传输介质、冲突域、双工/半双工

本文介绍了传输介质包括同轴电缆、双绞线和光纤的特点与应用,强调了双绞线的类型与线序。同时,解释了冲突域的概念以及CSMA/CD工作原理,以及全双工和半双工模式在网络通信中的区别。

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传输介质、冲突域、双工/半双工

目录

前言

简单网络

同轴电缆

双绞线

         光纤

串口电缆

冲突域

双工模式


前言

通信网络除了包含通信设备本身之外,还包含连接这些设备的传输介质,如同轴电缆、双绞线和光纤等。不同的传输介质具有不同的特性,这些特性直接影响到通信的诸多方面,如线路编码方式、传输速度和传输距离等。

简单网络

  1. 两个终端,用一条能承载数据传输的物理介质(也成为传输介质)连接起来,就组成了一个最简单的网络。
  2. 终端相互传递信息资源共享的需求是网络产生的主要原因。
  3. 终端可以产生、发送和接收数据,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称为介质,网络可以使用各种介质进行数据传输,包括物理线缆,无线电波等。
  4. 网络就是通过介质把终端互连而成的一个规模大、功能强的系统,从而使得众多的终端可以方便地互相传递信息,共享信息资源。

同轴电缆

  1. 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。这两种标准都支持10Mbps的传输速率,最长传输距离分别为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
  2. 现在,10Mbps的传输速率早已不能满足目前企业网络需求,因此同轴电缆在目前企业网络中很少应用。
  3. 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贝为9.5mm和5mm,所以前者又称为粗缆,后者又称为细缆。
  4. 目前,这两种以太网已基本被淘汰,企业网中也几乎不再使用它

双绞线

### CAN 协议的双工模式 控制器局域网 (CAN) 通信协议属于半双工 (half-duplex) 通信方式[^3]。这意味着在同一时刻,网络上的节点不能同时发送和接收数据。这种特性是由 CAN 总线物理层的设计决定的,在同一根总线上实现双向通信。 在 CAN 网络中,所有节点共享相同的介质(通常是两条电线),这使得任意给定时间内只有一个设备能够成功传输消息。当一个节点正在发送报文时,其他节点必须等待直到当前传输完成才能尝试发送自己的信息。为了防止冲突并确保可靠的数据交换,采用了 CSMA/CA(带有冲突避免的载波侦听多路访问)机制以及非破坏性仲裁方案。 尽管如此,通过使用外部硬件如交换机可以在逻辑上支持更复杂的拓扑结构,并间接提供类似全双工的功能——即允许多个独立链路上的同时通讯;然而这是基于更高层次的应用设计而非 CAN 基本规范本身所定义的内容。 ```cpp // 示例代码展示了一个简单的 CAN 报文收发过程 void sendCanMessage(CAN_HandleTypeDef *hcan, uint8_t id, uint8_t length, uint8_t* data){ CanTxMsgTypeDef txmsg; txmsg.StdId = id; // 设置标准ID txmsg.IDE = CAN_ID_STD; // 使用标准帧格式 txmsg.RTR = CAN_RTR_DATA;// 数据帧而不是远程帧 txmsg.DLC = length; // 数据长度码 memcpy(txmsg.Data, data, length); // 复制实际要传送的数据到缓冲区 HAL_CAN_AddTxMessage(hcan, &txmsg); } uint8_t receiveCanMessage(CAN_HandleTypeDef *hcan, uint8_t *id, uint8_t *length, uint8_t* data){ CanRxMsgTypeDef rxmsg; if(HAL_CAN_GetRxFifoFillLevel(hcan, CAN_RX_FIFO0)){ HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &rxmsg); *id = rxmsg.StdId; *length = rxmsg.DLC; memcpy(data, rxmsg.Data, *length); return 1; } return 0; } ```
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