第2章网络传输媒体

第2章网络传输媒体•传输媒体也称为传输介质或传输媒介，它就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。传输媒体可分为两大类，即导向传输媒体和非导向传输媒体。在导向传输媒体中，电磁波被导向沿着固体媒体(铜线或光纤)传播，而非导向传输媒体就是指自由空间，在非导向传输媒体中电磁波的传输常称为无线传输。2.1有线传输媒体传输媒体的特性对网络数据通信质量有很大影响，这些特性是：1.物理特性：说明传输介质的特征。2.传输特性：包括是使用模拟信号发送还是数字信号发送，调制技术、传输量及传输的频率范围。3.连通性：点到点或多点连接。4.地理范围：网上各点间的最大距离，能用在建筑物内、建筑物之间或扩展到整个城市。5.抗干扰性：防止噪音、电磁干扰对数据传输影响的能力。6.相对价格：以元件、安装和维护的价格为基础。1．双绞线双绞线的构成把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合(twist)起来就构成了双绞线。从用户电话机到交换机的这段线称为用户线或用户环路(subscriberloop)。图3-6是无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线的示意图。内导体芯线绝缘箔屏蔽铜屏蔽外套双绞线的传输特性双绞线上的数据传输速率和传输距离是相互制约的：若要提高传输速率，所能传输的距离就短；要想长距离传输（不加中继器），就必须降低数据速率。双绞线上既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。在电话系统中，双绞线（一般2对4芯）普遍用来连接电话机和电话端局，在双绞线上传输语音信号，距离可达5－6公里。如果使用基带调制解调器，在双绞线上传输数字信号，速率可以达到几兆比／秒，距离可达几公里，这种技术目前已经用于各种高速的数字租用线路（如ADSL）。双绞线也可以用于计算机局域网，如10BASE－T和100BASE－T总线局域网，就是使用双绞线作为传输媒体的，速率分别为10M、100Mbps、1000Mbps。双绞线的分类在实际应用中，常常将几对双绞线封装在一个绝缘套里组成双绞线电缆，其中在计算机网络中常用的两种电缆是3类双绞线、5类双绞线和超5类双绞线。这两类双绞线电缆都是由4对双绞线组成，每段传输距离均不超过100米，3类双绞线速率可达10Mbps，用于10BASE－T局域网；5类双绞线性能好一些，速率可达100Mbps，用于100BASE－T局域网。屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。双绞线的地理范围每段传输距离均不超过100米。双绞线的抗干扰性双绞线的抗干扰性在低频时较为优越，但在超过10－100kHZ时，不如同轴电缆。由于双绞线的价格低廉、布线简单、适用面广、性能优良，因此得到了最广泛的应用。双绞线的价格屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP)•以箔屏蔽以减少干扰和串音3类、5类双绞线外没有任何附加屏蔽双绞线12345678白绿白蓝白橙白褐绿色橙色蓝色褐色插座（前视图）第3对第1对第4对第2对12345678白橙白蓝白绿白褐橙色绿色蓝色褐色插座（前视图）第2对第1对第4对第3对RJ45双绞线的两种接法：PC---HUBPC---PC2．同轴电缆同轴电缆的构成同轴电缆由内导体铜质芯线(单股实心线或多股绞合线)、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层(也可以是单股的)以及保护塑料外层所组成(图3-7)。铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套同轴电缆的分类通常按特性阻抗数值的不同，将同轴电缆分为两类：（1）50同轴电缆，又称基带同轴电缆。•在传输基带数字信号时，可以有多种不同的编码方法。图3-8画的是未经编码的原基带数字信号和在计算机网络中常用的两种编码方法，即：曼彻斯特(Manchester)编码和差分曼彻斯特编码。（讲解）（2）75同轴电缆75同轴电缆又称为宽带同轴电缆。在计算机通信中，“宽带系统”是指采用了频分复用和模拟传输技术的同轴电缆网络。同轴电缆的传输特性基带同轴电缆的阻抗为50欧姆，通常用来传输数字信号，数据速率最高可达10Mbps。基带同轴电缆又分粗缆和细缆两种。宽带同轴电缆的阻抗为75欧姆，通常用于传输模拟信号，且单向传输，公用有线电视CATV电缆就是宽带同轴电缆。其频率可以达到500MHZ。同轴电缆的地理位置在10Mbps的数据速率下，粗缆的每段传输距离可达500米，细缆为185米。基带同轴电缆广泛用于计算机局域网中，如粗缆以太网、细缆以太网等。宽带同轴电缆的每段距离可达500米。同轴电缆的抗干扰性比双绞线强同轴电缆的价格10BASE23．光缆光缆的构成光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。纤芯很细，其直径只有8~100m。光缆的分类只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某一个临界角度，就可产生全反射。因此，可以存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输。这种光纤就称为多模光纤(如图3-12(a)所示)。若光纤的直径减小到只有一个光的波长，则光纤就像一根波导那样，它可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射。这样的光纤就称为单模光纤(图3-12(b))。芯子和孔径之比62.5/125和50/125几种；4芯、6芯、8芯等等。光缆的物理特性计算机网络中采用两根光纤（一来一去）组成传输系统。光缆的传输特性通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号；速度可达几千Mbps。光缆的地理范围单模：几十公里多模：2公里光缆的抗干扰性不受电磁干扰光缆的价格光纤价格、光纤模块或光纤适配器价格、尾纤价格、光纤熔接价格、交换机价格等等。光缆的传输特性特点（1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。（2）抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。（3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。（4）体积小，重量轻。典型的光缆玻璃封套塑料外套玻璃内芯单芯光缆多芯光缆玻璃内芯塑料外套玻璃封套外壳2.2无线传输媒体1．无线传输–微波、红外线、激光2．地面微波接力通信其主要特点是：微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道的容量很大；因为工业干扰和天电干扰的主要频谱成分比微波频率低得多，对微波通信的危害比对短波和米波通信小得多，因而微波传输质量较高；与相同容量和长度的电缆载波通信比较，微波接力通信建设投资少，见效快。微波接力通信缺点：相邻站之间必须直视，不能有障碍物，有时一个天线发射出的信号也会分成几条略有差别的路径到达接收天线，因而造成失真；微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响；与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差；对大量中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。3．卫星通信•卫星通信的最大特点是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。•卫星通信的另一特点就是具有较大的传播时延。传输介质的选择考虑的因素传输介质的选择是由许多因素决定的，这些因素包括：–1.网络拓扑的结构；–2.要支持实际需要所提出的通信容量；–3.满足可靠性要求；–4.能承受的价格范围。