绞线（UnshieldedTwisted Pair，缩写UTP）是一种数据传输线，由四对不同颜色的传输线所组成，广泛用于以太网路和电话线中。非屏蔽双绞线电缆最早在1881年被用于贝尔发明的电话系统中。1900年美国的电话线网络亦主要由UTP所组成，由电话公司所拥有。
按照线径粗细分类
双绞线常见的有3类线，5类线和超5类线，以及最新的6类线，前者线径细而后者线径粗，型号如
双绞线
1）一类线（CAT1）：线缆最高频率带宽是750kHZ，用于报警系统，或只适用于语音传输（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不同于数据传输。
2）二类线（CAT2）：线缆最高频率带宽是1MHZ，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。
3）三类线（CAT3）：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为10Mbps（10Mbit/s），主要应用于语音、10Mbit/s以太网（10BASE-T）和4Mbit/s令牌环，最大网段长度为100m，采用RJ形式的连接器，目前已淡出市场。
4）四类线（CAT4）：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps（指的是16Mbit/s令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器，未被广泛采用。
5）五类线（CAT5）：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，线缆最高频率带宽为100MHz，最高传输率为100Mbps，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和1000BASE-T网络，最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。通常，4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。
6）超五类线（CAT5e）：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（Structural Return Loss）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。
7）六类线（CAT6）：该类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。
8）超六类或6A（CAT6A）：此类产品传输带宽介于六类和七类之间，传输频率为500MHz，传输速度为10Gbps，标准外径6mm。目前和七类产品一样，国家还没有出台正式的检测标准，只是行业中有此类产品，各厂家宣布一个测试值。
9）七类线（CAT7）：传输频率为600MHz，传输速度为10Gbps，单线标准外径8mm，多芯线标准外径6mm，可能用于今后的10吉比特以太网。
通常，计算机网络所使用的是3类线和5类线，其中10 BASE-T使用的是3类线，100BASE-T使用的5类线。
目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP=UNSHILDED TWISTED PAIR）和屏蔽双绞线（STP=SHIELDED TWISTED PAIR）。屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。屏蔽双绞线传输距离是25m，而非屏蔽双绞线的传输距离是100m。所以一般工程都使用非屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线电缆具有以下优点
1．无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，成本低；
2．重量轻，易弯曲，易安装；
3．将串扰减至最小或加以消除；
4．具有阻燃性；
5．具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。
在这两大类中又分100欧姆电缆，双体电缆，大对数电缆，150欧姆屏蔽电缆等。
6．既可以传输模拟数据也可以传输数字数据。

按照连接设备的方式分类

EIA/TIA568B：橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕

EIA/TIA568A：绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕

直通线：两端都是568B，异类设备互连

交叉线：一端是568B，一端是568A ，同类设备互连

3.2同轴电缆

最开始被设计出来是为了传递有线电视信号的，后来广电为了赚钱，就使用一种复用技术来传递网络数据信号，而且只在广电使用，不会在电信，联通上使用这种技术。

粗缆：用于早期的以太网环境，支持的最长传输距离只有500m，提供的最大的带宽是10Mbit/s

细缆：支持的最大的传输距离是185m，提供的最大带宽是10Mbit/s

3.3光纤

光纤的完整名称叫做光导纤维，用纯石英以特别的工艺拉成细丝，其直径比头发丝还要细。光束在玻璃纤维内传输，信号不受电磁的干扰，传输稳定。具有性能可靠，质量高，速度快，线路损耗低、传输距离远等特点，适高速网络和骨干网

光纤是一种传输介质，是依照光的全反射的原理制造的。光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介，是一条以玻璃或塑胶纤维作为让讯息通过的传输媒介。通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害，如水，火，电击等。光缆分为：光纤、缓冲层及披覆。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50μm~200μm， 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为7μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套， 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。

多模光纤：多个全反射角度，纤芯比较粗，最大传输距离是1km，最大支持带宽是1000Mbit/s

单模光纤：一个全反射角度，纤芯比较细，最大的传输距离是100km，最大的支持带宽10000Mbit/s

4，连接器类型

RJ45 是连接双绞线的连接器

SC ST是连接光纤的接头