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1、第第6 6章章 传输介质传输介质6.1 双绞线双绞线(twisted pair)绞合绞合：可以减小和邻近线路间的电磁干扰。：可以减小和邻近线路间的电磁干扰。带宽带宽：取决于铜线的粗细和传输距离。：取决于铜线的粗细和传输距离。分类分类：STP和和UTP 屏蔽双绞线屏蔽双绞线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 6.1 双绞线双绞线(twisted pair)(twisted pair)(续续)无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线UTP（unshielded twisted Pair）：）：计算机网络中广泛应用。计算机网络中广
2、泛应用。五类五类(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：200-250MHz6.2 6.2 同轴电缆同轴电缆(coaxial cable)(coaxial cable)6.2 6.2 同轴电缆同轴电缆(coaxial cable)(coaxial cable)分类分类：基带同轴电缆：基带同轴电缆,宽带同轴电缆宽带同轴电缆 基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以太网标准规定使用50同轴电缆（粗缆和细缆）传输经Manchester Cod
3、ing的基带数字信号。宽带同轴电缆宽带同轴电缆:75 电缆电缆,有线电视系统有线电视系统CATV中使用的标准电缆；中使用的标准电缆；传输模拟信号传输模拟信号,常采用常采用FDM技术传输多路宽带信号；技术传输多路宽带信号；宽带网宽带网频带高达频带高达300MHz以上以上,可以传输近可以传输近l00km；为为了了在在模模拟拟网网上上传传输输数数字字信信号号,需需要要把把进进入入网网络络的的比比特流特流模拟信号模拟信号,并把网络并把网络输出信号输出信号比特流比特流；宽带系统又可分为多个信道：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
4、电视广播通常占用6MHz宽的信道。6.2 6.2 同轴电缆同轴电缆(coaxial cable)(coaxial cable)(续续)6.3 6.3 光纤（光纤（fiberfiber）光纤通信原理：光纤通信原理：利用光纤传输光脉冲信号进行通信利用光纤传输光脉冲信号进行通信,一般以光脉冲一般以光脉冲出现表示出现表示“1”,不出现表示不出现表示“0”。光传输系统：光传输系统：光源、光缆和光敏元件接收装置光源、光缆和光敏元件接收装置光源:发光二极管发光二极管LED、激光二极管；、激光二极管；电流通过时会发出光。电流通过时会发出光。光敏元件：光电二极管光电二极管(photodiode)；当光照到它时会
5、产生电流。当光照到它时会产生电流。6.3 6.3 光纤（光纤（fiberfiber）光传输系统：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 6.3 光纤（光纤（fiberfiber）(续续)光纤分类：光纤分类：多模光纤多模光纤：反射、折射：反射、折射单模光纤单模光纤：无反射、折射：无反射、折射,沿轴向传播沿轴向传播光纤规格：光
6、纤规格：多模光纤多模光纤 50/125、62.5/125、100/140 m等等,单模光纤单模光纤 5.0/85、5.0/125和和8.1/125 m等等。光纤通信使用光纤通信使用3个波段：个波段：以以0.85、1.30 和和 1.55m 为中心为中心,都在红外线频谱。都在红外线频谱。光纤优点：光纤优点：高带宽高带宽,低损耗低损耗,高抗电磁干扰高抗电磁干扰,难以窃听。难以窃听。6.4 6.4 无线传输无线传输6.4.1 无线传输的必要性无线传输的必要性双绞线、同轴电缆、光纤均为有线传输；双绞线、同轴电缆、光纤均为有线传输；有线传输遇到的问题：如通信线路要通过一些有线传输遇到的问题：如通信线路要
7、通过一些高高山山就难以施工就难以施工,又如需要又如需要移动通信移动通信的场合等；的场合等；无线传输是非常重要的传输方式。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无线传输的基本原理在在电电路路上上加加入入一一个个适适当当长长度度的的天天线线,电电磁磁波波便便可可以以有有效效地地通通过过天天线线广广播播,在在距距离离天天线线一一定定范范围围内内可可以以被被接收器接收器收到；收到；无线传输靠电磁波运载数据。无线传输靠电磁波运载数据。电磁波电磁波传播速度传播速度:真空中与频率无关真空中与频率无关,光速光速300000km/s,即即300m/s；铜铜线线或或光光纤纤中中降降到到光光速速
8、的的2/3,且且和和频频率率稍稍有有相相关关,1km/5s。电磁波运载的电磁波运载的信息量与其带宽成正比信息量与其带宽成正比：在在目目前前技技术术条条件件下下,在在较较低低的的频频率率下下每每赫赫兹兹可可以以编编码几个比特码几个比特,在高频率下可以更多；在高频率下可以更多；因因此此,500MHz带带宽宽的的电电缆缆可可以以获获得得几几Gb/s的的数数据据传输率。传输率。6.4.3 6.4.3 电磁波频谱电磁波频谱图图6.1电磁波的频谱和应用电磁波的频谱和应用6.4.3 6.4.3 电磁波频谱电磁波频谱(续续)无线电波：无线电波：位于电磁波频谱位于电磁波频谱1GHz以下以下,易于产生；易于产生；
9、易穿过建筑物易穿过建筑物,全方向传播全方向传播,传播距离远；传播距离远；易受电磁的干扰；易受电磁的干扰；通过天线发送和接收；通过天线发送和接收；发射和接收装置无需很准确地对准。发射和接收装置无需很准确地对准。6.4.4 6.4.4 无线电（无线电（radioradio）传输）传输传输特性与频率有关传输特性与频率有关:在在较较低低频频率率,无无线线电电波波能能轻轻易易地地通通过过障障碍碍物物,但但是是能能量量随着与信号源距离的增大而急剧减小；随着与信号源距离的增大而急剧减小；在在高频高频,无线电波趋于直线传播并受障碍物的阻挡；无线电波趋于直线传播并受障碍物的阻挡；在在VLF、LF和和MF波段波段
10、,无线电波沿着地面传播；无线电波沿着地面传播；在在HF和和VHF波波段段,地地表表电电波波被被地地球球吸吸收收,但但到到达达电电离离层层的的电电波波被被反反射射并并送送回回到到地地球球,这这一一特特性性可可用用于于长长距距离通信离通信,但电离层的不稳定使通信质量变差。但电离层的不稳定使通信质量变差。6.4.4 6.4.4 无线电（无线电（radioradio）传输）传输(续续)频谱范围：频谱范围：300M300GHz,主要用主要用2G40GHz。传输特性：传输特性：直线传播直线传播,难以穿过建筑物难以穿过建筑物,发射天线和接收天线必须精确地对准发射天线和接收天线必须精确地对准。微波塔中继：微波
11、塔中继：在地球表面建造微波塔作为中继进行通信，在地球表面建造微波塔作为中继进行通信，微波塔越高微波塔越高,传输的距离就越远。传输的距离就越远。6.4.5 6.4.5 微波微波(microwave)(microwave)传输传输卫星卫星(中继中继)通信：通信：在在地地球球站站之之间间利利用用人人造造同同步步卫卫星星作作为为中中继继的的一一种种微微波接力通信；波接力通信；卫卫星星通通信信距距离离远远,覆覆盖盖范范围围大大。在在赤赤道道上上空空同同步步轨轨道道上上,等等距距离离3颗颗相相隔隔120o的的通通信信卫卫星星,就就能能实实现现全全球球范围的通信；范围的通信；卫卫星星通通信信有有较较大大的的
12、传传播播延延时时。从从一一个个地地球球站站经经过过卫卫星星到到另另一一个个地地球球站站的的传传播播延延时时为为250ms左左右右,这这是是由由于电磁波在传播中经过了很长的距离于电磁波在传播中经过了很长的距离(7万多万多km)。6.4.5 6.4.5 微波微波(microwave)(microwave)传输传输频谱范围：频谱范围：31011 21014 Hz；方向性：方向性：有方向性有方向性,不能穿过物体不能穿过物体,室内用室内用,（阳光中有强红外线）（阳光中有强红外线）;不需要天线；不需要天线；红外线通信应用于小范围内红外线通信应用于小范围内,如家庭和办公室如家庭和办公室: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 6.4.6 红外线（红外线（infrared rayinfrared ray）传输）传输