2.6数据通讯媒体 2.6.1双绞线 2.6.2同轴电缆 2.6.3光缆 26.4自由空间 ●m南大字画字院
2.6 数据通讯媒体 2.6.1 双绞线 2.6.2 同轴电缆 2.6.3 光缆 2.6.4 自由空间
2.6.1双绞线 把两根互相绝缘的铜导线用规则的方法扭绞起来就构成了 双绞线,如图2.24所示。 互绞可以使线间及周围的电磁干扰最小。电话系统中使用 双绞线较多,差不多所有的电话都用双绞线连接到电话交换 机。通常由一对或多对双绞线组成,在其外面包上硬的护套。 图2.24双绞线 第2章数据通信
第2章 数据通信 2 2.6.1 双绞线 把两根互相绝缘的铜导线用规则的方法扭绞起来就构成了 双绞线，如图2.24所示。 互绞可以使线间及周围的电磁干扰最小。电话系统中使用 双绞线较多，差不多所有的电话都用 双绞线连接到电话交换 机。通常由一对或多对双绞线组成，在其外面包上硬的护套。 图2.24 双绞线
2.6.1双绞线 双绞线用于模拟传输或数字传输,其通信距离一般为几公 里到十几公里。对于模拟传输,当传输距离太长时要加放大 器,以将衰减了的信号放大到合适的数值。对于数字传输则 要加中继器,以将失真了的数字信号进行整形放大。 双绞线主要用于点到点的连接,如星形拓扑结构的局域网 中,计算机与集线器Hub之间常用双绞线来连接,但其长度 不超过100米。双绞线也可用于多点连接。作为一种多点传 输介质,它比同轴电缆的价格低,但性能要差一些。 双绞线按其是否有屏蔽,可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞 线。双绞线还可以按其电气特性进行分级或分类。电气工业 协会/电信工业协会(EATA)将其定义为7种型号。局域 网中常用第5类和第6类双绞线,它们都为无屏蔽双绞线,均 由4对双绞线构成一条电缆。 第2章数据通信
第2章 数据通信 3 2.6.1 双绞线 双绞线用于模拟传输或数字传输，其通信距离一般为几公 里到十几公里。对于模拟传输，当传输距离太长时要加放大 器，以将衰减了的信号放大到合适的数值。对于数字传输则 要加中继器，以将失真了的数字信号进行整形放大。 双绞线主要用于点到点的连接，如星形拓扑结构的局域网 中，计算机与集线器Hub之间常用双绞线来连接，但其长度 不超过100米。双绞线也可用于多点连接。作为一种多点传 输介质，它比同轴电缆的价格低，但性能要差一些。 双绞线按其是否有屏蔽，可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞 线。双绞线还可以按其电气特性进行分级或分类。电气工业 协会/电信工业协会（EIA/TIA） 将其定义为7种型号。局域 网中常用第5类和第6类双绞线，它们都为无屏蔽双绞线，均 由 4对双绞线构成一条电缆
2.6.2同轴电缆 同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体 屏蔽层以及保护塑料外层所组成,如图225所示。 这种结构中的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁波, 也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号,因而具有很 好的抗干扰特性,被广泛用于较高速率的数据传输。 通常按特性阻抗数值的不同,将其分为基带同轴电缆 (50Ω同轴电缆)和宽带同轴电缆(759同轴电缆) 内芯绝缘材料屏蔽塑料外皮 图2.25同轴电缆 第2章数据通信
第2章 数据通信 4 2.6.2 同轴电缆 同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体 屏蔽层以及保护塑料外层所组 成，如图 2.25 所示。 这种结构中的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁波， 也可用来 防止外界电磁场干扰中心导体的信号，因而具有很 好的抗干扰特性，被广泛用于较高速率的 数据传输。 通常按特性阻抗数值的不同，将其分为基带同轴电缆 （50同轴电缆）和宽带同轴电缆（75同轴电缆）。 图2.25 同轴电缆
2.6.2同轴电缆 基带同轴电缆的特性阻抗为50g,仅用于传输数字信号,并 使用曼彻斯特编码方式和基带传输方式,即直接把数字信号 送到传输介质上,无需经过调制,故把这种电缆称为基带同 轴电缆。 宽带同轴电缆的特性阻抗为75g,带宽可达300~500MHz, 用于传输模拟信号。它是公用天线电视系统CATV中的标准 传输电缆,目前在有线电视中广为采用。在这种电缆上传送 的信号采用了频分多路复用的宽带信号,故75Ω同轴电缆又 称为宽带同轴电缆。 第2章数据通信
第2章 数据通信 5 2.6.2 同轴电缆 基带同轴电缆的特性阻抗为50 ,仅用于传输数字信号，并 使用曼彻斯特编码方式和基 带传输方式，即直接把数字信号 送到传输介质上，无需经过调制，故把这种电缆称为基带同 轴电缆。 宽带同轴电缆的特性阻抗为75 , 带宽可达300～500MHz, 用于传输模拟信号。它是公用天线电视系统CATV 中的标准 传输电缆，目前在有线电视中广为采用。在这种电缆上传送 的信号采用了频分多路复用的宽带信号，故75 同轴电缆又 称为宽带同轴电缆
2.63光缆 光导纤维电缆,简称光缆,是网络传输介质中性能最好、 应用前途广泛的一种。以金属导体为核心的传输介质,其所 能传输的数字信号或模拟信号,都是电信号。而光纤则只能 用光脉冲形成的数字信号进行通信。有光脉冲相当于1,没有 光脉冲相当于0。 光纤通常由极透明的石英玻璃拉成细丝作为纤芯,外面分 别有包层、吸收外壳和防护层等构成,图2.26是一根光纤剖 面的示意图。 2-HHMYHE 光 图2.26光纤剖面的示意图 第2章数据通信
第2章 数据通信 6 2.6.3 光缆 光导纤维电缆，简称光缆，是网络传输介质中性能最好、 应用前途广泛的一种。以金属 导体为核心的传输介质，其所 能传输的数字信号或模拟信号，都是电信号。而光纤则只能 用光脉冲形成的数字信号进行通信。有光脉冲相当于1,没有 光脉冲相当于0。 光纤通常由极透明的石英玻璃拉成细丝作为纤芯，外面分 别有包层、吸收外壳和防护层等构成，图2.26是一根光纤剖 面的示意图。 图2.26 光纤剖面的示意图
2.63光缆 包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的媒体射 向低折射率的媒体时,其折射角将大于入射角,如图2.27 (a)所示。因此,如果入射角足够大,就会出现全反射, 即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复,光 也就沿着光纤向前传输。图2.27(b)画出了光波在纤芯中 传输的示意图 折射角 纤老 2222222 o)折射角大千人射角 b)光废在轩艺中悼播 图2.27光线射入到光缆和包层界面时的情况 第2章数据通信
第2章 数据通信 7 2.6.3 光缆 包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的媒体射 向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角，如图 2.27 （a）所示。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射， 即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复，光 也就沿着光纤向前传输。图 2.27（b）画出了光波在纤芯中 传输的示意图。 图2.27 光线射入到光缆和包层界面时的情况
2.63光缆 典型的光纤传输系统的结构如图2.28所示 光纤传输速率可达几千Mbps。目前投入使用的光纤在几公里范围 内速率可达几百Mbps。在1km范围内,能以1000Mbps的速率发送 数据,大功率的激光器可以驱动100km长的光纤而不带中继器。 物入 发送端 光纤 接受端 电光转换 光电转换 LED中 先信号 PINE 图2.28光缆传输系统结构示意图 第2章数据通信
第2章 数据通信 8 2.6.3 光缆 典型的光纤传输系统的结构如图 2.28 所示。 光纤传输速率可达几千Mbps。目前投入使用的光纤在几公里范围 内速率可达几百Mbps。在1km范围内，能以1000Mbps的速率发送 数据，大功率的激光器可以驱动100km长的光纤而不带中继器。 图2.28 光缆传输系统结构示意图
2.64自由空间 1微波信道和卫呈信道 (1)微波信道 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,故微波通信是模拟传输。 由于微波的频率很高,故可同时传输大量信息。又由于微 波能穿透电离层而不反射到地面,故只能使微波沿地球表面 由源向目标直接发射。微波在空间是直线传播,而地球表面 是个曲面,因此其传播距离受到限制,一般只有50km左右。 但若采用100m高的天线塔,则距离可增大到100km。此外, 因微波被地表吸收而使其传输损耗很大。 第2章数据通信
第2章 数据通信 9 2.6.4 自由空间 1. 微波信道和卫呈信道 （1）微波信道 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，故微波通信是模拟传输。 由于微波的频率很高，故可同时传输大量信息。又由于微 波能穿透电离层而不反射到地面，故只能使微波沿地球表面 由源向目标直接发射。微波在空间是直线传播，而地球表面 是个曲面，因此其传播距离受到限制，一般只有50km左右。 但若采用100m高的天线塔，则距离可增大到l00km。此外， 因微波被地表吸收而使其传输损耗很大
2.64自由空间 (2)卫星信道 为了增加微波的传输距离,应提高微波收发器或中继站的 高度。当将微波中继站放在人造卫星上时,便形成了卫星通 信系统,如图2.29所示。例如可以利用位于36000km高的 人造同步地球卫星作为中继器,进行微波通信。 卫星 地面接收/发送站 地球表面 图2.29卫星微波通信 第2章数据通信
第2章 数据通信 10 2.6.4 自由空间 （2）卫星信道 为了增加微波的传输距离，应提高微波收发器或中继站的 高度。当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通 信系统，如图 2.29所示。 例如可以利用位于36000km高的 人造同步地球卫星作为中继器，进行微波通信。 图2.29 卫星微波通信 地面接收/发送站