第六部分傳輸介質(zhì)

第六部分傳輸介質(zhì)演示文稿目前一頁\總數(shù)七十一頁\編于八點（優(yōu)選）第六部分傳輸介質(zhì)目前二頁\總數(shù)七十一頁\編于八點本章主要內(nèi)容

Contents7.1有向介質(zhì)

GuidedTransmissionMedia7.2無向介質(zhì)

UnguidedTransmissionMedia目前三頁\總數(shù)七十一頁\編于八點什么是傳輸介質(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傳輸數(shù)據(jù)。電磁能通過傳輸介質(zhì)傳播，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳送。P124圖

7.1目前四頁\總數(shù)七十一頁\編于八點電磁頻譜

ElectromagneticSpectrum目前五頁\總數(shù)七十一頁\編于八點電磁頻譜與傳輸介質(zhì)

ElectromagneticSpectrumandTrans.Media目前六頁\總數(shù)七十一頁\編于八點傳輸介質(zhì)的分類

ClassesofTransmissionMediaP124圖

7.2目前七頁\總數(shù)七十一頁\編于八點7.1

有向介質(zhì)

GuidedTransmission

Media目前八頁\總數(shù)七十一頁\編于八點有向介質(zhì)

GuidedMedia雙絞線同軸電纜光纜有向介質(zhì)目前九頁\總數(shù)七十一頁\編于八點①雙絞線

TwistedPairCable無屏蔽雙絞線（四對線芯）目前十頁\總數(shù)七十一頁\編于八點平行導(dǎo)線的噪聲效應(yīng)

EffectofNoiseonParallelLines如果兩條導(dǎo)線互相平行，離噪聲源（如電動機(jī)）近的導(dǎo)線中產(chǎn)生的噪聲電平就會比另一條導(dǎo)線中的更高，從而導(dǎo)致負(fù)載不平衡以及信號損益。目前十一頁\總數(shù)七十一頁\編于八點雙絞線上的噪聲

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?！半p絞”可以減少相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。目前十二頁\總數(shù)七十一頁\編于八點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)傳輸時可減少電磁干擾，穩(wěn)定性較高，價格比UTP貴。UTP內(nèi)沒有這層金屬隔離膜，穩(wěn)定性較差，但價格相對來說便宜多了。目前十三頁\總數(shù)七十一頁\編于八點屏蔽雙絞線

ShieldedTwisted-PairCable目前十四頁\總數(shù)七十一頁\編于八點無屏蔽雙絞線的種類

CategoriesofUTP1類線

用于≤0.1Mbps傳輸(適用于語音/低速傳輸

)2類線

用于≤2Mbps傳輸(適用于語音/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)定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用的雙絞線(UTP)，每根長度不宜超過100米。廣泛用于樓內(nèi)布線參見P126表7.1目前十五頁\總數(shù)七十一頁\編于八點UTP連接件

UTPConnectorsP126圖7.5RJ-45connector(crystalconnector)UTP連接件(RJ-45)，俗稱“水晶頭”。目前十六頁\總數(shù)七十一頁\編于八點雙絞線的性能

UTPPerformance衰減測量:每英里分貝數(shù)頻率超過100kHz時衰減劇增P126圖7.6目前十七頁\總數(shù)七十一頁\編于八點②同軸電纜

CoaxialCableP127圖7.7目前十八頁\總數(shù)七十一頁\編于八點銅芯內(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)目前十九頁\總數(shù)七十一頁\編于八點廣泛使用的同軸電纜有兩種：一種為50Ω(指沿電纜導(dǎo)體各點的電磁電壓對電流之比)同軸電纜，用于數(shù)字信號的傳輸，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目前二十頁\總數(shù)七十一頁\編于八點細(xì)同軸電纜的連接

ConnectionofThinCoax終接器(Terminator)–又稱為”終端電阻”BNC-同軸電纜接插件目前二十一頁\總數(shù)七十一頁\編于八點BNC連接器

BNCConnectorsP127圖7.8目前二十二頁\總數(shù)七十一頁\編于八點BNC連接器實圖

BNCconnectorsBNC接頭T型連接器帶BNC接頭的同軸電纜目前二十三頁\總數(shù)七十一頁\編于八點終接器

Terminator

安裝在同軸電纜線路的兩端，用于吸收信號能量。帶鏈的（接地）不帶鏈的目前二十四頁\總數(shù)七十一頁\編于八點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目前二十五頁\總數(shù)七十一頁\編于八點同軸電纜的性能

Coaxialcableperformance頻率超過10kHz時衰減劇增盡管同軸電纜帶寬更大，但信號減弱很快P128圖7.8目前二十六頁\總數(shù)七十一頁\編于八點昔日黃花？

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。目前二十七頁\總數(shù)七十一頁\編于八點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)。目前二十八頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光的特性

Aboutlight光是一種電磁能。它在真空中的傳播速度可達(dá)30萬千米/秒。光的傳播速度與它通過的介質(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)，它的傳播速度會突然改變，導(dǎo)致光束傳播方向也隨之改變（折射或反射）。目前二十九頁\總數(shù)七十一頁\編于八點回到中學(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)時的情況目前三十頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖與光

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)來的光束引導(dǎo)到另一端。光源可以是一個發(fā)光二極管（LED），也可以是一個激光器。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”組成的原信號形式。目前三十一頁\總數(shù)七十一頁\編于八點相比其他傳輸媒介，光纖最主要的優(yōu)點是低損耗、高帶寬和高抗干擾性。(參見P131”應(yīng)用”)一對光纖可以有160個長途通信通道，每個通道的帶寬可達(dá)10Gpbs(甚至高達(dá)20Gbps)，且傳輸質(zhì)量極好。測試表明，當(dāng)數(shù)據(jù)速率為420Mbps且距離為119km無中繼器時，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）目前三十二頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖傳輸原理

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)來代表0

和1

的光線形式。P129圖7.11目前三十三頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖結(jié)構(gòu)

FiberconstructionP130圖7.14目前三十四頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纜

OpticalCable

光纖為圓柱狀，由3個同心部分組成——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。目前三十五頁\總數(shù)七十一頁\編于八點Core–纖芯Cladding–包層Jacket–防護(hù)層目前三十六頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖的傳播模式

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目前三十七頁\總數(shù)七十一頁\編于八點傳播模式示意圖

TransmissionModesP129圖7.13目前三十八頁\總數(shù)七十一頁\編于八點多模光纖是指在給定的工作波長上，能以多個模式同時傳輸?shù)墓饫w。即多條入射角度不同的光線可以同時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目前三十九頁\總數(shù)七十一頁\編于八點多模階躍折射率光纖

MultimodeStep-index折射率為階躍型，其折射率在整個光纖直徑方向為常量。同樣距離下，入射角較小的光束需要更多的反射，所以經(jīng)過的路程更長。這種路程差意味著到達(dá)時間有所不同。當(dāng)光束在接收端重新組合時，所生成的信號就會畸變。目前四十頁\總數(shù)七十一頁\編于八點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。目前四十一頁\總數(shù)七十一頁\編于八點由于突變型多模光纖傳輸時光信號畸變較大，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）多模光纖對準(zhǔn)要求不太嚴(yán)格，彎曲時損耗不太靈敏，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目前四十二頁\總數(shù)七十一頁\編于八點單模光纖

SingleMode使用折射率突變型光纖。其芯徑被減少到某個波長級，這樣只有一個角度即“模式”的光纖可以通過：軸心光線。于是所有光線都能“同時”到達(dá)，并能無失真地重新組合，通常用于長距離的傳輸。目前四十三頁\總數(shù)七十一頁\編于八點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。目前四十四頁\總數(shù)七十一頁\編于八點應(yīng)用

Application多模光纖和單模光纖的線路造價相當(dāng)?shù)嗄９饫w的光端設(shè)備價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

5千米目前四十五頁\總數(shù)七十一頁\編于八點注意事項

CarefulinUsingFibers光纜不易分支，所以一般適用于點到點的連接。光纖在任何時間都只能單向傳輸，因此，要實行雙向通信，必須成對使用，一個用于輸入，一個用于輸出。每一條光纖電纜的連接都需要小心地磨光光端頭，通過電燒烤或化學(xué)工藝與光學(xué)接口連在一起。整個安裝過程，必須確保光通道沒有被阻塞，也不能將光纖拉得太緊或形成直角。光纜彎曲時容許的最小曲率半徑應(yīng)不小于光纜外徑的15～20倍。目前四十六頁\總數(shù)七十一頁\編于八點一般來說，多芯光纖并不直接連接到計算機(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。一般連接一臺計算機(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目前四十七頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖的連接

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套管中，然后鉗起來。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)

目前四十八頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖系統(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)

價廉，工作溫度范圍較大，工作壽命較長，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)速率長距離目前四十九頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖連接器

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目前五十頁\總數(shù)七十一頁\編于八點光纖性能

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，只需很少的中繼器。目前主要用于樓間布線和長途通信。P131圖7.16目前五十一頁\總數(shù)七十一頁\編于八點7.2無向介質(zhì)

UnguideTransmissionMedia目前五十二頁\總數(shù)七十一頁\編于八點P132圖7.17無線通信電磁頻譜

ElectromagneticSpectrumforWireless目前五十三頁\總數(shù)七十一頁\編于八點傳播方法

PropagationmethodsP132圖7.18目前五十四頁\總數(shù)七十一頁\編于八點地表傳播

GroundWavePropagation目前五十五頁\總數(shù)七十一頁\編于八點天空傳播

SkyWavePropagation目前五十六頁\總數(shù)七十一頁\編于八點視線傳播

LineofSightPropagation目前五十七頁\總數(shù)七十一頁\編于八點更多的傳播類型目前五十八頁\總數(shù)七十一頁\編于八點無線傳輸波

WirelessTransmissionWavesP133圖7.19目前五十九頁\總數(shù)七十一頁\編于八點①無線電波

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，傳輸距離很長幾乎整個波段受政府機(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)。目前六十頁\總數(shù)七十一頁\編于八點天線

Antennas用來發(fā)射或收集電磁波的電導(dǎo)體(系統(tǒng))發(fā)送由發(fā)射器生成無線電頻率能量轉(zhuǎn)換為電磁波通過天線電磁波發(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)送也用于接收目前六十一頁\總數(shù)七十一頁\編于八點全向天線

OmnidirectionalAntennaP133圖7.20目前六十二頁\總數(shù)七十一頁\編于八點②微波

Microwave1～300GHz高方向性波束（單向）點對點視線傳播傳播方式地面微波衛(wèi)星微波目前六十三頁\總數(shù)七十