3.2数据传输介质

上一页下一页返回数据通信基础3.2数据传输介质传输介质是通信网络中连接计算机的具体物理设备和数据传输物理通路。传输介质的特性包括物理描述、传输特性、信号发送形式、调制技术、传输带宽容量、频率范围、连通性、抗干扰性、性能价格比、连接距离、地理范围等。3.2.1有线介质3.2.2无线介质下一页返回上一页下一页返回数据通信基础3.2.1有线介质1．双绞线2．同轴电缆3．光纤下一页上一页下一页返回数据通信基础1．双绞线无论是对模拟数据传输还是数字数据传输，最普通的传输介质就是双绞线。它是由按一定规则螺旋结构排列并扭在一起的多根绝缘导线所组成，芯内大多是铜线，外部裹着塑橡绝缘外层，线对扭绞在一起可以减少相互间的幅射电磁干扰。计算机网络中常用的双绞电缆是由4对线（8芯制，RJ-45接头）按一定密度相互扭绞在一起的。返回上一页下一页返回数据通信基础1．双绞线按照其外部包裹的是金属编织层还是塑橡外皮，可分为屏蔽双绞线电缆（STP）和非屏蔽双绞线电缆（UTP）。UTP电缆每对线的绞矩与所能抵抗的电磁辐射干扰成正比，并采用了滤波及对称性等技术，具有体积小、安装简便等特点。STP只不过在护套层内增加了金属屏蔽层，可有效减少串音及电磁干扰EMI、射频干扰RFI，它大多是一种屏蔽金属铝箔双绞电缆。STP电缆还有一根漏电线，主要用来连接到接地装置上，泄放掉金属屏蔽的电荷，解除线间的干扰问题。返回上一页下一页返回数据通信基础1．双绞线如表2-1所示是UTP电缆的常见类型。10BaseT局域网中主要使用3类和5类线，它们的有效传输距离一般在100m左右。另外还有超5类双绞线电缆，通过对其进行“信道”性能测试，结果表明，与普通5类双绞线电缆比较，它的近端串扰、衰减和结构回波等主要性能指标都有很大提高。综合近端串扰是电缆中所有线对对被测线对产生的近端串扰之和。一个能够满足PSNT要求的综合布线5类双绞电缆能够支持多种MAC信号形式的应用。返回上一页下一页返回数据通信基础1．双绞线返回上一页下一页返回数据通信基础1．双绞线双绞线的制作分为工作站至工作站和工作站至集线器两种。工作站至集线器的双绞线，其8芯线一一对应；工作站至工作站的双绞线，按照如图2-15所示的连线制作。返回上一页下一页返回数据通信基础1．双绞线图2-15双绞电缆Pin#8Pin#1下面是PC机不经过HUB直接通过网线相连的参考图橘白橘绿白蓝蓝白绿褐白褐RJ-45色序图3类UTP线下一页返回上一页下一页返回数据通信基础2．同轴电缆典型的同轴电缆由一根内导体铜质芯线，外加绝缘层、密集网状编织导电金属屏蔽层以及外包装保护塑橡材料组成，其结构如图2-16所示。在10Base2网络中，如果要将计算机网卡连接到同轴电缆上，还需要一个T型接头和BNC接插件。用户在安装时不能把不同类型的电缆混合使用，原因是不同型号的同轴电缆其特征阻抗值是不同的，会导致网络连接失败。返回上一页下一页返回数据通信基础2．同轴电缆返回上一页下一页返回数据通信基础2．同轴电缆同轴电缆分为两类：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。计算机网络一般选用基带同轴电缆进行数据传输，其屏蔽层是用铜做成网状形，特征阻抗为50W，如RG-8（粗缆）、RG-58（细缆）等。宽带电缆是指采用了频分复用和模拟传输技术的同轴电缆，其屏蔽层通常是用铝冲压成的，特征阻抗为75W，如RG-59有线电视CATV标准传输电缆。对于细同轴电缆，其主要用于10Mbps速率的10Base2以太局域网络中，平均特征阻抗为50±2W，阻抗的周期性变化为正弦波，中心平均值为±3W，最低传播速率约为0.77c（c为光速）。返回上一页下一页返回数据通信基础2．同轴电缆下一页返回上一页下一页返回数据通信基础3．光纤光导纤维是光纤通信的传输媒体，通常是由能传导光波的非常透明的石英玻璃拉成纤维细丝线芯，外加抗拉保护包层构成。返回上一页下一页返回数据通信基础3．光纤光纤通信就是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信，有光脉冲相当于“1”，没有光脉冲相当于“0”；在发送端有光源，可以采用发光二极管或半导体激光器，它们在电脉冲的作用下能产生光脉冲，在接收端利用光电二极管做成光检测器，在检测到光脉冲时可还原出电脉冲。返回上一页下一页返回数据通信基础3．光纤在光纤中，包层较线芯有较低的折射率，当光纤从高折射率的介质射向低折射率介质时，其折射角将大于入射角，如果入射角足够大，就会出现全反射，此时光线碰到包层时就会折射回线芯，这个过程不断重复，光也就会沿着光纤传输下去。返回上一页下一页返回数据通信基础3．光纤实际上，只要射到光纤表面的光线的入射角大于某一临界角度，就可以产生全反射，并且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（MultimodeFiber），如图2-17所示。发光二极管（LED，Light-EmittingDiode）是一种固态器件，电流通过时就产生一种定向性较差的可见光，并通过在光纤线芯内不断全反射而向前传播，这种光纤一般是多模光纤。返回上一页下一页返回数据通信基础3．光纤下一页返回上一页下一页返回数据通信基础2.5.2无线介质1．无线电短波通信2．地面微波接力通信3．红外线和激光4．卫星通信5．VSAT卫星通信下一页上一页下一页返回数据通信基础1．无线电短波通信在一些电缆光纤难于通过或施工困难的场合，例如，高山、湖泊或岛屿等，即使在城市中挖开马路敷设电缆有时也很不划算，特别是通信距离很远，对通信安全性要求不高，铺设电缆或光纤既昂贵又费时，若利用无线电波等无线传输介质在自由空间传播，就会有较大的机动灵活性，可以轻松实现多种通信，抗自然灾害能力和可靠性也较高。下一页返回上一页下一页返回数据通信基础2．地面微波接力通信无线电数字微波通信系统在长途大容量的数据通信中占有及其重要的地位，其频率范围为300MHz～300GHz。微波通信主要有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。下一页返回上一页下一页返回数据通信基础3．红外线和激光红外线通信和激光通信就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号直接在自由空间中沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。红外线链路由一对发送/接收器组成，这对收发器调制不相干的红外光，收发器必须处于视线范围内，可以安装在屋顶或建筑物内部；对于短距离、中低速率数据传输非常实用。下一页返回上一页下一页返回数据通信基础4．卫星通信卫星通信就是利用位于3万6千公里高空的人造地球同步卫星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信可以克服地面微波通信的距离限制，其最大特点就是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。同步卫星发射出的电磁波可以辐射到地球三分之一以上的表面，只要在地球赤道上空的同步轨道上，等距离地放置3颗卫星，就能基本上实现全球通信。卫星通信的频带比微波接力通信更宽，通信容量更大，信号所受到的干扰较小，误码率也较小，通信比较稳定可靠。下一页返回上一页下一页返回数据通信基础5．VSAT卫星通信VSAT是20世纪80年代末发展起来并于20世纪90年代得到广泛应用的新一代数字卫星通信系统。VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的VSAT小站组成，能单双向传输数据、语音、图像、视频等多媒体综合业务。VSAT具有很多优点，尤其适用于大量分散的业务量较小的用户共享主站，所以许多部门和企业多使用VSAT网来建设内部专用网。VSAT网络组成如图2-20所示。返回上一页下一页返回数据通信基础5．VSAT卫星通信下一页返回