第六部分傳輸介質(zhì)

第六部分傳輸介質(zhì)演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共71頁(yè)。（優(yōu)選）第六部分傳輸介質(zhì)當(dāng)前2頁(yè)，總共71頁(yè)。本章主要內(nèi)容

Contents7.1有向介質(zhì)

GuidedTransmissionMedia7.2無(wú)向介質(zhì)

UnguidedTransmissionMedia當(dāng)前3頁(yè)，總共71頁(yè)。什么是傳輸介質(zhì)？

Transmissionmedium通信系統(tǒng)中發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間的物理線路。通信系統(tǒng)以電磁能形式的信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)。電磁能通過(guò)傳輸介質(zhì)傳播，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳送。P124圖

7.1當(dāng)前4頁(yè)，總共71頁(yè)。電磁頻譜

ElectromagneticSpectrum當(dāng)前5頁(yè)，總共71頁(yè)。電磁頻譜與傳輸介質(zhì)

ElectromagneticSpectrumandTrans.Media當(dāng)前6頁(yè)，總共71頁(yè)。傳輸介質(zhì)的分類

ClassesofTransmissionMediaP124圖

7.2當(dāng)前7頁(yè)，總共71頁(yè)。7.1

有向介質(zhì)

GuidedTransmission

Media當(dāng)前8頁(yè)，總共71頁(yè)。有向介質(zhì)

GuidedMedia雙絞線同軸電纜光纜有向介質(zhì)當(dāng)前9頁(yè)，總共71頁(yè)。①雙絞線

TwistedPairCable無(wú)屏蔽雙絞線（四對(duì)線芯）當(dāng)前10頁(yè)，總共71頁(yè)。平行導(dǎo)線的噪聲效應(yīng)

EffectofNoiseonParallelLines如果兩條導(dǎo)線互相平行，離噪聲源（如電動(dòng)機(jī)）近的導(dǎo)線中產(chǎn)生的噪聲電平就會(huì)比另一條導(dǎo)線中的更高，從而導(dǎo)致負(fù)載不平衡以及信號(hào)損益。當(dāng)前11頁(yè)，總共71頁(yè)。雙絞線上的噪聲

NoiseonTwisted-PairLines導(dǎo)線絞合并不保證一定能消除噪聲，但是能顯著減弱它的影響。“雙絞”可以減少相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。當(dāng)前12頁(yè)，總共71頁(yè)。非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線

UTPandSTPcables雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）兩大類，差別在于雙絞線內(nèi)是否有一層金屬隔離膜。STP內(nèi)有一層金屬隔離膜，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可減少電磁干擾，穩(wěn)定性較高，價(jià)格比UTP貴。UTP內(nèi)沒(méi)有這層金屬隔離膜，穩(wěn)定性較差，但價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)便宜多了。當(dāng)前13頁(yè)，總共71頁(yè)。屏蔽雙絞線

ShieldedTwisted-PairCable當(dāng)前14頁(yè)，總共71頁(yè)。無(wú)屏蔽雙絞線的種類

CategoriesofUTP1類線

用于≤0.1Mbps傳輸(適用于語(yǔ)音/低速傳輸

)2類線

用于≤2Mbps傳輸(適用于語(yǔ)音/低速傳輸

)3類線

用于≤10Mbps傳輸(4芯,10Mbps以太網(wǎng)電纜)4類線

用于≤20Mbps傳輸5類線

用于≤100Mbps傳輸(8芯)超5類線

用于≤125Mbps傳輸(8芯,最常用的網(wǎng)絡(luò)電纜)6類線

用于≤200Mbps傳輸7類線用于≤600Mbps傳輸電纜上通常印有類別標(biāo)志,如cat5或category5(5類線)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用的雙絞線(UTP)，每根長(zhǎng)度不宜超過(guò)100米。廣泛用于樓內(nèi)布線參見P126表7.1當(dāng)前15頁(yè)，總共71頁(yè)。UTP連接件

UTPConnectorsP126圖7.5RJ-45connector(crystalconnector)UTP連接件(RJ-45)，俗稱“水晶頭”。當(dāng)前16頁(yè)，總共71頁(yè)。雙絞線的性能

UTPPerformance衰減測(cè)量:每英里分貝數(shù)頻率超過(guò)100kHz時(shí)衰減劇增P126圖7.6當(dāng)前17頁(yè)，總共71頁(yè)。②同軸電纜

CoaxialCableP127圖7.7當(dāng)前18頁(yè)，總共71頁(yè)。銅芯內(nèi)護(hù)套絕緣層金屬屏蔽層外護(hù)套屏蔽層（銅網(wǎng)或銅箔）也是傳導(dǎo)體的一部分，以形成完整的回路同軸電纜的結(jié)構(gòu)當(dāng)前19頁(yè)，總共71頁(yè)。廣泛使用的同軸電纜有兩種：一種為50Ω(指沿電纜導(dǎo)體各點(diǎn)的電磁電壓對(duì)電流之比)同軸電纜，用于數(shù)字信號(hào)的傳輸，即基帶同軸電纜；另一種為75Ω同軸電纜，用于寬帶模擬信號(hào)的傳輸，即寬帶同軸電纜。（參見P127表

7.2）

基帶傳輸型(主要用于早期的10Mbps低速局域網(wǎng))50Ω——RG-11（粗纜，φ10mm）

RG-58（細(xì)纜，φ5mm）

93Ω——RG62

頻帶傳輸型(主要模擬傳輸)75Ω——RG-59(有線電視)常用同軸電纜種類

CategoriesofCoaxialCables當(dāng)前20頁(yè)，總共71頁(yè)。細(xì)同軸電纜的連接

ConnectionofThinCoax終接器(Terminator)–又稱為”終端電阻”BNC-同軸電纜接插件當(dāng)前21頁(yè)，總共71頁(yè)。BNC連接器

BNCConnectorsP127圖7.8當(dāng)前22頁(yè)，總共71頁(yè)。BNC連接器實(shí)圖

BNCconnectorsBNC接頭T型連接器帶BNC接頭的同軸電纜當(dāng)前23頁(yè)，總共71頁(yè)。終接器

Terminator

安裝在同軸電纜線路的兩端，用于吸收信號(hào)能量。帶鏈的（接地）不帶鏈的當(dāng)前24頁(yè)，總共71頁(yè)。雙絞線與同軸電纜帶寬比較

Bandwidth:UTPvsCoax雙絞線3類16MHz5類100MHz超5類100MHz6類200MHz7類600MHz同軸電纜500MHz當(dāng)前25頁(yè)，總共71頁(yè)。同軸電纜的性能

Coaxialcableperformance頻率超過(guò)10kHz時(shí)衰減劇增盡管同軸電纜帶寬更大，但信號(hào)減弱很快P128圖7.8當(dāng)前26頁(yè)，總共71頁(yè)。昔日黃花？

Outdated?曾經(jīng)廣泛用于模擬電話網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的低速（10Mbps)以太局域網(wǎng)。電話網(wǎng)絡(luò)中大部分已被光纜取代。有線電視網(wǎng)絡(luò)中也大部分被光纜取代，一般僅入戶線仍使用同軸電纜。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中已被數(shù)據(jù)速率達(dá)100Mbps的雙絞線全面取代。當(dāng)前27頁(yè)，總共71頁(yè)。③光纖（光導(dǎo)纖維）

OpticalFiber

光纖通信是目前發(fā)展最快的一種通信技術(shù)。當(dāng)前28頁(yè)，總共71頁(yè)。光的特性

Aboutlight光是一種電磁能。它在真空中的傳播速度可達(dá)30萬(wàn)千米/秒。光的傳播速度與它通過(guò)的介質(zhì)密度有關(guān)。密度越大，傳播速度越低。光在單一密度的介質(zhì)中以直線形式傳播。如果通過(guò)某一介質(zhì)的光束突然進(jìn)入另一種密度不同的介質(zhì)，它的傳播速度會(huì)突然改變，導(dǎo)致光束傳播方向也隨之改變（折射或反射）。當(dāng)前29頁(yè)，總共71頁(yè)?；氐街袑W(xué)：折射與反射

RefractionandReflection

P128圖

7.10

光從高密度介質(zhì)射到低密度介質(zhì)時(shí)的情況當(dāng)前30頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖與光

OpticalfiberandLight光纖是一種透光性極好的玻璃或塑料纖維，可以最小損耗將光束從一端傳送到另一端。光纖起著某種“光導(dǎo)管”的作用。它將光纖一端進(jìn)來(lái)的光束引導(dǎo)到另一端。光源可以是一個(gè)發(fā)光二極管（LED），也可以是一個(gè)激光器。光源發(fā)出了一連串“亮”、“滅”形式的光脈沖。在光纖的接收端有一個(gè)光敏接收器，可以將光脈沖轉(zhuǎn)換回由數(shù)字“1”和“0”組成的原信號(hào)形式。當(dāng)前31頁(yè)，總共71頁(yè)。相比其他傳輸媒介，光纖最主要的優(yōu)點(diǎn)是低損耗、高帶寬和高抗干擾性。(參見P131”應(yīng)用”)一對(duì)光纖可以有160個(gè)長(zhǎng)途通信通道，每個(gè)通道的帶寬可達(dá)10Gpbs(甚至高達(dá)20Gbps)，且傳輸質(zhì)量極好。測(cè)試表明，當(dāng)數(shù)據(jù)速率為420Mbps且距離為119km無(wú)中繼器時(shí)，其誤碼率僅為10-8。光的傳輸特性

TransmissionCharacteristicsofLight主要用于：主干網(wǎng)（高速）防雷擊保密（防竊聽）當(dāng)前32頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖傳輸原理

BasicPrinciple光纖利用全反射使光線在通道內(nèi)定向傳輸。光纖中心是玻璃或塑料的纖芯，外面填充著密度相對(duì)較小的玻璃或塑料材料（包層）。兩種材料的密度差異必須達(dá)到能夠使纖芯中的光線只能反射回來(lái)而不能折射入包層的程度。信息被編碼與一束以一系列開關(guān)狀態(tài)來(lái)代表0

和1

的光線形式。P129圖7.11當(dāng)前33頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖結(jié)構(gòu)

FiberconstructionP130圖7.14當(dāng)前34頁(yè)，總共71頁(yè)。光纜

OpticalCable

光纖為圓柱狀，由3個(gè)同心部分組成——纖芯、包層和封套，每一路光纖包括兩根，一根接收，一根發(fā)送。光纖包層有用于保護(hù)芯線和將光反射回玻璃導(dǎo)體內(nèi)的鍍層，然后封裝堅(jiān)韌的“凱夫拉爾”（制造防彈衣的材料）封套，最后再用聚氯乙稀等材料制作的外套層封裝。當(dāng)前35頁(yè)，總共71頁(yè)。Core–纖芯Cladding–包層Jacket–防護(hù)層當(dāng)前36頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖的傳播模式

Propagationmodes傳播模式多模單模多模突變（階躍折射率）多模漸變（漸變折射率）P129圖7.12當(dāng)前37頁(yè)，總共71頁(yè)。傳播模式示意圖

TransmissionModesP129圖7.13當(dāng)前38頁(yè)，總共71頁(yè)。多模光纖是指在給定的工作波長(zhǎng)上，能以多個(gè)模式同時(shí)傳輸?shù)墓饫w。即多條入射角度不同的光線可以同時(shí)在一條光纖反射式地傳播。多模光纖根據(jù)折射率的分布特性，可分為漸變型（graded-index）階躍型（step-index）多模光纖

MultimodeFiber當(dāng)前39頁(yè)，總共71頁(yè)。多模階躍折射率光纖

MultimodeStep-index折射率為階躍型，其折射率在整個(gè)光纖直徑方向?yàn)槌Ａ?。同樣距離下，入射角較小的光束需要更多的反射，所以經(jīng)過(guò)的路程更長(zhǎng)。這種路程差意味著到達(dá)時(shí)間有所不同。當(dāng)光束在接收端重新組合時(shí)，所生成的信號(hào)就會(huì)畸變。當(dāng)前40頁(yè)，總共71頁(yè)。多模漸變折射率光纖

MultimodeGraded-index折射率為漸變型的光纖，其折射率隨光纖芯徑變化（中心處為0）。具有變化的密度，其芯材中心密度最高，向外逐漸變小，在邊界處最小。密度的不斷變化使得光線逐漸彎曲成一條曲線，這樣每隔一定間距不同的光線就會(huì)相交。把接收裝置精心放置在這些相交處，就可以獲得高精度的重組信號(hào)。當(dāng)前41頁(yè)，總共71頁(yè)。由于突變型多模光纖傳輸時(shí)光信號(hào)畸變較大，故常用漸變型多模光纖，其主要規(guī)格有：

-50μm(纖芯直徑)/125μm(包層直徑)-62.5μm(纖芯直徑)/125μm(包層直徑)-100μm(纖芯直徑)/140μm(包層直徑）多模光纖對(duì)準(zhǔn)要求不太嚴(yán)格，彎曲時(shí)損耗不太靈敏，被推薦應(yīng)用于所有的建筑物綜合布線系統(tǒng)。支持100Mbps傳輸率/1.5～2km和1000Mbps傳輸率/≤300m范圍的LAN。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一般使用62.5μm多模光纖。多模光纖的傳輸特性

TransmissionCharacteristicsofMultimodeFiber當(dāng)前42頁(yè)，總共71頁(yè)。單模光纖

SingleMode使用折射率突變型光纖。其芯徑被減少到某個(gè)波長(zhǎng)級(jí)，這樣只有一個(gè)角度即“模式”的光纖可以通過(guò)：軸心光線。于是所有光線都能“同時(shí)”到達(dá)，并能無(wú)失真地重新組合，通常用于長(zhǎng)距離的傳輸。當(dāng)前43頁(yè)，總共71頁(yè)。單模光纖的傳輸特性

TransmissionCharacteristicsofSingleModeFibres單模光纖的纖芯直徑很小，在給定的工作波長(zhǎng)上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大，折射率為突變型，光線沿其中心直線傳輸，故光信號(hào)的損耗很小，離散也很小，傳輸距離大大高于多模光纖。常用規(guī)格為7.0μm（纖芯直徑）/125μm（包層直徑），衰減小，適合遠(yuǎn)程傳送，但需用昂貴的注入式激光二極管作光源。當(dāng)前44頁(yè)，總共71頁(yè)。應(yīng)用

Application多模光纖和單模光纖的線路造價(jià)相當(dāng)?shù)嗄９饫w的光端設(shè)備價(jià)格低廉能用多模不用單模(根據(jù)傳輸距離選擇)標(biāo)準(zhǔn)光纖類型最大距離100Base-FX百兆位基帶62.5/125微米多模(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))2千米8,9,10/125微米單模15或40千米1000Base-SX千兆位基帶(短波)50/125微米多模(歐洲標(biāo)準(zhǔn))500米62.5/125微米多模220米1000Base-LX千兆位基帶(長(zhǎng)波)50/125微米多模550米62.5/125微米多模

550米8,9,10/125微米單模

5千米當(dāng)前45頁(yè)，總共71頁(yè)。注意事項(xiàng)

CarefulinUsingFibers光纜不易分支，所以一般適用于點(diǎn)到點(diǎn)的連接。光纖在任何時(shí)間都只能單向傳輸，因此，要實(shí)行雙向通信，必須成對(duì)使用，一個(gè)用于輸入，一個(gè)用于輸出。每一條光纖電纜的連接都需要小心地磨光光端頭，通過(guò)電燒烤或化學(xué)工藝與光學(xué)接口連在一起。整個(gè)安裝過(guò)程，必須確保光通道沒(méi)有被阻塞，也不能將光纖拉得太緊或形成直角。光纜彎曲時(shí)容許的最小曲率半徑應(yīng)不小于光纜外徑的15～20倍。當(dāng)前46頁(yè)，總共71頁(yè)。一般來(lái)說(shuō)，多芯光纖并不直接連接到計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡上，而是連接到一種叫做光端器的設(shè)備上。這時(shí)就需要使用一種俗稱“光纖跳線”的專用連接線，連接光端器和計(jì)算機(jī)上的網(wǎng)卡。光纖跳線也是光纖，一根光纖跳線中只含有一根光纖，只能進(jìn)行單向的數(shù)據(jù)傳輸。一般連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要兩根光纖軟跳線，一根發(fā)送數(shù)據(jù)，一根接收數(shù)據(jù)。光纖跳線

FiberJumperLines當(dāng)前47頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖的連接

ConnectionofFibers接頭連接將它們接入連接頭并插入光纖插座。連接頭要損耗10%到20%的光(典型衰減為1dB)，但是便于系統(tǒng)重新配置。機(jī)械接合將兩根小心切割好的光纖的一端放在一個(gè)套管中，然后鉗起來(lái)。其操作需要專業(yè)人員進(jìn)行，光的損耗約為10%。熔合連接形成的光纖和單根光纖差不多是相同的，損耗最小(典型衰減0.01~0.03dB)。光纖熔接機(jī)

當(dāng)前48頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖系統(tǒng)中使用的光源器件

LightSourcesforFiberOptic

有兩種類型，皆為施加電壓便可發(fā)射光束的半導(dǎo)體裝置。LED

(發(fā)光二極管)

價(jià)廉，工作溫度范圍較大，工作壽命較長(zhǎng)，但只能發(fā)射發(fā)散的光線，只在短距離內(nèi)使用。ILD(注入式激光二極管)

根據(jù)激光原理工作，光線具有高度集中性，高效高數(shù)據(jù)速率長(zhǎng)距離當(dāng)前49頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖連接器

Fiber-opticcableconnectorsSC型

-推插式ST型

–卡式(旋合式)MT-RJ型

–小型光纖連接器，端口密度比傳統(tǒng)的連接器多一倍，適用于高速率數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。P131圖7.15當(dāng)前50頁(yè)，總共71頁(yè)。光纖性能

OpticalFiberPerformance光纖的衰減曲線比雙絞線和同軸電纜平坦得多。所以使用光纖時(shí)，只需很少的中繼器。目前主要用于樓間布線和長(zhǎng)途通信。P131圖7.16當(dāng)前51頁(yè)，總共71頁(yè)。7.2無(wú)向介質(zhì)

UnguideTransmissionMedia當(dāng)前52頁(yè)，總共71頁(yè)。P132圖7.17無(wú)線通信電磁頻譜

ElectromagneticSpectrumforWireless當(dāng)前53頁(yè)，總共71頁(yè)。傳播方法

PropagationmethodsP132圖7.18當(dāng)前54頁(yè)，總共71頁(yè)。地表傳播

GroundWavePropagation當(dāng)前55頁(yè)，總共71頁(yè)。天空傳播

SkyWavePropagation當(dāng)前56頁(yè)，總共71頁(yè)。視線傳播

LineofSightPropagation當(dāng)前57頁(yè)，總共71頁(yè)。更多的傳播類型當(dāng)前58頁(yè)，總共71頁(yè)。無(wú)線傳輸波

WirelessTransmissionWavesP133圖7.19當(dāng)前59頁(yè)，總共71頁(yè)。①無(wú)線電波

RadioWave3MHz～1GHz廣播FM（調(diào)頻）/AM（調(diào)幅）頻段UHF(特高頻)/VHF(甚高頻)電視頻段大多具有全向性信號(hào)向所有方向傳播可以被許多天線所接收可穿透墻體，傳輸距離很長(zhǎng)幾乎整個(gè)波段受政府機(jī)構(gòu)管制多用于多播通信，如收音機(jī)、電視以及尋呼系統(tǒng)。當(dāng)前60頁(yè)，總共71頁(yè)。天線

Antennas用來(lái)發(fā)射或收集電磁波的電導(dǎo)體(系統(tǒng))發(fā)送由發(fā)射器生成無(wú)線電頻率能量轉(zhuǎn)換為電磁波通過(guò)天線電磁波發(fā)射到周圍空間接收電磁波傳到天線上將無(wú)線電波轉(zhuǎn)換為電能饋送給接收機(jī)有些天線既用于發(fā)送也用于接收當(dāng)前61頁(yè)，總共71頁(yè)。全向天線

OmnidirectionalAntennaP133圖7.20當(dāng)前62頁(yè)，總共71頁(yè)。②微波

Microwave1～300GHz高方向性波束（單向）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視線傳播傳播方式地面微波衛(wèi)星微