物理層下的傳輸介質(zhì)

發(fā)布時間:2023-09-13
傳輸介質(zhì)是指通信中實際傳送信息的載體,通常可以分為有線和無線兩類。
1、有線傳輸介質(zhì)
有線傳輸介質(zhì)傳輸信號的性能較好,成本低,易安裝和維護,主要適用于短距離通信和架設電纜比較容易的場合。
1.雙絞線tp(twist pair-wire)
組成:為減少信號間的串擾,由兩根互相絕緣的銅導線按照一定的密度互相扭絞在一起。
傳輸特性:模擬傳輸每隔5-6公里需加放大器將衰減了的信號放大到合適的量級;數(shù)字傳輸每隔2-3公里需加中繼器(轉(zhuǎn)發(fā)器)
對失真了的信號進行整形。
特點:成本低、易維護和安裝,帶寬較寬,通
信距離通常為幾到幾十公里,速率達100-155mbps。
適用:電話系統(tǒng)、微機局域網(wǎng)。
2.同軸電纜(coaxial cable)
組成:按同軸形式的一個線對構成。
分類:按照同軸電纜的直徑大小可將其分為粗纜適用于較大型的局域網(wǎng),標準距離長,可靠性高,總體造價高,安裝難度大,但不必切斷電纜。
細纜造價低,且安裝相對簡單,但要切開電纜。
傳輸特性:按照特性阻抗數(shù)值的不同可以分為
50ω基帶同軸電纜,傳輸離散的數(shù)字信號,可以將10mbps速率的基帶數(shù)字
信號傳送1km-1.2km,廣泛應用于局域網(wǎng)中。
75ω寬帶同軸電纜,用于模擬傳輸系統(tǒng)(也可以傳輸數(shù)字信號,傳輸時需
進行數(shù)模-模數(shù)的轉(zhuǎn)換),可用fdm技術傳輸多路信號,覆蓋范圍廣泛,
遠距離傳輸需用放大器,是有線電視系統(tǒng)中的標準傳輸電纜。
因放大器只能單向工作,因此模擬傳輸系統(tǒng)又可分為雙纜系統(tǒng)和單纜系統(tǒng)
特點:與雙絞線相比,成本較高,安裝較復雜;頻帶較寬,數(shù)據(jù)速率較高,
傳輸距離較大,抗干擾能力較強,是用途廣泛的傳輸介質(zhì)。
適用:高速、高頻通信(如長距離的電話、電報、有線電視系統(tǒng)和短距離系統(tǒng)連接的通信線路以及局域網(wǎng)中)。
3.光纖(fiber)
組成:光導纖維(optical fiber)簡稱光纖,由能傳導光波的石英玻璃纖維外加低折射率的保護層組成。
傳輸特性:利用光導纖維傳遞光脈沖來進行的,有光信號為1,無光信號為0,光信號在光
纖中進行全反射。
光傳輸系統(tǒng)一般由光源、光纖線路和光探測器組成。
光源:采用發(fā)光二極管或半導體激光器,在電信號脈沖作用下產(chǎn)生出光脈沖;
光纖線路:光脈沖在光纖線路上傳送;
光探測器:利用光電二極管做成光探測器,將檢測出的光脈沖還原成電脈沖信號。
光纖的兩種基本傳輸模式:
多模方式:可以存在多條滿足全反射的入射角不同的光線在同一條光纖中傳輸;芯的直徑約為50-100μm,
光源可以使用普通的發(fā)光二極管,數(shù)據(jù)傳輸速率受限制。
單模方式:當光纖的直徑減少到一個光的波長左右時,光纖像波導那樣使光線一直向前傳播而沒有折射;
芯的直徑約為8-10μm,用價格較貴的半導體激光器做光源,衰耗小,效率高,傳輸距離長。
特點:傳輸頻帶寬、損耗小、中繼距離長、無串音干擾、高保密性、抗雷電和抗電磁干擾性能好且質(zhì)量輕、體積小。
適用:光纖既可以用于局域網(wǎng)也可以用于廣域網(wǎng)。
光纖的連接方法有三種:
將斷點接入連接頭,然后插入連接插座(損耗10%-20%的光,但重新配置系統(tǒng)較容易);
用機械方法將切割好的光纖鉗起來(光的損失大約為10%);
使用融合的方法將光纖的斷點處融合在一起(光的損耗最小,連接好的光纖和單根光纖差不多)。
三種方法的結合處都有反射,且反射的能量會和信號交互作用!
繞過這種問題的方法是采用環(huán)網(wǎng)。
2、無線傳輸介質(zhì)
無線傳輸介質(zhì)(又稱為視線媒體)用自由空間作為傳輸介質(zhì)來進行數(shù)據(jù)通信。
特點:信號沿直線傳播。
適用:架設或鋪埋電纜或光纜較困難的地方,廣泛應用于電話領域構成的蜂窩式無線電話網(wǎng)。
分類:紅外通信、激光通信和微波通信(微波通信又主要有兩種方式:地面微波接力通信和衛(wèi)星通信)。
1.地面微波接力通信
原理:長距離傳輸時每隔一段距離就需架中繼站,將前一信號放大向后傳。
適用:微波接力通信可傳輸電話、電報、圖像、數(shù)據(jù)等信息。
優(yōu)點:頻帶寬、通信容量大、傳輸質(zhì)量高、可靠性較好、投資少、見效快、靈活等。
缺點:相鄰站間必須直視,不能有障礙物;受氣候干擾較大、保密性差、中繼站的使用與維護問題等。
2.衛(wèi)星通信
原理:用位于36000km高空的人造同步通信衛(wèi)星作中繼器的一種微波接力通信。
特點:通信距離遠、費用與距離遠近無關;具有較大的傳輸延遲,且傳輸延遲相對確定。
優(yōu)點:頻帶很寬,通信容量大,信號受干擾小,通信比較穩(wěn)定。
缺點:保密性較差,造價較高。
適用:廣播電視通信。
3.紅外線與毫米波
特點:具有一定的方向性。
優(yōu)點:價格便宜,易制造,有良好的安全性,不易被竊聽或截取。
缺點:不能穿透堅硬的物體。
適用:被廣泛應用于短距離通信,紅外線成為室內(nèi)無線網(wǎng)的主要選擇對象。
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