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物理层下的传输介质

2015-3-22 07:46| 编辑:电工学习网| 查看: 17588| 评论: 0

传输介质是指通信中实际传送信息的载体,通常可以分为有线和无线两类。
1、有线传输介质
有线传输介质传输信号的性能较好,成本低,易安装和维护,主要适用于短距离通信和架设电缆比较容易的场合。
1.双绞线TP(Twist Pair-wire)
组成:为减少信号间的串扰,由两根互相绝缘的铜导线按照一定的密度互相扭绞在一起。
传输特性:模拟传输每隔5-6公里需加放大器将衰减了的信号放大到合适的量级;数字传输每隔2-3公里需加中继器(转发器)
对失真了的信号进行整形。
特点:成本低、易维护和安装,带宽较宽,通
信距离通常为几到几十公里,速率达100-155Mbps。
适用:电话系统、微机局域网。

2.同轴电缆(Coaxial Cable)
组成:按同轴形式的一个线对构成。
分类:按照同轴电缆的直径大小可将其分为粗缆适用于较大型的局域网,标准距离长,可靠性高,总体造价高,安装难度大,但不必切断电缆。

细缆造价低,且安装相对简单,但要切开电缆。
传输特性:按照特性阻抗数值的不同可以分为
50Ω基带同轴电缆,传输离散的数字信号,可以将10Mbps速率的基带数字
信号传送1Km-1.2Km,广泛应用于局域网中。
75Ω宽带同轴电缆,用于模拟传输系统(也可以传输数字信号,传输时需
进行数模-模数的转换),可用FDM技术传输多路信号,覆盖范围广泛,
远距离传输需用放大器,是有线电视系统中的标准传输电缆。
因放大器只能单向工作,因此模拟传输系统又可分为双缆系统和单缆系统

特点:与双绞线相比,成本较高,安装较复杂;频带较宽,数据速率较高,
传输距离较大,抗干扰能力较强,是用途广泛的传输介质。
适用:高速、高频通信(如长距离的电话、电报、有线电视系统和短距离系统连接的通信线路以及局域网中)。
3.光纤(fiber)
组成:光导纤维(Optical Fiber)简称光纤,由能传导光波的石英玻璃纤维外加低折射率的保护层组成。
传输特性:利用光导纤维传递光脉冲来进行的,有光信号为1,无光信号为0,光信号在光

纤中进行全反射。
光传输系统一般由光源、光纤线路和光探测器组成。
光源:采用发光二极管或半导体激光器,在电信号脉冲作用下产生出光脉冲;
光纤线路:光脉冲在光纤线路上传送;
光探测器:利用光电二极管做成光探测器,将检测出的光脉冲还原成电脉冲信号。
光纤的两种基本传输模式:
多模方式:可以存在多条满足全反射的入射角不同的光线在同一条光纤中传输;芯的直径约为50-100μm,
光源可以使用普通的发光二极管,数据传输速率受限制。
单模方式:当光纤的直径减少到一个光的波长左右时,光纤像波导那样使光线一直向前传播而没有折射;
芯的直径约为8-10μm,用价格较贵的半导体激光器做光源,衰耗小,效率高,传输距离长。
特点:传输频带宽、损耗小、中继距离长、无串音干扰、高保密性、抗雷电和抗电磁干扰性能好且质量轻、体积小。
适用:光纤既可以用于局域网也可以用于广域网。

光纤的连接方法有三种:
将断点接入连接头,然后插入连接插座(损耗10%-20%的光,但重新配置系统较容易);
用机械方法将切割好的光纤钳起来(光的损失大约为10%);
使用融合的方法将光纤的断点处融合在一起(光的损耗最小,连接好的光纤和单根光纤差不多)。
三种方法的结合处都有反射,且反射的能量会和信号交互作用!
绕过这种问题的方法是采用环网。

2、无线传输介质
无线传输介质(又称为视线媒体)用自由空间作为传输介质来进行数据通信
特点:信号沿直线传播。
适用:架设或铺埋电缆或光缆较困难的地方,广泛应用于电话领域构成的蜂窝式无线电话网。
分类:红外通信、激光通信和微波通信(微波通信又主要有两种方式:地面微波接力通信和卫星通信)。
1.地面微波接力通信
原理:长距离传输时每隔一段距离就需架中继站,将前一信号放大向后传。
适用:微波接力通信可传输电话、电报、图像、数据等信息。
优点:频带宽、通信容量大、传输质量高、可靠性较好、投资少、见效快、灵活等。
缺点:相邻站间必须直视,不能有障碍物;受气候干扰较大、保密性差、中继站的使用与维护问题等。

2.卫星通信
原理:用位于36000Km高空的人造同步通信卫星作中继器的一种微波接力通信。
特点:通信距离远、费用与距离远近无关;具有较大的传输延迟,且传输延迟相对确定。
优点:频带很宽,通信容量大,信号受干扰小,通信比较稳定。
缺点:保密性较差,造价较高。
适用:广播电视通信。

3.红外线与毫米波
特点:具有一定的方向性。
优点:价格便宜,易制造,有良好的安全性,不易被窃听或截取。
缺点:不能穿透坚硬的物体。
适用:被广泛应用于短距离通信,红外线成为室内无线网的主要选择对象。

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