常见的网络传输介质

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常见的网络传输介质

2024-07-09 19:58| 来源: 网络整理| 查看: 265

常见的网络传输介质 传输介质有线介质无线介质

传输介质

传输介质是网络中传输数据的物理介质,不同的传输介质在传输带宽、时延、辐射及维护成本等方面均具有不同的特性。 传输介质大致分为有线介质和无线介质两类,有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等,无线介质即电磁波。 网络传输介质也是我们所说的链路。

有线介质

1.双绞线

双绞线是网络中最早使用的传输介质,价格便宜,性能适中。双绞线由两根带有绝缘层的铜质导线组成,导线直径约为1 mm。为了降低传输信号时产生的干扰,将这两根导线绞合成螺旋状,如图2-4所示。 在这里插入图片描述 模拟信号及数字信号均可在双绞线上传输,其可靠传输距离一般为10km 。 如果需要实现更远距离的通信: 对于模拟信号通信,需在网络中加入放大器以放大信号; 对于数字信号通信,需加入中继器对信号进行再生及还原。

双绞线按结构分为非屏蔽双绞线(UTP,Unshielded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP,Shielded Twisted Pair)。 屏蔽双绞线通过在双绞线外加上一层金属屏蔽层,可有效地降低电磁干扰,具有更高的传输性能,但价格也更高。

双绞线有两种较为重要的型号: 3类双绞线由4组绞合在一起的铜质导线对组成,外覆一层绝缘胶管。 5类双绞线的构成与3类双绞线相似,但具有更高的绞合度,可进一步降低干扰,提供更高质量的信号传输。

非屏蔽双绞线:

双绞线类别说明1类电话连接,不适合传输数据2类数据连接,≤4 Mb/s——令牌环网3类数据连接,≤10 Mb/s——以太网10BaseT4类数据连接,≤16 Mb/s——令牌环网5类数据连接,≤100 Mb/s——以太网超5类数据连接,≤1 Gb/s——以太网6类数据连接,≥1 Gb/s——以太网

双绞线中有8条线缆,线缆两端针脚引线的排列有两种类型:直通线和交叉线。“针脚引线”是指电缆中使用的彩色线缆与RJ-45接口特定位置的针脚关系,有T568A和T568B两种标准的针脚引线:

标准12345678T568A绿/白绿橙/白蓝蓝/白橙棕/白棕T568B橙/白橙绿/白蓝蓝/白绿棕/白棕

直通双绞线的两端使用同一种标准,即同时采用T568A或T568B标准。

交叉双绞线的一端采用T568B标准,另一端采用T568A标准。

直通双绞线主要应用于数据终端设备(DTE,Data Terminal Equipment)到数据通信设备(DCE,Data Communications Equipment)的连接。

交叉双绞线主要用于将一台DTE设备连接到其他DTE设备上,或者将一台DCE设备连接到其他DCE设备上。 (DTE主要为路由器、PC或服务器,而DCE为广域网交换机或路由器。)

2. 同轴电缆

同轴电缆比双绞线的抗干扰屏蔽能力强,可实现更远距离上的高速数据传输。 同轴电缆以一条铜质导线为核心,从内向外分别为绝缘层、网状屏蔽层及塑料保护层。 在这里插入图片描述 常用的同轴电缆有50Ω及75Ω两种型号: 50Ω同轴电缆用于数字信号传输; 75Ω同轴电缆最初用于模拟信号传输,目前较常用于传输数字信号。

同轴电缆的网状屏蔽层设计使其具有高传输带宽和低噪声干扰的特性。 网络中的传输带宽由电缆材质、长度、信号信噪比等因素决定。

按照直径的不同,同轴电缆可分为粗缆和细缆两种: ①粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,总体造价高。 ②细缆安装比较简单,造价低,但在安装过程需要切断电缆,两头需装上基本网络连接头(BNC,Bayonet Nut Connector),然后接在T型连接器两端,所以当接头过多时容易产生接触不良的隐患,导致以太网在运行过程中发生故障。

3. 光纤

光纤主要由纤芯(实心的)和包层构成。纤芯的折射率高,包层的折射率低,利用光的全反射原理。 光纤通信:利用光纤传递光脉冲来进行通信。有 光脉冲表示1,无光脉冲表示0。

单模光纤:若光纤的直径减小到只有一个光的波长,则就只有一条光线在光纤中传播,光源为激光二极管,衰耗较小,适合远距离传输。

多模光纤:许多条不同角度的光线在一条光纤中传输,光源为发光二极管,易失真,只适合近距离传输。

相对于传统通信介质,光纤具有如下优势: 1)光纤通信具有低损耗、高带宽的特点,特别适用于远距离通信。 2)光纤在传输光信号时不会产生电磁干扰。 3)光信号通过光纤时无辐射磁场,有效降低了数据被窃听或截取的风险。 4)光纤通信不需要金属导线,减少了线缆的重量及所需的空间。

光纤存在缺点的缺点是: 1)精确连接两根光纤需要使用专用设备,造成额外开销。 2)通常情况下,使用光纤连网时,网络拓扑被设计为由若干点对点连接组成的环状网络,以T型接口作为链路间的连接设备,并允许计算机从接口处接入网络。

无线介质

无线通信因具有不受地理位置限制、部署和接入方式灵活等特点,成为移动接入的通信选择。 无线通信利用电磁波在自由空间的传播进行数据传输。常用的无线通信方式包括短波通信、微波通信和蓝牙等。

1.短波通信

短波通信是指利用频率在3~30MHz的电磁波进行通信,短波波段的电磁波既可以沿地面传播,也可以通过电离层的反射进行远距离传输。 短波信道的通信质量较差。当使用短波通信时,通常以低速传输,每路信道的传输速率在数十bps到数百bps。要提高数据的传输速率,需使用更加复杂的调制解调技术。

2.微波通信

微波是指频率在300MHz300GHz,波长在1mm1m的电磁波。 微波可穿透电离层进入外层空间,传统的微波通信主要有两种方式:地面微波接力通信、卫星通信。

地面微波接力通信

目前地面微波接力通信被广泛应用于长途电话、移动电话和无线电视等领域。 通信距离较远时,接收端与发送端之间必须建立若干个中继站,将接收到的信号放大之后发送至下一站,这种通信方式即地面微波接力通信。

其主要特点如下: 1)微波波段频率高,范围广,具有较大的通信信道容量。 2)环境噪声的频率大多低于微波,且微波通信自身不产生干扰,可提供高质量的数据传输。 3)微波通信不需要架设电缆,中继站占地面积较小,易于建立,可以适应恶劣地形环境。

微波通信存在如下一些缺点: 1)相邻站点需在视距范围之内,且中间不能有障碍物,在某些情况下发送端发射的信号可能经过多条路径才能到达接收端,造成多径衰减现象。 2)恶劣的气候有可能对微波传输造成影响。 3)微波通信较有线通信更易被窃听。 4)当通信距离较远时,中继站的数目也随之增加,对中继站的维护开销增大。

卫星通信

在卫星通信领域中,甚小孔径地球站(VSAT,Very Small Aperture Terminal)被大量使用。VSAT卫星通信系统由地面部分和空间部分两部分组成。

3.蓝牙

蓝牙技术能够在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的无线数据和语音通信,是目前无线个人局域网的主流技术之一。两个蓝牙设备在首次通信前,需要进行身份识别,一旦识别并连接成功,就可以通过蓝牙进行通信传输了。蓝牙设备必须能够彼此识别,并通过安装所需要的软件识别出彼此支持的高层功能。

蓝牙系统的网络结构的拓扑结构有两种形式,即微微网和分布式网络。



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