传输介质PPT课件

1、第1010讲 传输介质 教学内容 传输介质 有线传输介质 无线传输介质 传输介质基本概念 数据传输介质是指传送信息的载体，是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。因此，传输介质也称 传输媒体、传输媒介或传输线路。 传输介质 有线传输介质 无线传输介质 有线传输介质 有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方。 目前常用的有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。 双绞线 双绞线(Twisted Pair Cable)是由两根相互绝缘的导线按照一定的规格互 相缠绕。 n导线两两相绞，因而得名双绞线 v互相缠绕，可降低互相缠绕，可降低信号干扰信号干扰的程度

2、，每一根导线在传输中辐射的电波会被的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被 另一根线上发出的电波抵消。另一根线上发出的电波抵消。 双绞线类型（1/2） 无屏蔽双绞线UTP（UnShielded Twisted Pair） 屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair） 以铝箔屏蔽以减少干扰和串音， 应用较少 双绞线外无任何屏蔽层，应用 广泛 双绞线类型（2/2） UTP 优点：1、容易安装且比其它类型的网络介质便宜；2、尺寸较小，节省空间； 缺点：1、易受电磁信号干扰；2、传输距离短 STP 优点：屏蔽双绞线能对所有类型的外界干扰更有效地进行阻止 缺点：在安装费用和难度方面，它

3、比非屏蔽双绞线要昂贵和更困难 双绞线种类 双绞线的规格型号 1类7类 1类主要用于传输语音，不用于数据传输，2芯 5类线、超5类线和6类以及最新的7类线 数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵 双绞线标准 网线标识 CAT：category CAT3是三类 CAT5是五类，5E是超五类 CAT6是6类 五类UTP线和超五类UTP的差异 五类线支持的最大传输速率是100Mbps 超五类线支持的最大传输速率在100M1Gbps之间 现在在布线的水平子系统中常用超五类线，五类线逐渐被陶汰 六类线 7类线 大对数电缆 双绞线产商 安普AMP、 朗讯AVAYA、 西蒙XIEMON、

4、IBDN 双绞线制作 制作双绞线所用的连接器是RJ-45连接器，俗称水晶头。 水晶头前端有8个凹槽，凹槽内的金属接点共有8个，水晶头外部的一侧带 有一条具有弹性的卡栓，用来固定在RJ-45插槽上，翻过来与之相对的一 面，可看到8只金属结脚，将结脚朝向自己，最左边的就是第1脚，往右依 次是第2，38脚。 双绞线制作 双绞线一般用于星形网络布线，在超5类以下电缆连接中，每条电缆通过两端安装的水晶头与网卡与集线器 （或交换机）相连，最大网线长度为100米。 根据连接设备的不同，双绞线可以分成两种：直线双绞线和交叉双绞线 双绞线制作 （1）直线双绞线的制作 目前有两种线序的排列标准，即T568A和T5

5、68B标准。 双绞线制作 （2）交叉双绞线的制作 线序排列： 橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕 绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白。棕 同轴电缆（coaxial cable）结构 同轴电缆是指将一对导体按“同轴”的方式构成同轴线对。 同轴电缆内芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。 同轴电缆（coaxial cable）结构 内芯 金属导体，用于传输数据 绝缘层 用于内芯与屏蔽层间的绝缘 屏蔽层 金属导体，用于屏蔽外部的干扰 塑料外套 用于保护电缆 同轴电缆类型 根据传输频率的不同，同轴电缆分为基带同轴电缆和宽 带同轴电缆两类。 (1) 基带同轴电缆 采用基带传输，即采用数字信号进行传输，

6、用于构建LAN。常用的基 带同轴电缆有以下两种： 50 ，RG-8和RG-11（用于粗缆以太网） 50 ，RG-58（用于细缆以太网） 性能：10Mb/s，500米/185米 (2) 宽带同轴电缆（75 ，RG-59） 采用宽带传输，即采用模拟信号进行传输，用于构建有线电视网（长 途电话网、电缆电视系统化和宽带计算机网络） 同轴电缆连接头 BNC-T型连接头BNC连接头 BNC接头时制作细同轴电缆的连接器。 包括了三个组件： 探针：用来连接细缆中央的铜线； BNC接头：与其他相同规格的接头连接； 金属套筒：用来固定细缆与BNC接头。 压线钳：通俗来说，是一种能剪断网线，能把网线剥皮， 安装水晶

7、头时，把网线压入的多功能钳子。 制作流程见书P45.方法 光纤（optical fiber） 光纤是一种可以传输调制的光信号的网络介质 光纤也称光缆，是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的 传输介质。 优点： 抗电磁干扰能力强 低损耗 高传输速率 保密性好 缺点： 费用高 不易安装和维护 质地脆易断裂，机械性能差 光纤（optical fiber） 光纤一般都是使用石英玻璃制成，横截面积非常小，利用内部全反射原理来传导光束。 光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为“光缆”。 光缆由光导纤维纤芯（光纤核 心）、玻璃网层（内部敷层）和坚强的外壳组成（外部保护层） 光纤

8、通信过程 光线在光纤中的折射 折射角 入射角 包层 （低折射率的媒体） 包层 （低折射率的媒体） 纤芯 （高折射率的媒体） 包层 纤芯 光纤的工作原理 高折射率 (纤芯) 低折射率 (包层) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射 输入脉冲 输出脉冲单模光纤 多模光纤与单模光纤 输入脉冲 输出脉冲 多模光纤 多模光纤与单模光纤 （1）多模光纤：允许许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，即有多条光路。在无中继条件下，传 播距离可达几km，采用LED作为光源。多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤， 一般由二极管发光,多用于网络布线系统。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差。

9、 特点：存在色散现象，适于中短距离中小容量的通信 多模光纤与单模光纤 （2）单模光纤：光纤直径与光波波长相等，只允许一条光线在一条光纤中直线传输，即只有一条光路。在无 中继条件下，传播距离可达几十km，采用激光作为光源。单模光纤的纤芯直径很小，约为810m，在给 定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大，距离远，一般由激光作光源,多用于远程 通信。 特点：传输距离远；衰减小；传输速率高；但价格昂贵；适于大容量远距离通信 单芯光缆 多芯光缆 玻璃封套塑料外套 玻璃内芯 玻璃内芯 塑料外套 玻璃封套 外壳 高密度多芯光缆剖面结构 芯 封套 外套 加强芯 光纤 外鞘 加强芯 光纤束

10、无线介质 （信号在大气或外层空间自由传播） 优缺点： 适用于长距离或不便布线的场合 易受干扰 反射，为障碍物所阻隔 主要类型： 无线电波 微波 地面微波 卫星通信 红外线 激光 最主要的是安全问题，必须为传输的数据加密。 电信领域使用的电磁波的频谱 无线电微波红外线 可见光紫外线 X射线 射线 双绞线 同轴电缆 卫星 地面微波 调幅 无线电 调频 无线电 海事 无线电 光纤 电视 (Hz)f (Hz)f LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF 波段 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 100 102 104

11、106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移动 无线电 无线电波 基站与终端之间通信采用无线链路 应用领域：移动通信、无线局域网（WLAN） BS 基站覆盖的无线电区域 BS 基站 用户计算机和终端 地面微波 通过地面站之间接力传送 接力站之间距离：50 -100 km 速率：每信道 45 Mb/s 地面站之间的直视线路 微波传送塔 微波 微波是指频率为300MHz 300GHz的电波。 微波通信是把微波信号作为载波信号，用被传输的模拟 信号或数字信号来调制它。 微波沿直线传输，由于受障碍物的影响大，所以，微波 的收发器必须安装在建筑物的外

12、面，最好放在建筑物顶 部。 微波通信的优点是调制技术成熟，通信容量大，传输频 率宽，受外界干扰小，初建成本低；缺点是保密性差， 误码率高。 地球同步卫星 与地面站相对固定位置 使用3颗卫星即可覆盖全球 传输延迟时间长（270ms） 广播式传输 应用领域： 电视传输 长途电话 专用网络 广域网 35,784 公里 地球 红外线 电视和立体声系统所使用的遥控器是红外线进行通信。 红外线一般局域于很小的区域（例如，在一个房间内）并且通常要求发送器直接指向接收器。红外硬件与 采用其他机制的设备比较相对便宜，且不需要天线。 激光 激光视利用激光发生器激发半导体而产生的高频波。激光通信利用激光束来传输信号

13、，即将激光束调制成 光脉冲，以传输数据。 激光通信必须配置一对激光收发器，且安装在可视范围内，它与红外线一样不能传输模拟信号。 和微波传输相似，激光器发出的光速走的也是直线，并且不能被遮挡。不幸的是，激光光束不能穿透植物 以及雨、雪。雾灯多种气候条件，因此激光传输的应用受到限制， 视线媒体 微波、红外线和激光的通信都有较强的方向性，都是沿直线传播的，而且不能穿透或绕开固体障碍物，因 而要求在发送方和接收方之间存在一条视线通路，有时将这三者统称为视线媒体。 无线局域网 无线局域网(WLAN Wireless LAN)的传输介质采用无线媒体,包括无线电波、激光和红外线等 常用传输介质的比较 传输介

14、质传输方式 速率/ 工作频带 传输距离性能价格应用 双绞线 宽带 基带 1Gb/s 模拟: 10km 数字: 500m 较好低 模拟/数字信号 传输 50 同轴电缆 基带10Mb/s3km较好较低基带数字信号 75 同轴电缆 宽带450MHz100km较好较低 模拟电视、数据 及音频 光纤基带40Gb/s20km以上很好较高 远距离高速数据 传输 微波宽带4-6GHz几百km好中等远程通信 卫星宽带1-10GHz18000km很好高远程通信 小结 有线传输介质 有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方。 目前常用的有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光

15、纤。 双绞线类型（1/2） 无屏蔽双绞线UTP（UnShielded Twisted Pair） 屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair） STP 优点：屏蔽双绞线能对所有类型的外界干扰更有效地进行阻止 缺点：在安装费用和难度方面，它比非屏蔽双绞线要昂贵和更困难 同轴电缆连接头 BNC-T型连接头BNC连接头 BNC接头时制作细同轴电缆的连接器。 包括了三个组件： 探针：用来连接细缆中央的铜线； BNC接头：与其他相同规格的接头连接； 金属套筒：用来固定细缆与BNC接头。 压线钳：通俗来说，是一种能剪断网线，能把网线剥皮， 安装水晶头时，把网线压入的多功能钳子。 制作流程见书P45.方法 光纤的工作原理 高折射率 (纤芯) 低折射率 (包层) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射 微波 微波是指频率为300MHz 300GHz的电波。 微波通信是把微波信号作为载波信号，用被传输的模拟 信号或数字信号来调制它。 微波沿直线传输，由于受障碍物的影响大，所以