第2章数据通信的基础知识2
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2.3 传输媒体（介质）传输媒体分类有线-磁介质：高带宽、低费用、高延时（小时）●例：7GB/8mm，1000盘/50cm*50cm*50cm，24h可送到任何地方。
●总容量=7*8*1000Gbits，总时间=24*60*60=86400s●传送速率=56000Gb/86400s=648Mbps-金属导体：双绞线、同轴电缆(粗、细)-光纤无线-无线电波（短波）、地面微波、卫星微波、红外线2.3 传输媒体（介质）2.3.1 同轴电缆同轴电缆是由绕同一轴线的两个导体所组成，即内导体（铜芯导线）和外导体(屏蔽层)，外导体的作用是屏蔽电磁干扰和辐射，两导体之间用绝缘材料隔离。
同轴电缆具有较高的带宽和极好的抗干扰特性。
同轴电缆的规格是指电缆粗细程度的度屏蔽层绝缘材料铜芯量（直径:1.02~2.54cm），按射频级测量单位(RG)来度量，铜芯导线越细，RG越高，铜芯导线越粗，RG越低2.3 传输媒体（介质）同轴电缆分类1. 基带同轴电缆一条电缆只用于一个信道，网状铜线屏蔽，特征阻抗为50Ω，用于数字传输，如RG-8（粗缆以太网），RG-58（细缆以太网）。
局域网：50Ω基带同轴电缆，数据传输率10Mbps2. 宽带同轴电缆一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号，铝箔缠绕屏蔽，特征阻抗为75 Ω，用于模拟传输，最高频率300MHz～450MHz，100km，需要放大器，如RG-59（有线电视CATV）基带同轴电缆分为：2.3 传输媒体（介质）细同轴-50 Ω，D=1.02cm ，10Mbps -185m、4中继、5段（925m）-优缺点：价格低安装方便（T型连接器、BNC 接头、终端匹配器）抗干扰能力强距离短可靠性差粗同轴-50 Ω，D=2.54cm ，10Mbps-500m、4中继、5段（2500m）-优缺点：价格稍高安装稍难（收发器、收发器电缆、终端匹配器）抗干扰能力强距离中等可靠性好细同轴电缆和粗同轴电缆都只能用于总线拓扑结构2.3 传输媒体（介质）2.3.2 双绞线双绞线是由两根绞合的绝缘铜线外部包裹屏蔽层和橡胶外皮而构成。
一根电缆中通常包含多对双绞线，线对数量视用途在2对到1800对之间，连接计算机终端的双绞线电缆通常包含2对或4对双绞线。
在局域网中一般也采用双绞线作为传输媒体。
主要用于星形网络拓扑，即以集线器或网络交换机为中心、各网络工作站用一根双绞线与之相连。
双绞线电缆可分为非屏蔽双绞线UTP（Unshielded Twisted Pair）和屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair）。
2.3 传输媒体（介质）1. 非屏蔽双绞线（UTP）：双绞线外没有任何附加屏蔽质量类别（等级）3类（20MHz/10Mbps/令牌环网、10Base-T、100Base-T4）5类（100MHz/155Mbps/100BASE-T）6类（250MHz/1200Mbps/ 100BASE-T、1000BASE-T）2.3 传输媒体（介质）2. 屏蔽双绞线（STP）：以铝箔屏蔽以减少干扰和串扰◆安装比UTP困难，必须配有支持屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术◆价格比UTP高，但低于同轴电缆◆传输速率高，100m内可达到155Mbps，常见速率为16Mbps和100Mbps◆最大使用距离限制在几百米之内计算机网络通讯介质18计算机网络通讯介质计算机网络通讯介质双绞线RJ45接法规则：1（白绿）数据发送+ 2（绿）数据发送—3（白橙）数据接受+ 6（橙）数据接受—4（兰）电源预留+5（白兰）电源预留—7（白棕）音频预留8（棕）音频预留只适应于（10base-T/ 100base-TX ）绞线通讯技术对于1000base-TX绞线通讯技术接法另行规定。
（TIA/EIA 568A标准：线序）双绞线RJ45接法规则：1 （白橙）数据发送+2 （橙）数据发送—3 （白绿）数据接受+ 6 （绿）数据接受—4（兰）电源预留+5（白兰）电源预留—7（白棕）音频预留8（棕）音频预留只适应于（10base-T/ 100base-TX ）绞线通讯技术对于1000base-TX绞线通讯技术接法另行规定。
（TIA/EIA 568B标准：线序）双绞线直通直线：用于不同设备之间互连（交换机-PC）568A-568A双绞线交叉反线：用于同种设备之间互连（PC-PC，交换机-交换机）568A-568B2.3.3 光纤电缆光纤传输原理——利用了光的反射光纤电缆：纤芯-折射率高；玻璃包层-折射率低导光纤维是一种由石英玻璃纤维或塑料制成的，直径很细，能传导光信号的媒体。
玻璃包层又称为覆层，是折射率较低的反光材料。
由于覆层的作用，在纤芯中传输的光信号几乎不会从覆层中折射出去。
这样当光束进入光纤中的纤芯后，可以减少光通过光缆时的损耗，并且在纤芯边缘产生全反射，使光束曲折前进。
玻璃封套塑料外套玻璃内芯塑料外套外壳玻璃封套2.3 传输媒体（介质）光纤分类：根据使用的光源和传输模式，光纤可分为多模光纤MMF和单模光纤SMF-多模光纤采用发光二极管产生可见光作为光源，定向性较差。
当光纤纤芯的直径比光波波长大很多时，由于光束进入纤芯中的角度不同传播路径也不同，这时光束是以多种模式在纤芯内不断反射而向前传播。
多模光纤的传输距离一般在2km以内。
-纤芯/覆层的直径为62.5/125微米。
2.3 传输媒体（介质）-单模光纤采用注入式激光二极管作为光源，激光的定向性强。
-单模光纤的纤芯直径一般为几个光波的波长，当激光束进人玻璃芯中的角度差别很小时，能以单一的模式无反射地沿轴向传播。
单模光纤的传输距离可以达到几十甚至上百公里。
2.3 传输媒体（介质）传输过程：光电转换LED 发送端输入光电转换PIN 接收端输出光纤光信号发送端：将电信号转换成光信号光源发光二极管LED 多模光纤激光二极管LD 单模光纤接收端：将光信号转换成电信号检测器光电二极管PINAPD光载波调制：幅移键控法ASK （亮度调制），有光-1，无光-02.3 传输媒体（介质）光纤的传输特性：-依靠光波承载信息-速率高，通信容量大（仅受光电转换器件的限制），数据传输速率已达2.4Gbps-传输损耗小，衰减率极低，无中继传输距离可达50km以上，主要用于长距离的数据传输和网络的主干线-采用光谱技术，不易受外界的信号干扰，抗干扰性能极好；-本身没有电磁辐射，所以它传输的信号不易被窃听，保密性能好-不易分支，普遍用于点到点的链路2.3 传输媒体（介质）2.3.4 无线介质（大气和外层空间）：无线传输使用电磁波或光波携带信息发送天线所产生的信号带宽比介质的特性更为重要基本方法：定向和全向−定向：信号频率越高越容易聚焦成定向的电磁波；传送和接收天线必须仔细对齐−全向：较低频率传输的信号是全向性的，很多天线都能收到 无需物理连接适用于长距离或不便布线的场合易受干扰、易被侦听2.3 传输媒体（介质）1.地面微波◆在有线线路昂贵或地理条件不允许的情况下适用；◆频率范围2GHz ~ 40GHz地球地面站之间的直视线路微波传送塔2.3 传输媒体（介质）当中间不存在障碍物时，天线之间的最大距离依从公式地球地面站之间的直视线路微波传送塔7.14d Khd ：天线之间距离（单位km ）；h ：天线高度（单位m ）；K ：调整因子（据经验K ＝4/3）2.3 传输媒体（介质）地面微波的应用——完成远距离远程通信服务（作用类似于同轴电缆和光纤电缆）：远程通信——电视传输楼宇间建立短距离的点到点通信——闭路电视或无线局域网 旁路使用——绕过地方电话局直接连接长途电信系统常用频带：电信系统 4 GHz ～6 GHz有线电视系统12 GHz短距离的点到点通信22 GHz2.3 传输媒体（介质）地面微波的优点：微波波段频率很高，其频段范围也很宽(2GHz ~ 40GHz)，因此其通信信道的容量很大。
与相同容量和长度的电缆载波通信比较，地面微波通信建设投资少，见效快。
2.3 传输媒体（介质）地面微波的缺点：相邻站之间必须直视，不能有障碍物（”视距通信”）。
有时一个天线发射出的信号也会分成几条略有差别的路径到达接收天线，容易造成信号失真。
通过地球表面的大气传播，易受到建筑物或天气的影响。
与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差。
两个地面站之间传送，距离为10 -100 km，对大量中继站的使用和维护要耗费一定的人力和物力。
2.3 传输媒体（介质）2. 卫星微波卫星地球表面卫星发送多点接收多点接收经卫星微波的点到点链路经卫星微波的广播通信链路2.3 传输媒体（介质）地球同步卫星♦从技术角度上讲，只要在地球赤道上空的同步轨道上，等距离地放置三颗相隔120度的卫星，就能基本上实现全球的通信。
♦为了避免产生干扰，卫星之间的相隔不能小于2度（地面上测得的角位移），因此，整个赤道上35,784公里地球空只能放置180个同步卫星。
◆一个典型的卫星通常拥有12～20个转发器。
每个转发器的频带宽度为36MHz或72MHz。
2.3 传输媒体（介质）地球地面站地面站重要应用：电视传播、长途电话传输、专用商业网络 优点：通信距离远，在电波覆盖范围内，任何一处都可以通信，且通信费用与通信距离无关；受陆地灾害影响小,可靠性高；易于实现广播通信和多址通信缺点：通信费用高；延时较大；10GHz 以上衰减较大；易受太阳噪声的干扰。
♦C 波段4/6 GHz下行3.7～4.2 GHz上行5.925～6.425 GHz◆KU 波段11/14 GHz下行11.7～12.2 GHz上行14～14.5 GHz2.3 传输媒体（介质）3.红外线光波传输−在短距离内连接两个通信设备；−收发机置于可视线内并对准；−可直接传递或通过浅色表面反射传递信息。
特点：−用于短距离通信，如电视、录象机等的遥控；−抗干扰能力强，安全保密性好；−无频率分配问题；缺点：不能穿透固体，不能穿透雨和浓雾，易受天气影响；传输媒体速率传输距离抗干扰性价格应用示例双绞线模拟300-3400Hz；数字10-100Mbps模拟10km数字500m可以低模拟传输数字传输用户环线LAN50Ω同轴电缆10M 1公里内较好略高于TP 基带数字信号LAN75Ω同轴电缆300-450MHz 100公里较好较高模拟传输，可分多信道混合传输电视、数据及CD音频CATV光纤100M-几千Mbps20公里以上很好较高远距离传输长话线路，主干网短波几十-几百bps 全球一般，通信质量差较低远程低速通信广播地面微波接力2-40GHz 几百公里很好低于同容量和长度的电缆远程通信电视卫星4~14GHz 一万八千多公里很好费用与距离无关远程通信电视、电话、数据2.3.5 常用传输媒体的比较2.4 数据编码信源产生的数据分为模拟数据与数字数据；通信信道分为模拟信道和数字信道。
