第二講 傳輸介質(zhì)

通信導(dǎo)論張冬梅()2024/5/91第二章傳輸介質(zhì)2024/5/92主要內(nèi)容2.1傳輸介質(zhì)的基本概念2.2雙絞線2.3同軸電纜2.4微波與衛(wèi)星2.5光纖2024/5/932.1傳輸介質(zhì)的基本概念傳輸介質(zhì)提供通信設(shè)備之間的物理通道，是信息傳輸?shù)膶嶋H載體傳輸介質(zhì)的多樣性：源于通信環(huán)境和業(yè)務(wù)的多樣性2024/5/94傳輸介質(zhì)的基本概念(續(xù))傳輸介質(zhì)的分類有線雙絞線同軸電纜光纖無線地面微波衛(wèi)星紅外等2024/5/95傳輸介質(zhì)的基本概念(續(xù))選擇傳輸介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸特性：帶寬、抗干擾性、距離傳播時延和響應(yīng)時間安全性機(jī)械強(qiáng)度物理尺寸成本2024/5/96傳輸介質(zhì)的基本概念(續(xù))有線傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)帶寬資源豐富，使用頻率不受管制保密性好抗干擾能力強(qiáng)安裝工期長2024/5/972.2雙絞線2.2.1雙絞線概述2.2.2雙絞線的特點(diǎn)2.2.3雙絞線的應(yīng)用2024/5/982.2.1雙絞線概述雙絞線的定義：一對帶有屏蔽層的銅線以螺旋的方式纏繞在一起，一般由多對這樣的雙絞線構(gòu)成電纜。

通過螺旋式的布線來消除干擾，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。2024/5/992.2.1雙絞線概述(續(xù))區(qū)分雙絞線類型的特征導(dǎo)線直徑含銅量單位長度繞數(shù)屏蔽措施2024/5/9102.2.1雙絞線概述(續(xù))雙絞線的類型屏蔽雙絞線STP非屏蔽雙絞線UTP1類2類3類4類5類超5類等2024/5/9112.2.2雙絞線的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)成本低，易于安裝應(yīng)用廣泛缺點(diǎn)帶寬有限信號傳輸距離短抗干擾能力不強(qiáng)2024/5/9122.2.3雙絞線的應(yīng)用電話傳輸系統(tǒng)中的用戶線用戶環(huán)路，4KHz（模擬）ISDN（數(shù)字）xDSL（數(shù)字）數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中以太網(wǎng)2024/5/9132.3同軸電纜2.3.1概述2.3.2特點(diǎn)2.3.3應(yīng)用2024/5/9142.3.1同軸電纜概述同軸電纜的結(jié)構(gòu)銅導(dǎo)體絕緣層屏蔽層（返回路徑）外套分類基帶同軸電纜：50歐姆阻抗，用于數(shù)字傳輸寬帶同軸電纜：75歐姆阻抗，用于模擬傳輸2024/5/9152.3.2同軸電纜的特點(diǎn)可用頻帶寬：可達(dá)數(shù)Ghz抗干擾能力強(qiáng)較大的傳輸距離安裝成本高、不容易移動2024/5/9162.3.3同軸電纜的應(yīng)用長途電話傳輸，局間中繼線路：E1有線電視廣播：CATV局域網(wǎng)計算機(jī)系統(tǒng)之間的短期連接2024/5/9172.4無線信道2.4.1無線信道的基本概念2.4.2電磁波在無線信道中的傳播2024/5/9182.4.1無線信道的基本概念無線信道的定義：無線通信中基站天線與用戶天線之間的傳播路徑無線通信的特點(diǎn)：由于遠(yuǎn)比有線通信惡劣和多變的無線傳播環(huán)境，需要深入研究信道的特點(diǎn)以及對信道的使用方式天線：用來發(fā)射電磁能量或者接收電磁能量的電導(dǎo)體或電導(dǎo)體系統(tǒng)2024/5/9192.4.2電磁波在無線信道的傳播基本傳播機(jī)制直射反射繞射散射2024/5/9202.4.3無線信道的特點(diǎn)頻譜資源有限傳播環(huán)境復(fù)雜存在多種干擾網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠嘧?024/5/9212.4.4微波微波頻段：1Ghz到100Ghz微波中繼放大器之間的距離取決于傳輸?shù)念l率微波在視線范圍內(nèi)傳播2024/5/922微波的優(yōu)點(diǎn)足夠的帶寬波長短受天電干擾小2024/5/923微波的缺點(diǎn)視線范圍傳播對環(huán)境因素敏感需要頻帶使用許可潛在的環(huán)境限制2024/5/924微波的應(yīng)用微波中繼通信多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)MDS（LMDS）無線局域網(wǎng)第四代移動通信系統(tǒng)2024/5/9252.4.5衛(wèi)星通信的概念衛(wèi)星通信是利用衛(wèi)星作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)微波信號，實現(xiàn)兩個或多個地球站間的通信

2024/5/926衛(wèi)星的頻帶衛(wèi)星頻率分配涉及的兩個頻帶上行鏈路：地面站到衛(wèi)星下行鏈路：衛(wèi)星到地面站衛(wèi)星通信使用的頻譜資源C波段Ku波段Ka波段L波段2024/5/927衛(wèi)星通信的優(yōu)、缺點(diǎn)衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)程接入覆蓋范圍廣對地球拓?fù)洳幻舾谐杀竞途嚯x關(guān)系小高帶寬2024/5/928衛(wèi)星的缺點(diǎn)初裝成本高GEO系統(tǒng)傳輸時延較大環(huán)境干擾問題需要許可證某些區(qū)域內(nèi)分配受限制自然現(xiàn)象造成影響2024/5/9292.4.6無線電波與紅外線無線電波一般為全向性的3kHz-300GHz紅外線視距范圍傳播與微波區(qū)別：無法穿透墻體，不存在頻率分配問題2024/5/9302.5光纖2.5.1概述2.5.2光纖部件2.5.3光纖的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)2.5.4光纖的應(yīng)用2024/5/9312.5.1概述1950—1960年，CharlesKao提出制造光纖的設(shè)想,1966年7月高錕發(fā)表文章指明了光纖的研究方向1970年,美國康寧公司首次研制成達(dá)到實用水平的光纖2024/5/9322.5.2光纖的工作窗口工作窗口的定義

光纖對特定波長的光波的傳輸損耗明顯要小于其他波長的光波，這些特定的波長就是光纖的工作窗口三個工作窗口0.8-0.9μm1.31μm1.55μm2024/5/9332.5.3光纖的相關(guān)概念光纜的工作原理光在空氣中沿直線傳播；光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)會發(fā)生折射；如果入射角大于臨界值會發(fā)生全發(fā)射；因此，在玻璃纖維外包裹一定的材料，利用全反射保證光波只在玻璃纖維中傳播2024/5/9342.5.3光纖的相關(guān)概念(續(xù))光纖的結(jié)構(gòu)玻璃纖維(信號的傳輸)包層(將光信號封閉在纖芯中)涂覆層光纜：將多條光纖固定在一起構(gòu)成2024/5/9352.5.3光纖的相關(guān)概念(續(xù))光纖的分類單模光纖和多模光纖模式：光纖中的一個特定的入射角對應(yīng)一個模式光纖的損耗光波通過光纖后，光的強(qiáng)度會被衰減，這就形成了光纖的傳輸損耗。損耗是影響光纖傳輸距離的重要因素。2024/5/9362.5.3光纖的相關(guān)概念(續(xù))光纖的色散光信號經(jīng)光纖傳輸，到達(dá)輸出端時會發(fā)生時間上的展寬，這種現(xiàn)象稱為色散2024/5/9372.5.4光纖的優(yōu)點(diǎn)