02-4传输介质.

卫生管理系主讲：田肖2020/1/15《计算机网络技术与应用》南阳医学高等专科学校第2章数据通信基础本章主要介绍数据通信基础知识，常见的数据传输介质以及多路复用、数据交换等数据通信技术。[Return]2.4传输介质1.有线传输介质2.无线传输介质教学目标了解:常见的网络传输介质有很多种，可分为两大类：一类是有线传输介质，另一类是无线传输介质。掌握:有线传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤；无线传输介质：微波和卫星通信等。第2章数据通信基础2.4传输介质传输介质是网络中传输信息的物理通道，它的性能对网络的通信、速度、距离、价格以及网络中的节点数和可靠性都有很大影响。因此，必须根据网络的具体要求，选择适当的传输介质。常见的网络传输介质有很多种，可分为两大类：1、一类是有线传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤；2、另一类是无线传输介质，如微波和卫星通信等。1.双绞线双绞线由两根相互绝缘的导线绞合成匀称的螺纹状，作为一条通信线路。将两条、四条或更多这样的双绞线捆在一起，外面包上护套，就构成双绞线电缆。图2-19【双绞线】2.4传输介质屏蔽双绞线是在一对双绞线外面有金属筒缠绕，用作屏蔽，最外层再包上一层具有保护性的聚乙烯塑料。与无屏蔽双绞线相比，其误码率明显下降，约为10-6～10-8，价格较贵。无屏蔽双绞线除少了屏蔽层外，其余均与屏蔽双绞线相同，抗干扰能力较差，误码率高达10-5～10-6，但因其价格便宜而且安装方便，故广泛用于电话系统和局域网中。（1）屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线1.双绞线2.4传输介质（2）双绞线还可以按其电气特性进行分级或分类局域网中常用第5类和第6类双绞线，它们都为无屏蔽双绞线，均由4对双绞线构成一条电缆。5类双绞线传输速率可达100Mbps，常用于局域网100Base-T的数据传输或用作话音传输等。6类双绞线比5类双绞线有更好的传输特性，传输速率可达1000Mbps，可用于100Base-T、1000Base-T等局域网中。7类双绞线也可用于1000Base-T、千兆以太网中。1.双绞线2.4传输介质2.同轴电缆同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层所组成，如图2-20所示。图2-20【同轴电缆】（1）基带同轴电缆基带同轴电缆的特性阻抗为50，仅用于传输数字信号，并使用曼彻斯特编码方式和基带传输方式，即直接把数字信号送到传输介质上，无需经过调制，故把这种电缆称为基带同轴电缆。2.4传输介质（2）宽带同轴电缆宽带同轴电缆的特性阻抗为75，宽可达300～500MHz，用于传输模拟信号。它是公用天线电视系统CATV中的标准传输电缆，目前在有线电视中广为采用。在这种电缆上传送的信号采用了频分多路复用的宽带信号，故75同轴电缆又称为宽带同轴电缆。2.4传输介质2.同轴电缆3.光纤光导纤维电缆，简称光缆，是网络传输介质中性能最好、应用前途广泛的一种。以金属导体为核心的传输介质，其所能传输的数字信号或模拟信号，都是电信号。而光纤则只能用光脉冲形成的数字信号进行通信。有光脉冲相当于1，没有光脉冲相当于0。图2-21【光纤剖面的示意图】2.4传输介质当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角，如图2-22（a）所示。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复，光也就沿着光纤向前传输。图2-20（b）画出了光波在纤芯中传输的示意图。（a）折射角大于入射角（b）光波在纤芯中传播图2-22【光线射入到光缆和包层界面时的情况】2.4传输介质3.光纤典型的光纤传输系统的结构如图2-23所示。光纤发送端采用发光二极管（LED，LightEmittingDiode）或注入型激光二极管（ILD，InjectionLaserDiode）两种光源。在接收端将光信号转换成电信号时使用光电二极管PIN检波器或APD检波器。这样即构成了一个单向传输系统。光载波调制方法采用振幅键控ASK调制方法，即亮度调制（IntensityModulation）。图2-23【光缆传输系统结构示意图】2.4传输介质3.光纤13*传输光信号*光纤芯：横截面积很小的光导纤维*包层：折射率比纤芯小的材料制成*外部保护层：使内层纤芯和包层免受外部影响光纤电缆的主要特性1）、物理特性2.4传输介质3.光纤2.4传输介质3.光纤图2-9光纤内部光的全反射传输过程图2-10光缆传输系统结构示意图2.4传输介质3.光纤●多模光纤：指光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光线传输。多束光线从光源出发，在纤芯中以不同的光路进行传播。图2-11多模突变光纤数据传输示意图2.4传输介质3.光纤●单模光纤：指光纤的光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光线传输它需要有高度集中的光源，其中只存在一条轴向光线才能通过图2-13单模光纤数据传输示意图2.4传输介质3.光纤衰减极小，在6～8公里的距离内，不使用中继器实现高速率的数据传输3）、连通性最普遍的连接：点到点方式实验系统中：多点连接方式4）、覆盖范围光纤不受外界电磁干扰与噪声的影响，能在长距离、高速率的传输中保持低误码率。光纤传输的安全性与保密性极好。5）、抗干扰能力2.4传输介质3.光纤4.无线传输介质（1）微波信道微波通信是把微波信号作为载波信号，用被传输的模拟信号或数字信号来调制它，故微波通信是模拟传输。为实现远距离传输，则每隔几十公里便需要建立中继站。中继站把前一站送来的信号经过放大后再发送到下一站，故称为微波接力通信。2.4传输介质（2）卫星信道为了增加微波的传输距离，应提高微波收发器或中继站的高度。当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通信系统，也即利用位于36000km高的人造同步地球卫星作为中继器的一种微波通信。通信卫星则是在太空的无人值守的微波通信的中继站。卫星上的中继站接收从地面发来的信号后，加以放大整形再发回地面。图2-24【卫星微波通信】2.4传输介质（3）红外线信道红外线可能是最新的无线传输介质，它利用红外线来传输信号。常见于电视机等家电中的红外线遥控器，在发送端设有红外线发送器，接收端有红外线接收器。发送器和接收器可任意安装在室内或室外，但需使它们处于视线范围内，即两者彼此都可看到对方，中间不允许有障碍物。2.4传输介质4.无线传输介质（4）激光信道在空间传播的激光束可以调制成光脉冲以传输数据，和地面微波或红外线一样，可以在视野范围内安装两个彼此相对的激光发射器和接收器进行通信。图2-25【激光通信】[Return]2.4传输介质4.无线传输介质本节小结本节介绍了常见的网络传输介质：可分为两大类：一类是有线传输介质，另一类是无线传输介质。有线传输介质包括：双绞线、同轴电缆、光纤；无线传输介质包括：微波和卫星通信等。2.4传输介质2、无线传输介质有哪些？1、有线传输介质有哪些？3、双绞线分为那两种？2.4传输介质5、屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线有什么区别?4、光纤可以分为哪两种?思考与练习2020/1/15南阳医学高等专科学校