chap2 传输介质1.ppt

第2章 传输介质,传输介质- 传输介质的基本功能是携带数据信息。 信息在不同的介质中传输时衰减速度不同。 传输介质有许多类型的，典型的有：同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光缆等。,影响传输介质选用的指标有： 传输距离 成本 安装的难易 容量 抗干扰能力,2.1 传输介质的分类,2.1.1 双绞线 双绞线（TP, twisted pairwire）-由两根具有绝缘保护 层的铜导线组成. 双绞线主要是用来传输模拟声音信息的,但同样适用于 数字信号的传输,特别适用于较短距离的信息传输。在传 输期间,信号的衰减比较大,并且产生波形畸变。 1绞合的目的：减少电磁干扰，提高传输质量。,双绞线（Twisted-pair cable）,双绞线,-螺旋绞合的双导线，1mm -每根4对、25对、1800对 -典型连接距离100m（LAN） -RJ45插座、插头 -优缺点： 成本低 组装密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离短,双绞线有两种类型 ：,非屏蔽双绞线（UTPUnshielded twisted-pair cable）：共有8根电缆。8根电缆外都有绝缘材料将其绝缘开来。,非屏蔽双绞线通常使用RJ-45连接器（RJ-45 Connector）来连接到计算机上。非屏蔽双绞线的传输距离可达100米。,屏蔽双绞线（STPShielded twisted-pair cable） ：是在每一对双绞线外加了一层金属屏蔽保护膜。在四对双绞线的外面又加了一层金属屏蔽保护膜。,屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线 (UTP),以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音,双绞线外无任何屏蔽层,常用的双绞线为3类(16Mbit/s) 和5类(155Mbit/s)两种,双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。计算机网络综 合布线使用第三、四、五类。这五种型号如下： 1)第一类：主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年 代初之前的电话线缆），不用于数据传输。 2)第二类：传输频率为1MHz，用于语音传输和最高传输 速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协 议的旧的令牌网。 3)第三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆 。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速 率为10Mbps的数据传输，主要用于10base-T。 4)第四类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和 最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局 域网和10base-T/100base-T。 5)第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝 缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率 为100Mbps的数据传输，主要用于100base-T和10base-T网 络，这是最常用的以太网电缆。,2.1.2 同轴电缆,特性：屏蔽性能好，抗干扰能力强。 分类： 粗缆：适宜于大型局域网、距离长，可靠性高。在两端必须安装收、发器。 细缆：适宜以太网，廉价，安装简单。,同轴电缆 同轴电缆共有四层。最里面的为铜导线，是用来传输电信号的。向外为塑料绝缘层，用来将铜导线和屏蔽铜网分割开来。再向外为屏蔽铜网，是用来为内层铜导线屏蔽电磁干扰。最外为保护套，符合相应的消防规则和建筑要求。,同轴电缆外观,同轴电缆结构示意图,同轴电缆 基带同轴电缆 阻抗50，用于数字传输 宽带同轴电缆 阻抗75 ，用于模拟传输，主要用于CATV,铜芯,绝缘层,外导体屏蔽层,保护套,最常用的同轴电缆有下列几种: RG-8或RG-11 50 RG-58 50 RG-59 75 RG-62 93 计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网 细缆。RG-59 用于电视系统。RG-62 用于ARCnet网络和 IBM3270网络。,2.1.3 光纤（Optical fiber）,光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。 光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是 光传播的玻璃芯。它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护 层。,光纤分类,传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。 单膜光纤：光纤的直径只有一个光的波长，光线在传输时一直向前传输，不会有多次反射。价格贵，性能好。采用激光二极管LD作为光源。 多膜光纤：许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输的光纤。成本低，性能较单模稍差。采用发光二极管LD作为光源。,光缆外观图,光缆结构示意图,光导纤维电缆由一捆纤维组成,简称为光缆。光缆是数据传输 中最有效的一种传输介质,它有以下几个优点: (1)频带较宽。 (2)电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受 外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号,因此它适用于 长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。当然,抽头困难是 它固有的难题,因为割开的光缆需要再生和重发信号。 (3)衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号是一个常数。 (4)中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目, 可降低成本。根据贝尔实验室的测试,当数据的传输速率为 420Mbps且距离为119公里无中继器时,其误码率为108,可见其 传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个 中继器。,在使用光缆互联多个小型机的应用中,必须考虑光纤的 单向特性,如果要进行双向通信,那么就应使用双股光纤。由于要对不同频率的光进行多路传输和多路选择,因此 在通信器件市场上又出现了光学多路转换器。 在普通计算机网络中安装光缆是从用户设备开始的。 因为光缆只能单向传输。为了实现双向通信,光缆就必需 成对出现,一个用于输入,一个用于输出。光缆两端接光学 接口器。,光纤通信系统及其构成,光纤通信系统 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 光源是光波产生的根源。 光纤是传输光波的导体。 光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再把光信号导入光纤。 光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理。,光纤通信系统构成,光纤通信系统的基本构成如图所示,光纤通信系统的主要优点有: (1)传输频带宽,通信容量大。 (2)线路损耗低,传输距离远。 (3)抗干扰能力强,应用范围广。 (4)线径细,重量轻。 (5)无光泄露，保密性好 （6）可以降低成本,2.1.3 光纤,光纤网络的组成： 光发送机、光接收机、光纤、中继器（长距离传输）,2.1.4 无线传输,1、 短波：信号频率低于100 MHz，依靠电离层的反射实现通信。 2、 微波：频率：300 MHz300 GHz。 微波在空中以直线传输； 微波直接传输信号的距离为4060KM，要更大范围时，需信号中继站。 中继站的功能：信号放大、信号失真恢复、信号转发。 3、 特点： 通信容量大、受外界干扰小、传输质量高、但数据保密性差。,各通信类型使用的电磁波谱范围,VSAT卫星通信,VSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小口径地球终端）是20世纪80年代末发展起来并于90年代得到广泛应用的新一代数字卫星通信系统。VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的VSAT小站组成，能单双向传输数据、语音、图像、视频等多媒体综合业务。VSAT具有很多优点，如：设备简单、体积小、耗电少、组网灵活、安装维护简便、通信效率高等，尤其适用于大量分散的业务量较小的用户共享主站，所以许多部门和企业多使用VSAT网来建设内部专用网。,VSAT网络组成,2.2 网络介质的连接,基带电缆（Baseband）-仅传输一路信号的电缆，即以原始信号传输，常用缩写BASE表示。 宽带电缆（Broadband）-使用不同的频率同时传输多路信号，成本较高，需要频率调制设备。,2.3 网络介质的表示方法,第一部分 第二部分 第三部分 。,表示网络 电缆的带宽,表示单位时间内信号的传输率，单位为 MBPS,表示不发生信号衰减的最大电缆长度，单位为百米,2.3 网络介质的表示方法,如： 10 BASE 2 10MBPS 基带传输 电缆长度185M,2.3 网络介质的表示方法,1、10 BASE-2 （细同轴电缆） 2、10 BASE-5 （粗同轴电缆） 3、10 BASE-T （非屏蔽双绞线） 4、10 BASE-FT、10 BASE-FB、10 BASE-FL、10 BASE-FX（光缆） 5、10 BASE-TX （5类非屏蔽双绞线） 6、10 BASE-T4 （3类非屏蔽双绞线）,2.4 网络电缆类型的选择 网络兼容性,电缆类型 网络兼容性 Ethernet TokenRing ARCnet FDDI 同轴电缆 10BASE-2 OK X OK X 10BASE-5 OK X OK X 双绞线 10BASE-T（UTP）OK X OK X 10BASE-T（STP）OK OK OK X 光纤 10BASE-F X（OK） OK OK OK,2.5 选择网络介质的原则,1、Ethernet 支