I. 什么是中繼器？

中繼器是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它以比原始信號(hào)更大的強(qiáng)度重新傳輸接收到的信號(hào)，并重新傳輸?shù)礁蟮牡乩砘蛲負(fù)渚W(wǎng)絡(luò)邊界。

中繼器在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中用于增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、復(fù)制弱信號(hào)或中斷信號(hào)和/或支持遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。中繼器將接收/輸入信號(hào)放大到更高的頻域，使其可以重復(fù)使用、可擴(kuò)展和可用。

中繼器首先用于有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，以克服信號(hào)在更遠(yuǎn)距離上傳播的限制，現(xiàn)在它們廣泛用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以增加小區(qū)尺寸。

中繼器通常被稱為信號(hào)增強(qiáng)器。

二、中繼器的種類

2.1 電話中繼器

這用于擴(kuò)展電話連接中電話信號(hào)的傳輸范圍。

固定電話中繼器

它們最常見(jiàn)于傳輸長(zhǎng)途電話的干線。模擬電話線由兩根電線和一個(gè)由晶體管構(gòu)成的放大電路組成，該晶體管使用來(lái)自直流電流源的功率來(lái)提高線路上交流音頻信號(hào)的功率。線對(duì)攜帶兩個(gè)音頻信號(hào)，每個(gè)方向一個(gè)，因?yàn)殡娫捠请p工（雙向）通信設(shè)備。因此，電話中繼器必須是雙邊的，在不產(chǎn)生反饋的情況下在兩個(gè)方向上放大信號(hào)，這使它們的構(gòu)造大大復(fù)雜化。電話中繼器是第一種中繼器，它們被用于一些最早的放大應(yīng)用。在1900年至1915年之間，電話中繼器的引入使長(zhǎng)途電話服務(wù)成為可能?，F(xiàn)在大多數(shù)電信電纜都是帶有光中繼器的光纖電纜（下圖）。

在電子放大器發(fā)明之前，機(jī)械連接的碳麥克風(fēng)被用作電話中繼器的放大器。二十世紀(jì)之交后發(fā)現(xiàn)負(fù)電阻汞燈可以放大，并被利用。1916年左右，監(jiān)聽(tīng)管中繼器的出現(xiàn)使跨大陸的電信成為可能。在

1930 年代，帶有混合線圈的真空管中繼器很普遍，允許使用更細(xì)的電纜。在 1950 年代，負(fù)阻抗增益設(shè)備更為普遍，E6

中繼器是一種晶體管形式，是貝爾系統(tǒng)中采用的最后一種主要類型，直到數(shù)字傳輸?shù)牡统杀臼顾姓Z(yǔ)音帶中繼器都過(guò)時(shí)。從二十世紀(jì)中后期，頻蛙中繼器在頻分復(fù)用系統(tǒng)中很常見(jiàn)。

海底電纜中繼器

這是一種用于海底電信電纜的電話中繼器。

2.2 光通信中繼器

這用于擴(kuò)展光纖電纜的信號(hào)范圍。短脈沖光通過(guò)光纖電纜傳輸數(shù)字信息。光由稱為光子的粒子組成，光子可以在光纖中被吸收或散射。光電晶體管將光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，放大器放大信號(hào)，電子濾波器重塑脈沖，激光將電信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為光并將其發(fā)送到光通信中繼器中的另一根光纖。然而，正在創(chuàng)建用于中繼器的光放大器，以放大光，而無(wú)需首先將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

2.3 無(wú)線電中繼器

這用于增加無(wú)線電信號(hào)的覆蓋范圍。無(wú)線電中繼中繼器的歷史始于1898年，約翰·馬陶施（Johann

Mattausch）在奧地利期刊Zeitschrift für Elektrotechnik上發(fā)表文章（第16，35 -

36節(jié)）。然而，他的“翻譯器”概念很粗糙，不適合使用。Emile

Guarini-Foresio設(shè)計(jì)了第一個(gè)帶有無(wú)線電中繼器的中繼系統(tǒng)，該系統(tǒng)于1899年實(shí)際工作。

無(wú)線電中繼器通常由無(wú)線電接收器和無(wú)線電發(fā)射器組成。為了提供超出阻塞的覆蓋范圍，接收的信號(hào)被放大并重新傳輸，通常以不同的頻率。雙工器的安裝允許中繼器使用一個(gè)天線進(jìn)行接收和發(fā)送。

廣播中繼站、轉(zhuǎn)播器或轉(zhuǎn)換器：中繼器是擴(kuò)展無(wú)線電或電視傳輸站覆蓋范圍的設(shè)備。它由第二個(gè)無(wú)線電或電視發(fā)射機(jī)組成。來(lái)自主發(fā)射器的信號(hào)經(jīng)常通過(guò)租用的電話線或微波繼電器傳輸。

微波中繼：這是一種專門的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電信鏈路，由一個(gè)微波接收器組成，前者通過(guò)微波束在視距內(nèi)從另一個(gè)中繼站接收信息，后者通過(guò)另一個(gè)微波束將信息傳輸?shù)较乱粋€(gè)站。微波中繼網(wǎng)絡(luò)將電話交談、電視節(jié)目和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)從一個(gè)城市傳送到另一個(gè)城市。

無(wú)源中繼器：這是一種微波中繼器，只是一個(gè)平面金屬表面，將微波束反射到不同的方向。當(dāng)不需要放大時(shí)，它用于在丘陵和山脈上空發(fā)送微波中繼信號(hào)。

蜂窩中繼器：這是一種無(wú)線電中繼器，用于改善小區(qū)域內(nèi)的手機(jī)接收。該小工具的工作方式類似于微型蜂窩基站，包括用于接收來(lái)自鄰近蜂窩塔的信號(hào)的定向天線，放大器和用于將信號(hào)轉(zhuǎn)播到相鄰手機(jī)的本地天線。這在市中心的辦公樓中很常見(jiàn)。

Digipeater：分組無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中繼器節(jié)點(diǎn)。它執(zhí)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能，將信息數(shù)據(jù)包從一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

業(yè)余無(wú)線電中繼器：業(yè)余無(wú)線電操作員使用它來(lái)提供跨區(qū)域的雙向通信，否則很難在VHF和UHF上使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)覆蓋。個(gè)別運(yùn)營(yíng)商或俱樂(lè)部設(shè)置和維護(hù)這些中繼器，通常可供任何有執(zhí)照的業(yè)余愛(ài)好者使用。山丘或山頂位置對(duì)于構(gòu)建中繼器是可取的，因?yàn)樗梢栽趶V闊的區(qū)域內(nèi)最大限度地利用。

無(wú)線電中繼器改善了通常使用視線傳播頻率的系統(tǒng)中的通信覆蓋范圍。如果沒(méi)有中繼器，地球的曲率以及地形或高層建筑的阻擋效應(yīng)限制了這些設(shè)備的范圍。山頂或高層建筑上的中繼器可以讓彼此看不見(jiàn)的電臺(tái)進(jìn)行一致的通信。

無(wú)線電中繼器還可以允許從一組無(wú)線電頻率轉(zhuǎn)換到另一組無(wú)線電頻率，允許兩個(gè)獨(dú)立的公共服務(wù)機(jī)構(gòu)相互通信（例如，城市的警察和消防部門，或鄰近的警察部門）。它們還可以提供與公共交換電話網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)（BGAN，INMARSAT和MSAT）的連接，作為從源到目的地的替代方式。

中繼器站通常偵聽(tīng)一個(gè)頻率 A，并在另一個(gè)頻率 B 上傳輸。所有移動(dòng)電臺(tái)都在信道 B 上偵聽(tīng)信號(hào)，并在信道 A

上傳輸。與工作頻率（例如1%）相比，兩個(gè)頻率之間的差異可以忽略不計(jì)。中繼站將經(jīng)常使用相同的天線進(jìn)行發(fā)送和接收;稱為“雙工器”的高度選擇性濾波器將微弱的傳入接收信號(hào)與強(qiáng)數(shù)十億倍的出站發(fā)送信號(hào)分開(kāi)。通常使用單獨(dú)的發(fā)送和接收站，通過(guò)有線或無(wú)線電鏈路連接。雖然中繼站設(shè)計(jì)用于同時(shí)接收和傳輸，但移動(dòng)單元不需要笨重且昂貴的雙工器，因?yàn)樗鼈儍H在任何時(shí)間發(fā)送或接收。

可以向中繼器系統(tǒng)中的移動(dòng)單元提供“對(duì)講”通道，允許在單個(gè)通道上直接進(jìn)行移動(dòng)到移動(dòng)操作。如果中繼器系統(tǒng)超出范圍，或者用于不需要所有手機(jī)注意的通信，則可以使用此功能。中繼器輸出頻率可以是“對(duì)講”通道;中繼器不會(huì)在其輸出頻率上重新傳輸任何信號(hào)。

工程師將檢查預(yù)期的覆蓋區(qū)域并選擇中繼器位置、高度、天線、工作頻率和功率水平，以在設(shè)計(jì)的覆蓋區(qū)域內(nèi)提供可預(yù)測(cè)的可靠通信。

三、中繼器如何工作？

中繼器動(dòng)作類似于接力賽。發(fā)射站將信號(hào)傳遞給中繼器，中繼器接收信號(hào)并將其發(fā)送到接收站。由于您按下傳輸按鈕進(jìn)行通信，按下釋放按鈕進(jìn)行接收，因此一次只能聽(tīng)到對(duì)話的一方。

下圖描述了用于操作中繼器的齒輪以及信號(hào)采用的路徑。以下是組件的簡(jiǎn)要介紹：

中繼器如何工作？

天線：大多數(shù)中繼器使用單個(gè)天線進(jìn)行發(fā)射和接收。一般來(lái)說(shuō)，它是一種高性能、持久且高效的全向天線。它們盡可能高出地面。

饋線：中繼器采用硬線，一種堅(jiān)固的低損耗電纜。實(shí)際上，它類似于帶有中心導(dǎo)體而不是電纜的柔性管道。由于硬線的信號(hào)損耗低于傳統(tǒng)同軸電纜，因此到達(dá)天線的發(fā)射功率更大，中繼器可以接收較弱的信號(hào)。

雙工器：雙工器區(qū)分和隔離傳入和傳出信號(hào)。它可以防止接收器和發(fā)射器相互干擾，并有助于抑制進(jìn)入中繼器系統(tǒng)的特別強(qiáng)大的相鄰頻率或其他RF干擾。雙工器通常由兩個(gè)并行帶通濾波器組成。發(fā)射器和接收器之間沒(méi)有直接連接，因?yàn)橐粋€(gè)濾波器在發(fā)射器和天線之間提供道路，另一個(gè)濾波器在天線和接收器之間提供一條路。

接收器：中繼器接收器通常非常敏感和選擇性，捕獲的信號(hào)如果直接從無(wú)線電發(fā)送到無(wú)線電就會(huì)丟失。它配置為接收來(lái)自無(wú)線電收發(fā)器的輸入頻率。

控制器：這是中繼器的大腦，實(shí)際上是一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)。它通過(guò)CW或語(yǔ)音管理中繼器站ID，并根據(jù)需要激活中繼器。它還用于各種其他目的，例如制作預(yù)編程的公告或連接許多中繼器。

發(fā)射器：大多數(shù)中繼器的發(fā)射部分包括一個(gè)激勵(lì)器和一個(gè)功率放大器。激勵(lì)器以正確的頻率重新傳輸接收到的音頻，而功率放大器放大其輸出。

中繼器是重新傳輸數(shù)據(jù)并將信號(hào)轉(zhuǎn)移到弱網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸和接收在發(fā)送端和接收端都有不同的頻率。當(dāng)發(fā)送方和接收方的頻率匹配時(shí)，中繼器將運(yùn)行。

讓我們看一個(gè)示例來(lái)了解有關(guān)中繼器的更多信息。

你們中的許多人可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)對(duì)講機(jī)這個(gè)詞。對(duì)講機(jī)具有直接的連接。數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)浇邮掌鳎瑳](méi)有任何擁塞或錯(cuò)誤。只有在傳輸過(guò)程中沒(méi)有障礙物的情況下，才能傳輸數(shù)據(jù)。讓我們深入探討這個(gè)主題。假設(shè)一個(gè)人通過(guò)一對(duì)一的通信設(shè)備（例如對(duì)講機(jī)）與另一個(gè)人進(jìn)行通信。如果距離之間有明確的路徑，則可以成功發(fā)送數(shù)據(jù)。如果途中有山峰或山丘，則無(wú)法精確地傳遞數(shù)據(jù)。

在兩個(gè)設(shè)備之間安裝了天線以避免此問(wèn)題。該器件將數(shù)據(jù)重新傳輸?shù)浇邮掌鱾?cè)，并將信號(hào)引導(dǎo)到薄弱點(diǎn)。這稱為中繼器的主要功能。

請(qǐng)讓我們知道中繼器系統(tǒng)是如何工作的。從發(fā)送方傳遞到受體的數(shù)據(jù)稱為上行鏈路，而以另一種方式重新傳輸相同數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給接收方的受體稱為下行鏈路。然而，這些中繼器也可以用于沒(méi)有山脈或丘陵的地區(qū)。我們認(rèn)為報(bào)告是非常強(qiáng)大的無(wú)線電。

我們有各種便攜式中繼器，比 25

瓦移動(dòng)設(shè)備更強(qiáng)大。這些中繼器駐扎在特定地理位置。這些路由器的范圍大多為50至100瓦，并且某些電纜連接器連接到固定位置的中繼器，例如建筑物塔樓或住宅樓的頂部。

由于中繼器的存在，所有移動(dòng)或便攜式設(shè)備都可以訪問(wèn)各個(gè)方向的各種通信信號(hào)。這些受體為更大的區(qū)域提供廣泛的通信。

四、中繼器的特點(diǎn)

這些中繼器在物理層鏈接在一起。

它將信號(hào)傳輸?shù)捷^弱的地方，以增強(qiáng)系統(tǒng)信號(hào)。

這些接收器連接各種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，以便在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。

這些中繼器可以彌合兩個(gè)設(shè)備之間的差距。

中繼器能夠連續(xù)監(jiān)控兩個(gè) LAN 之間生成的信號(hào)。

電信號(hào)隨著傳播距離越長(zhǎng)而變?nèi)酢＿@些中繼器到達(dá)該位置以加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸中使用的微弱信號(hào)。

中繼器可以幫助實(shí)現(xiàn)靈活的聯(lián)網(wǎng)。

連接到它的 30 個(gè)中繼器由多站點(diǎn)連接選項(xiàng)支持。

所有中繼器都通過(guò) IP 站點(diǎn)連接網(wǎng)絡(luò)鏈接在一起。

該IP網(wǎng)絡(luò)可以快速響應(yīng)中繼器網(wǎng)絡(luò)中的任何問(wèn)題。

這些受體能夠提供100%的數(shù)字通信。因此，他們不必等待模擬語(yǔ)音通話。

五、中繼器的優(yōu)點(diǎn)

中繼器易于設(shè)置，可用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度或覆蓋區(qū)域。

它們很便宜。

中繼器不需要任何處理開(kāi)銷。唯一需要調(diào)查的時(shí)間是性能受到影響時(shí)。

它們可以通過(guò)各種電纜連接信號(hào)。

六、中繼器的缺點(diǎn)

中繼器無(wú)法連接不同的網(wǎng)絡(luò)。

它們無(wú)法區(qū)分真實(shí)信號(hào)和噪聲。

他們無(wú)法最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)流量或擁塞。

大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)限制可以部署的中繼器數(shù)量。

七、以太網(wǎng)中繼器的使用

中繼器用于增加信號(hào)長(zhǎng)度和效率，因此它們?cè)谝蕴W(wǎng)中的使用更多。

以太網(wǎng)中繼器的主要作用是將信號(hào)從一根以太網(wǎng)電纜傳輸?shù)搅硪桓蕴W(wǎng)電纜，而不會(huì)衰減或信號(hào)強(qiáng)度損失。

而中繼器系統(tǒng)有助于檢測(cè)碰撞。如果中繼器檢測(cè)到?jīng)_突，它將信號(hào)發(fā)送到所有相關(guān)端口。

中繼器是將許多以太網(wǎng)段連接在一起的設(shè)備。這通常通過(guò)多端口中繼器完成。

如果兩個(gè)主機(jī)設(shè)備之間的網(wǎng)段超過(guò)五個(gè)，中繼器通常會(huì)識(shí)別不正確的鏈路;在這種情況下，數(shù)據(jù)流將中斷，直到 Jat 的數(shù)據(jù)正確或修復(fù)。

中繼器是調(diào)節(jié)和控制信號(hào)流的智能設(shè)備。為了保護(hù)電線免受損壞或斷裂。

中繼器還允許網(wǎng)段繼續(xù)運(yùn)行，即使其中一個(gè)網(wǎng)段中斷或無(wú)法執(zhí)行任何功能。因此，中繼器對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫運(yùn)行非常有利。