数据通信媒体.ppt

2.6 数据通讯媒体 2.6.1 双绞线 2.6.2 同轴电缆 2.6.3 光缆 2.6.4 自由空间 2.6.1 双绞线 把两根互相绝缘的铜导线用规则的方法扭绞起来就构成了双绞线，如图2.24所示。 互绞可以使线间及周围的电磁干扰最小。电话系统中使用双绞线较多，差不多所有的电话都用 双绞线连接到电话交换机。通常由一对或多对双绞线组成，在其外面包上硬的护套。 2.6.1 双绞线 双绞线用于模拟传输或数字传输，其通信距离一般为几公里到十几公里。对于模拟传输，当传输距离太长时要加放大器，以将衰减了的信号放大到合适的数值。对于数字传输则要加中继器，以将失真了的数字信号进行整形放大。 双绞线主要用于点到点的连接，如星形拓扑结构的局域网中，计算机与集线器Hub之间常用双绞线来连接，但其长度不超过100米。双绞线也可用于多点连接。作为一种多点传输介质，它比同轴电缆的价格低，但性能要差一些。 双绞线按其是否有屏蔽，可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。双绞线还可以按其电气特性进行分级或分类。电气工业协会/电信工业协会（EIA/TIA） 将其定义为7种型号。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。 2.6.2 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 2.25 所示。 这种结构中的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁波，也可用来 防止外界电磁场干扰中心导体的信号，因而具有很好的抗干扰特性，被广泛用于较高速率的 数据传输。 通常按特性阻抗数值的不同，将其分为基带同轴电缆（50?同轴电缆）和宽带同轴电缆（75?同轴电缆）。 2.6.2 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。 宽带同轴电缆的特性阻抗为75 ?, 带宽可达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。 2.6.3 光缆 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。 光纤通常由极透明的石英玻璃拉成细丝作为纤芯，外面分别有包层、吸收外壳和防护层等构成，图2.26是一根光纤剖面的示意图。 2.6.3 光缆 包层较纤芯有较低的折射率。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 2.27（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 2.27（b）画出了光波在纤芯中传输的示意图。 2.6.3 光缆 典型的光纤传输系统的结构如图 2.28 所示。 光纤传输速率可达几千Mbps。目前投入使用的光纤在几公里范围内速率可达几百Mbps。在1km范围内，能以1000Mbps的速率发送数据，大功率的激光器可以驱动100km长的光纤而不带中继器。 2.6.4 自由空间 1. 微波信道和卫呈信道 （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。 由于微波的频率很高，故可同时传输大量信息。又由于微波能穿透电离层而不反射到地面，故只能使微波沿地球表面由源向目标直接发射。微波在空间是直线传播，而地球表面是个曲面，因此其传播距离受到限制，一般只有50km左右。但若采用100m高的天线塔，则距离可增大到l00km。此外，因微波被地表吸收而使其传输损耗很大。 2.6.4 自由空间 （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，如图 2.29所示。 例如可以利用位于36000km高的人造同步地球卫星作为中继器，进行微波通信。 2.6.4 自由空间 2. 红外线信道和激光信道 （1）红外线信道 红外线是一种较新的无线传输介质，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。 2.6.4 自由空间 （2）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