第一章-傳輸介質(zhì)課件

第一章傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路局域網(wǎng)中常用的介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纖。另外，通過大氣進(jìn)行各種形式的電磁傳播，如微波、紅外線和激光。1.1常用電纜雙絞線1.1.1雙絞線簡介

雙絞線(TwistedPair，簡稱TP)由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線組成，把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起。每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射出來的電磁波會被另一根導(dǎo)線上發(fā)出的電磁波抵消，減少信號干擾。

雙絞線分類非屏蔽雙絞線（UnshieldedTwistedPair，UTP，也稱無屏蔽雙絞線)：兩對互相纏繞著的電纜，每一對線路之間都有絕緣。屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP）：包含了兩對互相纏繞著的電纜，每一對線上都有保護(hù)層包圍，而且在這兩對上分別有保護(hù)層雙絞線外觀非屏蔽雙絞線電纜的優(yōu)點(diǎn)無屏蔽外套、直徑小、節(jié)省所占用的空間；質(zhì)量小、易彎曲、易安裝；串?dāng)_影響小；具有阻燃性；具有獨(dú)立性和靈活性，適用于結(jié)構(gòu)化綜合布線；價格較低。

屏蔽雙絞線的優(yōu)點(diǎn)更好的信號傳輸能力更抗干擾傳送數(shù)據(jù)更可靠但是屏蔽雙絞線的價格相對要高一些1.1.2雙絞線規(guī)格型號第1類：主要用于傳輸話音，不用于數(shù)據(jù)傳輸。第2類：傳輸頻率為1MHz，用于話音傳輸和最高傳輸速率為4Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸,常見于使用4Mb/s規(guī)范令牌傳遞協(xié)議的舊的令牌網(wǎng)；第3類：傳輸頻率為16MHz，用于話音傳輸及最高傳輸速率為10Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于10BASE-T。第4類：該類電纜的傳輸頻率為20MHz，用于話音傳輸和最高傳輸速率16Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于基于令牌的局域網(wǎng)和10BA5E-T/100BA5E-TE第5類：該類電纜增加了繞線密度，外套一種高質(zhì)量的絕緣材料，傳輸頻率為100MHz，用于話音傳輸和最高傳輸速率為100Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于100BASE-T和l0BASE-T網(wǎng)絡(luò)，是最常用的以太網(wǎng)電纜。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線使用第3、4、5類

按傳輸電氣特性分類100?電纜雙體電纜大對數(shù)電纜150?屏蔽電纜最常用的電纜類別3類UTP電纜支持帶寬要求高達(dá)16MHz的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域包括數(shù)字和模擬語音、10Base-T以太網(wǎng)、4Mbps令牌環(huán)、100Base-T4快速以太網(wǎng)、100VG-AnyLAN、ISDN和ADSL等對于大多數(shù)的數(shù)字語音應(yīng)用來說，3類電纜是傳輸介質(zhì)方面的最低要求4類UTP電纜沒有獲得廣泛的支持它用于支持工作頻率高達(dá)20MHz的應(yīng)用，但其價格昂貴，和5類UTP電纜相當(dāng)，當(dāng)然人們都選擇5類電纜了，因為他能支持更高速的應(yīng)用。

1.1.3雙絞線性能指標(biāo)衰減沿鏈路的信號損失度量。隨著線纜長度的增加，信號衰減也隨之增加。衰減隨頻率而變化，應(yīng)測量應(yīng)用范圍內(nèi)的全部頻率上的衰減。近端串繞（NEXT）近端串?dāng)_損耗是測量一條UTP鏈路中從一對線到另一對線的信號耦合。對于UTP鏈路，NEXT是一個關(guān)鍵的性能指標(biāo)．也是最難精確測量的一個指標(biāo)。隨著信號頻率的增加，其測量難度將加大。

直流電阻直流環(huán)路電阻會消耗一部分信號，并將其轉(zhuǎn)變成熱量。它是指一對導(dǎo)線電阻的和特性阻抗特性阻抗包括電阻及頻率為1MHz~100MHz的電感阻抗及電容阻抗，它與一對電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關(guān)

衰減串?dāng)_比(ACR)ACR有時也以信噪比(SNR)表示，它由最差的衰減量與NEXT量值的差值計算。ACR值較大，表示抗干擾的能力更強(qiáng)電纜特性信噪比是在考慮到干擾信號的情況下，對數(shù)據(jù)信號強(qiáng)度的一個度量。如果信噪比過低，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號在被接收時，接收器不能分辨數(shù)據(jù)信號和噪聲信號，最終引起數(shù)據(jù)錯誤光纖的分類按光在光纖中的傳輸模式分類單模光纖：在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸。多模光纖：在給定的工作波長上能以多個模式同時傳輸。按折射率分布情況分類跳變式光纖：纖芯和保護(hù)層的折射率都是常數(shù)，在纖芯和保護(hù)層的交界面折射率呈階梯型變化。漸變式光纖：纖芯到玻璃包層的折射率是隨著半徑的增加而按一定規(guī)律逐漸變小的。按最佳傳輸頻率窗口分類1310光纖1550光纖單模多模用于高速度、長距離用于低速度、短距離成本高成本低窄芯線，需要激光源寬芯線，聚光好耗散極小，高效耗散大，低效1.2光纖及傳輸特性1.2.1光纖及光纜簡介光纖結(jié)構(gòu)：光纖裸纖一般分為三層，中心為高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm)，中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm)，最外面是加強(qiáng)用的樹脂涂層。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只有在某個角度范圍內(nèi)入射的光才可以全部傳輸，這個角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同。光纖的數(shù)值孔徑大對于光纖的對接是有利的。光導(dǎo)纖維是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的媒質(zhì)。光導(dǎo)纖維電纜由一捆光纖組成，簡稱為光纜。

光纜優(yōu)點(diǎn)：頻帶較寬電磁絕緣性能好衰減較小中繼器的間隔距離較大

1.2.2光纖通信系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成光纖通信系統(tǒng)是以光波為載體、光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的通信方式，起主導(dǎo)作用的是光源、光纖、光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)。優(yōu)點(diǎn)傳輸頻帶寬、通信容量大，短距離時達(dá)幾千兆的傳輸速率；線路損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)；抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣；線徑細(xì)、質(zhì)量?。豢够瘜W(xué)腐蝕能力強(qiáng)；光纖制造資源豐富。1.3無線傳輸介質(zhì)1.3.1無線網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)就是利用無線介質(zhì)作為信號的傳輸介質(zhì)。無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

無中心（對等式）拓?fù)洌壕W(wǎng)中任意兩個站點(diǎn)均可直接通信。網(wǎng)絡(luò)抗毀性好、建網(wǎng)容易、且費(fèi)用較低；但網(wǎng)中用戶數(shù)(站點(diǎn)數(shù))過多時的信道競爭、為滿足任意兩個站點(diǎn)直接通信使網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)布局受環(huán)境限制較大。適用于用戶數(shù)相對較少的工作群。

有中心拓?fù)洌阂笠粋€無線站點(diǎn)充當(dāng)中心站，所有站點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)的訪問均由其控制。由于每個站點(diǎn)只要在中心站覆蓋范圍內(nèi)就可以與其他站點(diǎn)通信。

網(wǎng)絡(luò)接口

通常網(wǎng)絡(luò)接口可以選擇在OSI參考模型的物理層或數(shù)據(jù)鏈路層，目前，大部分無線局域網(wǎng)廠商都采用數(shù)據(jù)鏈路層接口方法。

對移動計算網(wǎng)絡(luò)的支持

在無線局城網(wǎng)發(fā)展的初期階段，無線局域網(wǎng)的最大特征是用無線媒介替代纜線，這樣可省去布線，網(wǎng)絡(luò)安裝簡便

1.3.2無線傳輸介質(zhì)無線電波：網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備之間通過天線來發(fā)送和接收無線電波實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，稱之為射頻傳輸，射頻對應(yīng)的無線電被不能隨地球表面彎曲傳輸，但可以通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)播傳輸，可以同時實現(xiàn)多路通信。微波：可以向某個固定方向傳輸、并且其帶寬要大很多，不能進(jìn)入金屬結(jié)構(gòu)。紅外線：頻率接近于可見光的頻率，常用于小范圍的信號傳輸，不需要天線，使用時要求發(fā)射器直接對準(zhǔn)接收器。激光：只能向一個固定方向傳播，它不能穿過金屬、植物、雪、霧

1.4數(shù)據(jù)傳輸中的幾個術(shù)語1.4.1信道傳輸速率

信道傳輸速率的單位是位/秒，可用bps、Kbps、Mbps表示。調(diào)制速率：在模擬通道中傳輸數(shù)字信號時常常使用調(diào)制解調(diào)器，在調(diào)制器的輸出端輸出的是被數(shù)字信號調(diào)制的載波信號，因此自調(diào)制器的輸出至解調(diào)器的輸入的信號速率取決于載波信號的頻率。數(shù)據(jù)速率：數(shù)據(jù)速率是指信源入/出口處每秒鐘傳送的二進(jìn)制脈沖的數(shù)目，用bps表示。碼元速率(RB)：它是指每秒傳送的碼元數(shù).單位為“波特(Baud)”。信息速率(Rb)：它是指每秒傳送的信息量。單位為“比特/秒”。由于二進(jìn)制信號中每個碼元包含—個比特的信息，所以碼元速率和信息速率在數(shù)值上相等。但對于M進(jìn)制信號，信息速率大干碼元速率，兩者的關(guān)系是Rb=RB㏒2M。報文速率(Rm)：是指單位時間內(nèi)所傳送報文的數(shù)量。單位為“字符/秒”(bit/s)。

1.4.2通信方式當(dāng)數(shù)據(jù)通信在點(diǎn)點(diǎn)間進(jìn)行時，按照信息的傳送方向，其通信方式有3種：單工通信式方式：是單方向傳輸數(shù)據(jù)，不能反向傳輸。半雙工通信方式：既可單方向傳輸數(shù)據(jù)，也可以反方向傳輸，但不能同時進(jìn)行。全雙工通信方式：可以在兩個不同的方向同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。1.4.3傳輸方式

數(shù)據(jù)在信道上按時間傳送的方式稱為傳輸方式。串行傳輸方式：當(dāng)按時間順序一個碼元接著一個碼元地在信道上傳輸時，一般數(shù)據(jù)通信都采用這種方式。串行傳輸方式只需要一條通道，在遠(yuǎn)距離通信時其優(yōu)點(diǎn)尤為突出。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是串行方式傳輸?shù)摹?/p>

并行傳輸方式：將一組數(shù)組一并由通信同時送到對方，這時就需要多個通路。1.4.4基帶傳輸所謂基帶傳輸是指信道上傳輸沒有經(jīng)過調(diào)制的數(shù)字信號。基帶傳輸通常使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，不需要調(diào)制解調(diào)器，其成本低。但傳輸?shù)淖畲缶嚯x只有五六千米，信號容易發(fā)生畸變和延遲?；鶐鬏斢?種方式：單極性脈沖雙極性脈沖單極性歸零脈沖多電平脈沖1.4.5寬帶傳輸

利用基帶信號對載波波形的某些參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，從而得到易于在信道中傳輸?shù)谋徽{(diào)波形。載波通常采用正弦波，而正弦波有三個能攜帶信息的參數(shù)，即幅度、頻率和相位頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)時分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)。

基帶傳輸和寬帶傳輸比較基帶傳輸寬帶傳輸傳輸數(shù)字信號傳輸模擬信號（需用調(diào)制解調(diào)器）占用整個頻段采用頻分復(fù)用（FDM）雙向傳輸可單向傳輸總線型結(jié)構(gòu)總線型或樹形結(jié)構(gòu)幾千米范圍幾十千米范圍1