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淺析計算機網(wǎng)絡(luò)的幾種傳輸介質(zhì)

汽車玩家 ? 來源:今日頭條 ? 作者:不一樣的程序猿 ? 2020-03-15 16:37 ? 次閱讀
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傳輸介質(zhì)也稱為傳輸媒體,它是發(fā)送設(shè)備和接受設(shè)備之間的物理通路。傳輸介質(zhì)可分為導(dǎo)向傳輸介質(zhì)和非導(dǎo)向傳輸介質(zhì),在導(dǎo)向傳輸介質(zhì)中,電磁波被導(dǎo)向沿著固體媒介(銅線或光纖)傳播,而非導(dǎo)向傳輸介質(zhì)可以是空氣、真空或海水等。

1、雙絞線

雙絞線是古老、又常用的傳輸介質(zhì),它由兩根采用一定規(guī)則并排絞合的、相互絕緣的銅導(dǎo)線組成。絞合可以減少相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。為了進一步提高抗電磁干擾能力,可在雙絞線的外面再加上一個由金屬絲編織成的屏蔽層,這就是屏蔽雙絞線(STP),無屏蔽層的雙絞線就稱為非屏蔽雙絞線(UTP),

雙絞線價格便宜,是最常用的傳輸介質(zhì)之一,在局域網(wǎng)和傳統(tǒng)電話網(wǎng)中普遍使用。雙絞線的帶寬取決于銅線的粗細和傳輸?shù)木嚯x。模擬傳輸和數(shù)據(jù)傳輸都可以使用雙絞線,其通信距離一般為幾公里到數(shù)十公里。距離太遠時,對于模擬傳輸,要用放大器放大衰弱的信號;對于數(shù)字傳輸,要用中繼器將失真的信號整形。

2、 同軸電纜

同軸電纜由導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)絡(luò)編織屏蔽層和塑料外層構(gòu)成,按特性阻抗數(shù)值的不同,通常將同軸電纜分為兩類:50π同軸電纜和75π同軸電纜。其中,50π同軸電纜主要用于傳送基帶數(shù)字信息,又稱為基帶同軸電纜,它在局域網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用;75π同軸電纜主要用于傳輸寬帶信號,又稱為寬帶同軸電纜,它主要用于有線電視系統(tǒng)。

由于外導(dǎo)體屏蔽層的作用,同軸電纜具有良好的抗干擾特性,被廣泛用于傳輸較高速率的數(shù)據(jù),其傳輸距離更遠,但價格較雙絞線貴。

3.光纖

光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維(簡稱光纖)傳遞光脈沖來進行通訊。有光脈沖表示1,無光脈沖表示0.而可見光的頻率大約10^8MHZ,因此光纖通信系統(tǒng)的寬帶范圍極大。

光纖主要由纖芯和包層構(gòu)成,光波通過纖芯進行傳導(dǎo),包層較纖芯有較低的折射率。當(dāng)光線從高折射率的介質(zhì)射向低折射率的介質(zhì)時,其折射角 將大于入射角。因此入射角足夠大,就會出現(xiàn)全反射,即光線碰到包層時候就會折射回纖芯,這個過程不斷重復(fù),光也就沿著光纖傳輸下去。

只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于某一個臨界角度,就可以產(chǎn)生全反射。因此可以存在許多從不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸,這種光纖被稱為多模光纖,多模光纖的光源為發(fā)光二極管。但光脈沖在多模光纖中傳輸時會逐漸展寬,造成失真,因此多模光纖指適合于近距離傳輸。

若光纖的直徑減少到只有一個光的波長,則光纖就像一根波導(dǎo)那樣,它可使光纖一直向前傳播,而不會產(chǎn)生多次反射,這樣的光纖就是單模光纖。單模光纖的纖芯很細,起致敬只要幾微米,制造成本較高。同時,單模光纖的光源為定向性很好的激光二極管,因此單模光纖的損耗較小,適合遠距離傳輸。

4.無線傳輸介質(zhì)

無線通信已廣泛應(yīng)用于移動電話領(lǐng)域,構(gòu)成蜂窩式萬縣電話網(wǎng)。隨著便攜式計算機的出現(xiàn),以及在軍事、野外等特殊場合下移動通信聯(lián)網(wǎng)的需要,促進了數(shù)字化移動通信的發(fā)展,現(xiàn)在無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的應(yīng)用已非常普遍。

1)無線電波

無線電波具有較強的傳透能力,可以傳輸很長的距離,所以它被廣泛地應(yīng)用于通信領(lǐng)域 ,如無線手機通訊,還有計算機網(wǎng)絡(luò)中的無線局域網(wǎng)(WLAN)。因此無線電波是將信號向所有方向散播,這樣在有效距離范圍內(nèi)的接受設(shè)備就無須對某一個方向來與無線電波發(fā)射者進行通信連接,大大簡化了通信連接,這也是無線電傳輸?shù)淖钪匾獌?yōu)點之一。

2)微波、紅外線和激光

目前高帶寬的無線通信主要使用單種技術(shù):微波、紅外線和激光。它們都需要在發(fā)送方和接收方之間有一條視線通路,有很強的方向性,都是沿直線傳播,有時統(tǒng)稱這三者為視線介質(zhì)。不同的是紅外線通信和激光通信把要傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換為各自的信號格式,即紅外光信號和激光信號,再直接在空間中傳播。

微波通信的頻率較高、頻段范圍也很廣,載波頻率通常為2—40GHZ,因為通信信道的容量大。如一個帶寬為2MHZ的頻段可容納500條語音線路,若用來傳輸數(shù)字信號,數(shù)據(jù)率可達到數(shù)兆比特每秒。與通常的無線電波不一樣,微波通信的信號都是沿直線傳播的,故在地面的傳播 距離有限,超過一定距離后就要用中繼站來接力。

衛(wèi)星通訊是利用地球同步衛(wèi)星作為中繼來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號,可以克服地面微波距離的限制。三顆相鄰120度的同步衛(wèi)星幾乎能覆蓋整個地球表面,因而基本能實現(xiàn)全球通信。衛(wèi)星通信的優(yōu)點是通信容量大、距離遠、覆蓋廣,缺點是端到端的傳播延遲長,一般在250~270ms。

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