32网络通信的传输介质

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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,3.2,网络通信的传输介质,信道是指以传输介质为为基础的信号通路,它是传输数据的物理基础。,有线传输介质:包括双绞线、同轴电缆和光纤。,无线传输介质:包括无线电、微波、卫星、移动通信等各种通信介质。,3.2.1 双绞线(twisted pair),每一对双绞线由绞合在一起的相互绝缘的两根铜线组成,每根铜线的直径大约1mm。,减少电磁干扰,提高传输质量。电话线就是双绞线。,双绞线可以用于传输模拟传输或数字传输。,。,屏蔽双绞线(STP,Shielded Twisted Pair):,抗干扰性好,性能高,用于远程中继线时,最大距离可以到达十几公里。但本钱也较高,,所以一直没有广泛使用。,非屏蔽双绞线(UTP,Unshielded Twisted Pair):,非屏蔽双绞线的传输距离一般为100米由于它较好的性能价格比,目前被广泛使用。,非屏蔽双绞线有1、2、3、4、5五类,常用的是3类线和5类线,5类线既可支持,100Mbps的快速以太网连接,又可支持到150Mbps的ATM数据传输,是连接桌面设备的首选传输介质。,1,双绞线,最廉价的传输媒介,易受环境中电信号的干扰,通常用于较短距离的连接,2,3.2.2,同轴电缆(coaxial cable),同轴电缆由同轴的内外两个导体组成,内导体是一根金属线,外导体是一根圆柱形的,套管,一般是细金属线编制成的网状结构,内外导体之间有绝缘层。如图。,另外,同轴电缆的两端需要有终结器(用50欧姆或75欧姆的电阻连接内外导体),中间,连接需要收发器、T形头、筒形连接器等器件。,同轴电缆根本结构示意图,同轴电缆支持点到点连接,也支持多点连接。分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。,基带同轴电缆一般用于二进制数据信号的传输,多用于计算机局域网;宽带同轴电缆主要用于高带宽数据通信,支持多路复用。,基带同轴电缆又分为粗缆和细缆。粗缆多用于局域网主干,支持2500米的传输距离,可以连接数千台设备,但其价格较高;细缆多用于与用户桌面连接,级连使用可支持800米的传输距离,但一般不超过180米,可以连接数千台设备。,基带同轴电缆的最大优点是抗干扰性强,而且支持多点连接。缺点是物理可靠性不好,在公用机房、教学楼等人员嘈杂的地方,极易出现故障,而且一点发生故障,整段局域网都无法通信,所以根本已被非屏蔽双绞线所取代。,3,同轴电缆,比较廉价,绝缘层保护,外层绝缘层,外导体,4,3.2.3,光缆(optical fiber),光纤即光导纤维。利用光导纤维作为光的传输介质,以光波为信号载体的光纤通信,只20/30年的历史。1960年,美MAINMAN,红宝石激光器 1966年,英籍华人高锟(C。K。KAO)博士提出,Sio2 石英玻璃制成光纤,低消耗 1970年,美国康宁公司制出了损耗为20分贝的光纤。,1、光纤通信的原理,见图,入射角逐渐增大,12是折射角,当入光纤通信的原理,是基于光线由光密介质进入光疏介质时,在入射角足够大的情况下会发生全反射的特性射角到达3时,发生全反射,即光波能量几乎全部反射,这样才可以到达长距离高速传输的目的。,光纤通信的原理,5,2.,室外光缆和室内光纤,光纤传输介质有室外光缆和室内光纤之分,室外光缆,主要用于室外环境,可以架空或走地下管道。由于室外光缆所处环境比较,恶劣,需要防水、防晒、防压、防化学侵蚀等,所以需要有很好保护,其结构如下图。,室外光缆,室内光纤,主要用于室内,单根光纤加上稍许保护材料。光波在纤芯上传播。,纤芯是一种直径50到100微米的柔软的光导介质,成分主要是二氧化硅。在折射率,较高的纤芯外面,由折射率较低的包层包裹着,以保证在界面上光波可以发生全反射。,光纤(单根),3、单模和多模两种,单模光纤指光纤做得极细,接近光波波长,光信号只能与光纤轴成单个可辨角度传,输。多模光纤的纤芯比单模的粗,光信号与光纤轴成多个可辨角度传输。单模光纤本钱,较高,但性能很好,在几十公里内能以几千兆bps的速率传输数据。多模光纤本钱较低,,但性能比单模光纤差一些。,6,光纤,昂贵的传输媒介,不受电信号的干扰,使用于长距离、高速率的信号传输,7,3.2.4,无线传输介质,无线电、微波、卫星、移动通信等,各种无线介质传输介质对应的电磁波谱范围如下图。,各通信类型使用的电磁波谱范围,8,在计算机网络领域,无线通信介质主要是微波和卫星,。,微波通信,是指用频率在100MHz到10GHz的微波信号进行通信。,特点是:,只能进行可视范围内的通信;,大气对微波信号的吸收与散射影响较大。,微波通信主要用于几公里范围内,不适合铺设有线传输介质的情况,而且只能用于点,到点的通信,速率也不高,一般为几百Kbps。,卫星通信,是指利用人造卫星进行中转的通信方式,。,商用的通信卫星一,般被发射在赤道上方3.6万公里的同步轨道上,另外也有中低轨道的小卫星通信,,如Motorala公司的铱星系统。,特点是:,适合与很长距离的传输,如国际之间、洲际之间;,传输延时较大,一般为500ms左右;,费用较高。,9,3.2.5 几种传输介质的比较,下表列出了计算机通信中几种传输介质的比较。我们在选择通信介质的时候,一定要从性能、价格和使用场合等各个角度综合考虑,一般来说,影响传输介质选择的因素包括:,拓扑结构:(如星形结构不适合选用同轴电缆,可选择双绞线方等方式),容量:介质提供的传输速率应能够满足要求,可靠性(过失率):在可能的情况下,尽量选择可靠性高的介质,应用环境:包括传输距离、环境恶劣程度、信号强度等等,常用传输介质比较,非屏蔽双绞线 基带同轴电缆 光纤 卫星,分类 3类 5类粗缆细缆 单模多模 同步 低轨,传输速率 3类UTP最大16Mbps 因种类、距离不同,几千Mbps 根据租用费用变化较大,5类UTP最大155Mbps 变化较大(但总要,高于UTP),地理范围100米左右 细缆小于800米 几公里到几十公里 很大,粗缆小于2500米,过失率一般(1010)中等(1010)最低(10)高,本钱 低 中 较高 高,10,
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