1.2.2傳輸介質

  數據通信系統中可以使用各種傳輸介質來組成物理信道，由于傳輸介質特性的不同，應 用場合也不同。下面簡要介紹幾種常用的傳輸介質及其特點。

  1.雙絞線

  雙絞線由互相絕緣的一對銅導線扭絞在一起組成：均勻的扭絞可以減少線對之間的電磁干擾，雙絞線適用于短距離傳輸。

  雙絞線分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線。非屏蔽雙絞線由不同顏色的4對雙絞線組成。 屏蔽雙絞線的外層有鋁箔包裹著，需要支持屏蔽功能的特殊連接器和適當的安裝技術，但是 傳輸速率比相應的非屏蔽雙絞線高。

  由于雙絞線價格便宜，安裝容易，適用于結構化綜合布線，所以得到了廣泛使用。通常 在局域網中使用的非屏蔽雙絞線的傳輸速率是10Mbit/s和100Mbit/s,隨著網卡技術的發展，當短距離應用時，傳輸速率可以達到1 OOOMbit/s.

  2.同軸電纜

  同軸電纜的芯線為銅質導線，外包一層絕緣材料，再外面是由細銅絲組成的網狀導體， 最外面加一層塑料外皮，芯線與網狀導體同軸，故名同軸電纜。同軸電纜的這種結構，使它具有高帶寬和較好的抗電磁干擾性能。

  在局域網中常用的同軸電纜有兩種。一種是特性阻抗為50Ω的同軸電纜，用于數字傳輸。這種間軸電纜又分為粗纜和細纜，粗纜適用于大型局域網，它的傳輸距離長，可靠性高，安 裝時不需要切斷電纜，用夾板裝置夾在計算機需要連接的位置。但粗纜必須安裝外收發器， 安裝難度大，總體造價高。細纜容易安裝，造價低，但安裝時需要切斷電纜，裝上BNC接頭，再連接在T型連接器兩端。50Ω同軸電纜多用于基帶傳輸，所以此種電纜也叫基帶同軸電纜。由于在傳輸過程中基帶信號容易發生畸變和衰減，所以傳輸距離不能很長。

  另一種同軸電纜是特性阻抗為75Ω的CATV電纜，用于傳輸模擬信號，這種電纜也叫寬 帶同軸電纜。這里的寬帶是泛指模擬傳輸的電纜網絡。對于帶寬為400MHz的同軸電纜，典型的數據速率為100-150Mbit/s.也可以采用頻分多路技術（FDM），把整個帶寬劃分為多 個獨立的信道，分別傳輸數據、語音和視頻信號，實現多種通信業務。這種傳輸方式稱為綜 合傳輸，適合于在辦公自動化環境中應用。

  3.光纖

  光纖由能傳送光波的純石英玻璃制成。光纖由纖芯、包層和涂覆層構成，包層的折射率 略低于纖芯，進入光纖的光波在纖芯與包層的界面上形成全反射，從而不斷地向前傳播。

  光纖信道中的光源可以是發光二極管（LED）和注入式激光二極管（LD）。這兩種器件 在有電流通過時都能發出光脈沖，光脈沖通過光纖傳播到達接收端。接收端有一個光檢測 器--光電二極管，它遇光時產生電信號，這樣就形成了一個單向的光傳輸系統。

  光波在光纖中以多種傳播模式傳播，不同的傳播模式有不同的電磁場分布和不同的傳播 路徑，這樣的光纖叫多模光纖。光波在光纖中以什么模式傳播，與纖芯和包層的相對折射率、 纖芯的直徑以及工作波長有關。如果纖芯的直徑小到與光波波長處于同一數量級時，則光纖 就成為光波導，光波在其中無反射地沿直線傳播，這種光纖叫單模光纖。通常在遠距離傳輸 中使用單模光纖。

  光纖作為傳輸介質，其優點是很多的。首先，它具有很高的數據速率、極寬的頻帶、低 誤碼率和低延遲。典型數據傳輸速率是100Mbit/S,甚至可達丨OOOMbit/s,而誤碼率比同軸電 纜可低兩個數量級，只有10負9次方。其次，光傳輸不受電磁干擾，安全性和保密性能好。最后，光纖重量輕、體積小、鋪設容易。

  4.無線信道

  由雙絞線、同軸電纜和光纖等傳輸介質組成的信道可稱為有線信道。無線信道是通過空 間傳播信號，包括微波、紅外線和短波信道。

  微波通信系統可分為地面微波系統和衛星微波系統，兩者的功能相似，但通信能力有很 大差別。地面微波系統有在視距范圍內的兩個互相對準方向的拋物面天線，長距離通信則需 要多個中繼站組成微波中繼鏈路。在計算機網絡中使用地面微波系統可以擴展有線信道的連 通范圍，例如在大樓頂上安裝微波天線，使得兩個大樓中的局域網互相連通，這可能比挖地 溝埋電纜花費更少。

  通信衛星可看作是懸在太空中的微波中繼站。衛星上的轉發器把波束對準地球上的一定 區域，在此區域中的衛星地面站之間就可通信。地面站以一定的頻段（稱為上行頻段）向衛 星發送信息，衛星上的轉發器將接收到的信號放大并變換到另一個頻段（稱為下行頻段）上 發回地面接收站。這樣的衛星通信系統可以在一定的區域內組成廣播式通信網絡，特別適合 于海上、空中、礦山、油田等經常移動的工作環境^衛星傳輸運營商可以將衛星信道劃分成 許多子信道出租給商業用戶，用戶安裝甚小孔徑終端系統組成衛星專用網，地面上的集中站 作為收發中心與用戶交換信息。微波通信的頻段為吉兆段的低端，一般是1-11GHz,因而它具有帶寬高、容童大的特 點。由于使用了高頻率。因此可使用小型天線，便于安裝和移動。不過微波信號容易受到電 磁干擾，地面微波通信也會造成相互之間的干擾，大氣層中的雨雪會大量吸收微波信號，當 長距離傳輸時會使得信號衰減以致無法接收。另外，通信衛星為了保持與地球自轉的同步， 一般停在35800km的高空。這樣長的距離會造成大約240-280ms的時延，在利用衛星信道 組網時，長時延是必須考慮的因素。

  紅外線傳輸系統利用墻壁或屋頂反射紅外線從而形成整個房間內的廣播通信系統。 這種系統使用紅外線光發射器和接收器，如用于電視機的遙控裝置。紅外線通信的設備 相對便宜，可獲得高的帶寬。其缺點是傳輸距離有限，且易受室內空氣狀態（如煙霧等）的影響。

  無線電短波通信早已用在計算機網絡中了，己經建成的無線通信局域網使用了甚高頻 VHF（30300MHz）和超高頻（3-3GHz）的電視廣播頻段，這個頻段的電磁波是以直線方式在視距范圍內傳播的，所以用作局部地區的通信是很適宜的。特別適合于由微機工作站組 成的資源分布系統，在不便于建設有線通信線路的地方可以快速建成計算機網絡。短波通信 設備比較便宜，便于移動，沒有像地面微波站那樣的方向性，加上中繼站可以傳送很遠的距 離。缺點是易受電磁干擾和地形地貌的影響，且其帶寬比微波通信的要小。

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