第06章_传输介质

null第6章 传输介质 第6章 传输介质 6.1 双绞线(twisted pair) 绞合：可以减小和邻近线路间的电磁干扰。 带宽：取决于铜线的粗细和传输距离。 分类： STP和UTP 屏蔽双绞线STP (shielded twisted pair) : 线对外面有网状金属屏蔽层, 更好的抗干扰性能, 控制网络中常用。6.1 双绞线(twisted pair)(续)6.1 双绞线(twisted pair)(续)无屏蔽双绞线UTP（unshielded twisted Pair）： 计算机网络中广泛应用。 五类(category ) ：3、4、5、5e、6。 3类：带宽16MHz,轻轻绞合 4类：带宽20MHz,绞合较密 5类和超5类：100MHz,更密 6类：200-250MHz 6.2 同轴电缆(coaxial cable) 6.2 同轴电缆(coaxial cable) 6.2 同轴电缆(coaxial cable) 6.2 同轴电缆(coaxial cable) 分类：基带同轴电缆 , 宽带同轴电缆 基带同轴电缆: 一种50电缆, 用于传输基带数字信号, 早期10Base5和10Base2以太网规定使用50同轴电缆（粗缆和细缆）传输经Manchester Coding的基带数字信号。6.2 同轴电缆(coaxial cable) (续)宽带同轴电缆: 75电缆,有线电视系统CATV中使用的标准电缆； 传输模拟信号,常采用FDM技术传输多路宽带信号； 宽带网频带高达300MHz以上,可以传输近l00km； 为了在模拟网上传输数字信号,需要把进入网络的比特流模拟信号,并把网络输出信号比特流； 宽带系统又可分为多个信道： 每个信道可用于模拟电视、CD声音或数字比特流； 电视和数据可在一条电缆上混合传输; 一路电视广播通常占用6MHz宽的信道。6.2 同轴电缆(coaxial cable) (续)6.3 光纤（fiber）6.3 光纤（fiber）光纤通信原理： 利用光纤传输光脉冲信号进行通信, 一般以光脉冲出现表示“1”,不出现表示“0”。 光传输系统：光源、光缆和光敏元件接收装置 光源: 发光二极管LED、激光二极管； 电流通过时会发出光。 光敏元件： 光电二极管(photodiode)； 当光照到它时会产生电流。 6.3 光纤（fiber）6.3 光纤（fiber）光传输系统： 光缆由3个部分组成 最里面的光纤是极细的石英玻璃或塑料纤维； 光纤外包有玻璃或塑料包层,与光纤光学性质不同； 外面再加上由塑料和其他材料组成的套管； 多根这样的光缆常常合在一起,可以有几根至数百根,加上加强芯和填充物,最外面再加护套。 简单单向光纤传输系统：一根光纤 全双工的光纤传输系统：两根光纤,收/发 6.3 光纤（fiber）(续)6.3 光纤（fiber）(续)光纤分类： 多模光纤 ：反射、折射 单模光纤 ：无反射、折射,沿轴向传播 光纤规格： 多模光纤 50/125、62.5/125、100/140 μm等, 单模光纤 5.0/85、5.0/125和8.1/125 μm等 。 光纤通信使用3个波段： 以0.85、1.30 和 1.55μm 为中心 ,都在红外线频谱。 光纤优点： 高带宽,低损耗,高抗电磁干扰,难以窃听。 6.4 无线传输6.4 无线传输6.4.1 无线传输的必要性 双绞线、同轴电缆、光纤均为有线传输； 有线传输遇到的问：如通信线路要通过一些高山就难以施工,又如需要移动通信的场合等； 无线传输是非常重要的传输方式。 6.4.2无线传输的基本原理 在电路上加入一个适当长度的天线,电磁波便可以有效地通过天线广播,在距离天线一定范围内可以被接收器收到； 无线传输靠电磁波运载数据。 6.4.3 电磁波频谱电磁波传播速度: 真空中与频率无关,光速300000km/s,即300m/µs； 铜线或光纤中降到光速的2/3,且和频率稍有相关,1km/5µs。 电磁波运载的信息量与其带宽成正比： 在目前技术条件下,在较低的频率下每赫兹可以编码几个比特,在高频率下可以更多； 因此,500MHz带宽的电缆可以获得几Gb/s的数据传输率。 6.4.3 电磁波频谱图6.1 电磁波的频谱和应用图6.1 电磁波的频谱和应用6.4.3 电磁波频谱(续) 无线电波： 位于电磁波频谱1GHz以下,易于产生； 易穿过建筑物, 全方向传播,传播距离远； 易受电磁的干扰； 通过天线发送和接收； 发射和接收装置无需很准确地对准。6.4.4 无线电（radio）传输 传输特性与频率有关: 在较低频率,无线电波能轻易地通过障碍物,但是能量随着与信号源距离的增大而急剧减小； 在高频,无线电波趋于直线传播并受障碍物的阻挡； 在VLF、LF和MF波段,无线电波沿着地面传播； 在HF和VHF波段,地表电波被地球吸收,但到达电离层的电波被反射并送回到地球,这一特性可用于长距离通信,但电离层的不稳定使通信质量变差。 6.4.4 无线电（radio）传输(续)null频谱范围： 300M~300GHz, 主要用2G~40GHz。 传输特性： 直线传播,难以穿过建筑物, 发射天线和接收天线必须精确地对准。 微波塔中继： 在地球表面建造微波塔作为中继进行通信， 微波塔越高,传输的距离就越远。 6.4.5 微波(microwave)传输null卫星(中继)通信： 在地球站之间利用人造同步卫星作为中继的一种微波接力通信； 卫星通信距离远,覆盖范围大。在赤道上空同步轨道上,等距离3颗相隔120o的通信卫星,就能实现全球范围的通信； 卫星通信有较大的传播延时。从一个地球站经过卫星到另一个地球站的传播延时为250ms左右,这是由于电磁波在传播中经过了很长的距离(7万多km)。 6.4.5 微波(microwave)传输null频谱范围：3×1011 ~ 2×1014 Hz ； 方向性：有方向性,不能穿过物体,室内用, （阳光中有强红外线）; 不需要天线； 红外线通信应用于小范围内,如家庭和办公室: 电视机、DVD等家用电器使用的遥控器; 有红外装置的笔记本电脑可连在本地局域网上。6.4.6 红外线（infrared ray）传输