I. 什么是中繼器？

中繼器是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它以比原始信號更大的強(qiáng)度重新傳輸接收到的信號，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)制弱信號或中斷信號和/或支持遠(yuǎn)程節(jié)點。中繼器將接收/輸入信號放大到更高的頻域，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)，以克服信號在更遠(yuǎn)距離上傳播的限制，現(xiàn)在它們廣泛用于無線網(wǎng)絡(luò)以增加小區(qū)尺寸。

中繼器通常被稱為信號增強(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的傳輸范圍。

固定電話中繼器

它們最常見于傳輸長途電話的干線。模擬電話線由兩根電線和一個由晶體管構(gòu)成的放大電路組成，該晶體管使用來自直流電流源的功率來提高線路上交流音頻信號的功率。線對攜帶兩個音頻信號，每個方向一個，因為電話是雙工（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方向上放大信號，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途電話服務(wù)成為可能。現(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音帶中繼器都過時。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。

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)展光纖電纜的信號范圍。短脈沖光通過光纖電纜傳輸數(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，放大器放大信號，電子濾波器重塑脈沖，激光將電信號再次轉(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，而無需首先將其轉(zhuǎn)換為電信號。

2.3 無線電中繼器

這用于增加無線電信號的覆蓋范圍。無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)計了第一個帶有無線電中繼器的中繼系統(tǒng)，該系統(tǒng)于1899年實際工作。

無線電中繼器通常由無線電接收器和無線電發(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)展無線電或電視傳輸站覆蓋范圍的設(shè)備。它由第二個無線電或電視發(fā)射機(jī)組成。來自主發(fā)射器的信號經(jīng)常通過租用的電話線或微波繼電器傳輸。

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

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

蜂窩中繼器：這是一種無線電中繼器，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，包括用于接收來自鄰近蜂窩塔的信號的定向天線，放大器和用于將信號轉(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。

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

業(yè)余無線電中繼器：業(yè)余無線電操作員使用它來提供跨區(qū)域的雙向通信，否則很難在VHF和UHF上使用點對點覆蓋。個別運營商或俱樂部設(shè)置和維護(hù)這些中繼器，通?？晒┤魏斡袌?zhí)照的業(yè)余愛好者使用。山丘或山頂位置對于構(gòu)建中繼器是可取的，因為它可以在廣闊的區(qū)域內(nèi)最大限度地利用。

無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的電臺進(jìn)行一致的通信。

無線電中繼器還可以允許從一組無線電頻率轉(zhuǎn)換到另一組無線電頻率，允許兩個獨立的公共服務(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。

中繼器站通常偵聽一個頻率 A，并在另一個頻率 B 上傳輸。所有移動電臺都在信道 B 上偵聽信號，并在信道 A

上傳輸。與工作頻率（例如1%）相比，兩個頻率之間的差異可以忽略不計。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與強(qiáng)數(shù)十億倍的出站發(fā)送信號分開。通常使用單獨的發(fā)送和接收站，通過有線或無線電鏈路連接。雖然中繼站設(shè)計用于同時接收和傳輸，但移動單元不需要笨重且昂貴的雙工器，因為它們僅在任何時間發(fā)送或接收。

可以向中繼器系統(tǒng)中的移動單元提供“對講”通道，允許在單個通道上直接進(jìn)行移動到移動操作。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“對講”通道;中繼器不會在其輸出頻率上重新傳輸任何信號。

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)計的覆蓋區(qū)域內(nèi)提供可預(yù)測的可靠通信。

三、中繼器如何工作？

中繼器動作類似于接力賽。發(fā)射站將信號傳遞給中繼器，中繼器接收信號并將其發(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，因此一次只能聽到對話的一方。

下圖描述了用于操作中繼器的齒輪以及信號采用的路徑。以下是組件的簡要介紹：

中繼器如何工作？

天線：大多數(shù)中繼器使用單個天線進(jìn)行發(fā)射和接收。一般來說，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，一種堅固的低損耗電纜。實際上，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。

雙工器：雙工器區(qū)分和隔離傳入和傳出信號。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。雙工器通常由兩個并行帶通濾波器組成。發(fā)射器和接收器之間沒有直接連接，因為一個濾波器在發(fā)射器和天線之間提供道路，另一個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，捕獲的信號如果直接從無線電發(fā)送到無線電就會丟失。它配置為接收來自無線電收發(fā)器的輸入頻率。

控制器：這是中繼器的大腦，實際上是一臺專用計算機(jī)。它通過CW或語音管理中繼器站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)射部分包括一個激勵器和一個功率放大器。激勵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)并將信號轉(zhuǎn)移到弱網(wǎng)絡(luò)接入點的網(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，中繼器將運行。

讓我們看一個示例來了解有關(guān)中繼器的更多信息。

你們中的許多人可能聽說過對講機(jī)這個詞。對講機(jī)具有直接的連接。數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)浇邮掌?，沒有任何擁塞或錯誤。只有在傳輸過程中沒有障礙物的情況下，才能傳輸數(shù)據(jù)。讓我們深入探討這個主題。假設(shè)一個人通過一對一的通信設(shè)備（例如對講機(jī)）與另一個人進(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，則無法精確地傳遞數(shù)據(jù)。

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

請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有山脈或丘陵的地區(qū)。我們認(rèn)為報告是非常強(qiáng)大的無線電。

我們有各種便攜式中繼器，比 25

瓦移動設(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，所有移動或便攜式設(shè)備都可以訪問各個方向的各種通信信號。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

這些中繼器在物理層鏈接在一起。

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

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

這些中繼器可以彌合兩個設(shè)備之間的差距。

中繼器能夠連續(xù)監(jiān)控兩個 LAN 之間生成的信號。

電信號隨著傳播距離越長而變?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。

中繼器可以幫助實現(xiàn)靈活的聯(lián)網(wǎng)。

連接到它的 30 個中繼器由多站點連接選項支持。

所有中繼器都通過 IP 站點連接網(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音通話。

五、中繼器的優(yōu)點

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

它們很便宜。

中繼器不需要任何處理開銷。唯一需要調(diào)查的時間是性能受到影響時。

它們可以通過各種電纜連接信號。

六、中繼器的缺點

中繼器無法連接不同的網(wǎng)絡(luò)。

它們無法區(qū)分真實信號和噪聲。

他們無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長度和效率，因此它們在以太網(wǎng)中的使用更多。

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

而中繼器系統(tǒng)有助于檢測碰撞。如果中繼器檢測到?jīng)_突，它將信號發(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。這通常通過多端口中繼器完成。

如果兩個主機(jī)設(shè)備之間的網(wǎng)段超過五個，中繼器通常會識別不正確的鏈路;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)運行，即使其中一個網(wǎng)段中斷或無法執(zhí)行任何功能。因此，中繼器對有線網(wǎng)絡(luò)的無縫運行非常有利。