现代通信网络中传输介质的选择

1、学生毕业论文题 目：现代通信网络中传输介质的选择作 者：王晓艳 你发到我网易的邮箱里wangxiaoyan109 指导教师：王栋电子信息工程 学院 电信 系计算机通信 专业 07 级 3 年制 班2010年 12 月 1 日主要内容简介:本论文主要分为四章：（一）、在论文第一章中将主要介绍现今的通信网所用的传输介质：主要是同轴电缆、双绞线、光纤、微波线路和卫星通信、光缆的概念，让读者对此些介质有一个简要的了解。（二）、在论文第二章中介绍在第一章中介绍的这些导向介质、非导向介质的性质特点及其作用，具体会提到它们各自使用的材料及其作家。造价应该是当代通信中介质选择首要考虑的因素。（三）、在论文第三

2、章中主要介绍局域网，局域网是目前计算机通信中常用的通信网络。并且列出上述介质各适用于何种通信网络。（四）、在这篇论文中，还将着重介绍光缆这种传输介质，因为光缆是目前在通信领域最具发展潜力的传输介质，具有传输速率高，误码率低、衰减小，传播时延小的有点，又很高的应用价值。指导教师姓名王栋职 称讲师论文评语成 绩指导教师总评意见：评审人：年 月 日注：1评语、成绩须由指导教师填写。2评语及总评意见应包括学术价值、实际意义、达到水平、学术观点和论证有无错误。引言当今社会是一个信息多元化的社会，信息已经成为经济发展的战略资源和独特的生产要素，经济的竞争实际上已演变成为信息的竞争，而所有关于信息的竞争最终

3、都要归结到计算机通信中。所以本论文将主要论述计算机通信中强大的主体支撑物-传输介质。 所谓介质，就是传输系统中在发送器和接收器直间的物理线路。读者可以从论文正体部分看到各个介质的概念以及其属性。让读者对计算机通信网中的传输介质有一个比较全面的了解。本文将从两大类导向型和非导向型传输介质展开介绍，让读者了解，在导向媒介中，电磁波沿着固体媒介（如铜线、光纤等）传播，而非导向型传输媒介则是指自由空间。由于科技信息技术的快速发展，社会各方面的节奏变快了，人们不仅要求能够在运动中进行通信，而且要求在运动中进行计算机数据的通信（俗称上网），因此在最近十几年无线电通信发展的特别快。所以让广大读者了解计算机通

4、信网络方面的知识有非同小可的意义。目录第一章 传输介质概述第一节 传输介质分类第二节计算机通信中的有线传输介质2.1双绞线2.1同轴电缆2.3光纤2.4架空明线第三节 计算机通信中的无线传输介质1.3.1无线电波1.3.2光波第二章传输介质的特性第一节双绞线的特性第二节同轴电缆的特性2.2.1同轴电缆基本特性2.2.2同轴电缆网络第三节 短波通信第四节 无线电微波通信第五节 卫星通信2.3光纤特性2.4短波通信简介2.5无线电微波通信简介2.6卫星通信第三章 传输介质的用途及其前景第一节 局域网的定义及其特点3.1.1局域网的定义3.1.2支持局域网的媒介第二节 光纤通信的发展趋势第四章 新兴

5、科技智能天线简述第一节智能天线的产生与发展第二节智能天线的分类4.2.1多波束智能天线4.2.2自适应智能天线现代通信网络中传输介质的选择概述数据通信网是计算机技术和通信技术相结合的产物，亦称为计算机通信网。当今社会，信息已成为经济发展的战略资源和独特的生产要素，经济的竞争实际上已演变为信息的竞争。经30余年的发展，产生了各式各样的局域网和广域网以及它们之间的互联体系。这种竞争和发展都围绕着计算机通信网中的传输介质。第一章 传输介质第一节 传输介质分类本章主要讨论传输介质。通信介质按其特征分为有限介质和无线介质。有线介质包括：双绞线、同轴电缆、光纤、光纤电缆、架空明线、多芯电缆等。无线介质包括

6、：无线电波、光波等。下文我将着重介绍各种传输介质的组成及其特性。第二节 计算机通信中有线传输介质2.1双绞线双绞线：又称双扭线，它是由若干对且每对由两条相互绝缘的铜导线按一定规则胶合而成，采用该结构可减少临近线对的电磁干扰，根据双绞线是否外加屏蔽层，将其分为屏蔽双绞线（stp）和非屏蔽双绞线（utp）。该种介质即可用于模拟信号传输，也可用于数字信号传输，其通信距离一般为几到几十千米，导线越粗，通信距离越远，单导向价格也越高，美国电子工业协会的远程通信工业分会于1995年颁布的信的“商用建筑物电信布线标准”eia/tia-586-a规定了5种utp的标准：第一类双绞线是住宅常用的德缠绕式电话线，

7、只适合于语音传输，不适合高数据传输。第二类双绞线传输速率为4，可用于传输语音和数据，第三类是局域网lan采用的最低档双绞线，传输速率可达，第四类主要用于令牌环网，传输速率为，第五类可提供的传输速率，可用于光纤分布数据接口，快速以太网和atm，而超五类可保证的传输速率。在本文的第二部分中我将着重介绍第三类、第四类双绞线的用途。双绞线主要用于星形拓扑结构，工控行业的现场总线系统常常也采用此种介质。a图为双绞线实物图，bc为rj45接头（水晶头），b图为示意图，c图为实物图。2.2同轴电缆同轴电缆（如图11）:由内导线铜质芯线(单股实心线或多股胶合线)绝缘层网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层组成

8、.同轴电缆的这种结构使其具有高带宽和较好的抗干扰性.并且可在共享通信线路上支持更过站点。同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，即下面要讲的宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生产厂家。同轴电缆按特性阻抗阻抗数值的不同将其分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。 图1-1 同轴电缆示意图基带同轴电缆:一条同轴电缆只支持一个信道,传输带宽为1-20mb/s，它能以10mb/s的苏联把基带

9、数字信号传输11.2km，而基带数字信号传输（所谓基带数字信号传输时指按数字信号流方式进行的传输，无需任何调制。）是局域网中广泛使用的一种信号传输技术。宽带同轴电缆：它支持的宽带为300450mhz,可用于宽带数据信号的传输，传输距离可达100km，所谓宽带数据信号的传输时指可利用多路复用技术在宽带介质上进行所录数据信号的传输，它既能传输数字信号，也能传输诸如语音、视频等模拟信号，是综合数字宽带网的一种理想介质。同轴电缆用于早期的总线型网络。在局域网中使用的同轴电缆共有75欧姆、50欧姆、93欧姆三种rg59型75欧姆电缆是公用天线电视系统（catv）采用的标准电缆，它常用于传输频分多路fdm

10、方式产生的模拟信号，频率可达300400mhz，称作宽带传输，也可用于传输数字信号。50欧姆同轴电缆分粗缆（rg-8型或rg-11型）和细缆（rg-58型）两种。粗缆抗干扰性能好，传输距离远，细缆价格低，传输距离近，传输速率一般为10mbps，适用于以太网。rg62型93欧姆电缆时arcnet网采用的同轴电缆，通常只是用于基带传输，传输速率为2200mbps.同轴电缆主要用于早期的总线型网络 使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4khz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。由于宽带网使用标准

11、的有线电视技术，可使用的频带高达300mhz（常常到450mhz）；由于使用模拟信号，需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。宽带系统又分为多个信道，电视广播通常占用6mhz信道。每个信道可用于模拟电视、cd质量声音(1.4mb/s)或3mb/s的数字比特流。电视和数据可在一条电缆上混合传输。宽带系统和基带系统的一个主要区别是：宽带系统由于覆盖的区域广，因此，需要模拟放大器周期性地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号，因此，如果计算机间有放大器，则报文分组就不能在计算机间逆向传输。为了解决这个问题，人们已经开发了两种类型的宽带系统：

12、双缆系统和单缆系统。双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。为了传输数据，计算机通过电缆1将数据传输到电缆数根部的设备，即顶端器(head-end)，随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往下传输。所有的计算机都通过电缆1发送，通过电缆2接收。单缆系统，另一种方案是在每根电缆上为内、外通信分配不同的频段。低频段用于计算机到顶端器的通信，顶端器收到的信号移到高频段，向计算机广播。在子分段(subsplit)系统中，5mhz30mhz频段用于内向通信，40mhz300mhz频段用于外向通信。在中分(midsplit)系统中，内向频段是5mhz116mhz，而外向频段为168mhz300mhz。这一选择

13、是由历史的原因造成的。 宽带系统有很多种使用方式。在一对计算机间可以分配专用的永久性信道；另一些计算机可以通过控制信道，申请建立一个临时信道，然后切换到申请到的信道频率；还可以让所有的计算机共用一条或一组信道。从技术上讲，宽带电缆在发送数字数据上比基带（即单一信道）电缆差，但它的优点是已被广泛安装。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。2.3光纤光纤呈圆柱形,由芯,封套和外套三部分组成,芯是光纤最中心的部分,它由一条或多条非常细的玻璃或塑料纤维线组成,每根纤维线都有它自己的封套.。由于这一玻璃或塑料封套涂层的折射率比芯线低，因此可使光波保持在芯线内。环绕一束或多束有

14、封套纤维的外套由若干塑料或其它材料层构成，以防止外部的潮湿气体侵入，并可防止磨损或挤压等伤害，根据光纤传输数据模式的不同，它分为多模光纤和单模光纤。多模光纤：指光在光纤中可能有多条不同角度入射的光线在一条光纤中的传播没有反射，而沿直线传播，这种光纤的直径非常细，就像一根波导那样，可使光线一直向前传播。多模有多条光通路。单模光纤容量大，价格较贵，目前单模光纤芯、连包层尺寸约为8.3微米/125微米，而多模光纤常用的为62.5微米。光纤不易受电磁干扰和噪声影响，可进行远距离、高速率的数据传输，一般只适应于点到点或环形连接。光纤性能较好，传输距离较远，价格较贵。所以说我认为未来关于通信介质的研究也应

15、该放在降低光纤造价上。光缆是光纤电缆的简称，是传送光信号的介质，它由纤芯包层和外部一层的增强强度的保护层构成。纤芯是采用二氧化硅掺以锗、磷等材料制成，呈圆柱形。外面包层用纯二氧化硅制成，它将光信号折射到纤芯中。现代的生产工业可以制造出超低损耗的光纤，即做到光线在纤芯中传输数公里而基本上没什么损耗。这一点乃是光纤通信得到飞速发展的最大因素。在光纤通信中常用的三个波段的中心分别位于0.85微米，1.30微米，1.55微米。后两种情况的衰减都较小。0.85微米波段的衰减较大，但在此波段的其他特性较好，所有的这三数据通信网是计算机技术和通信技术相结合的产物，亦称为计算机通信网。当今社会，信息已成为经济

16、发展的战略资源和独特的生产要素，经济的竞争实际上已演变为信息的竞争。经30余年的发展，产生了各式各样的局域网和广域网以及它们之间的互联体系。这种竞争和发展都围绕着计算机通信网中的传输介质。本章主要讨论传输介质。通信介质按其特征分为有限介质和无线介质。有线介质包括：双绞线、同轴电缆、光纤、光纤电缆、架空明线、多芯电缆等。无线介质包括：无线电波、光波等。下文我将着重介绍各种传输介质的组成及其特性。双绞线：又称双扭线，它是由若干对且每对由两条相互绝缘的铜导线按一定规则胶合而成，采用该结构可减少临近线对的电磁干扰，根据双绞线是否外加屏蔽层，将其分为屏蔽双绞线（stp）和非屏蔽双绞线（utp）。该种介质

17、即可用于模拟信号传输，也可用于数字信号传输，其通信距离一般为几到几十千米，导线越粗，通信距离越远，单导向价格也越高，美国电子工业协会的远程通信工业分会于1995年颁布的信的“商用建筑物电信布线标准”eia/tia-586-a规定了5种utp的标准：第一类双绞线是住宅常用的德缠绕式电话线，只适合于语音传输，不适合高数据传输。第二类双绞线传输速率为4，可用于传输语音和数据，第三类是局域网lan采用的最低档双绞线，传输速率可达，第四类主要用于令牌环网，传输速率为，第五类可提供的传输速率，可用于光纤分布数据接口，快速以太网和atm，而超五类可保证的传输速率。在本文的第二部分中我将着重介绍第三类、第四类

18、双绞线的用途。双绞线主要用于星形拓扑结构，工控行业的现场总线系统常常也采用此中介质同轴电缆（如图11）:由内导线铜质芯线(单股实心线或多股胶合线)绝缘层网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层组成.同轴电缆的这种结构使其具有高带宽和较好的抗干扰性.并且可在共享通信线路上支持更过站点。同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，即下面要讲的宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生产厂家。

19、同轴电缆按特性阻抗阻抗数值的不同将其分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。 一条同轴电缆只支持一个信道,传输带宽为1-20mb/s，它能以10mb/s的苏联把基带数字信号传输11.2km，而基带数字信号传输（所谓基带数字信号传输时指按数字信号流方式进行的传输，无需任何调制。）是局域网中广泛使用的一种信号传输技术。宽带同轴电缆：它支持的宽带为300450mhz,可用于宽带数据信号的传输，传输距离可达100km，所谓宽带数据信号的传输时指可利用多路复用技术在宽带介质上进行所录数据信号的传输，它既能传输数字信号，也能传输诸如语音、视频等模拟信号，是综合数字宽带网的一种理想介质。同轴电缆用于早期的总线型网络

20、。在局域网中使用的同轴电缆共有75欧姆、50欧姆、93欧姆三种rg59型75欧姆电缆是公用天线电视系统（catv）采用的标准电缆，它常用于传输频分多路fdm方式产生的模拟信号，频率可达300400mhz，称作宽带传输，也可用于传输数字信号。50欧姆同轴电缆分粗缆（rg-8型或rg-11型）和细缆（rg-58型）两种。粗缆抗干扰性能好，传输距离远，细缆价格低，传输距离近，传输速率一般为10mbps，适用于以太网。rg62型93欧姆电缆时arcnet网采用的同轴电缆，通常只是用于基带传输，传输速率为2200mbps.同轴电缆主要用于早期的总线型网络使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称

21、为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4khz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300mhz（常常到450mhz）；由于使用模拟信号，需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。 宽带系统又分为多个信道，电视广播通常占用6mhz信道。每个信道可用于模拟电视、cd质量声音(1.4mb/s)或3mb/s的数字比特流。电视和数据可在一条电缆上混合传输。宽带系统和基带系统的一个主要区别是：宽带系统由于覆盖的区域广，因此，需要模拟放大器周期性

22、地加强信号。这些放大器仅能单向传输信号，因此，如果计算机间有放大器，则报文分组就不能在计算机间逆向传输。为了解决这个问题，人们已经开发了两种类型的宽带系统：双缆系统和单缆系统。双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。为了传输数据，计算机通过电缆1将数据传输到电缆数根部的设备，即顶端器(head-end)，随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往下传输。所有的计算机都通过电缆1发送，通过电缆2接收。单缆系统，另一种方案是在每根电缆上为内、外通信分配不同的频段。低频段用于计算机到顶端器的通信，顶端器收到的信号移到高频段，向计算机广播。在子分段(subsplit)系统中，5mhz30mhz频段用于内向通

23、信，40mhz300mhz频段用于外向通信。在中分(midsplit)系统中，内向频段是5mhz116mhz，而外向频段为168mhz300mhz。这一选择是由历史的原因造成的。 宽带系统有很多种使用方式。在一对计算机间可以分配专用的永久性信道；另一些计算机可以通过控制信道，申请建立一个临时信道，然后切换到申请到的信道频率；还可以让所有的计算机共用一条或一组信道。从技术上讲，宽带电缆在发送数字数据上比基带（即单一信道）电缆差，但它的优点是已被广泛安装。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。光纤呈圆柱形,由芯,封套和外套三部分组成,芯是光纤最中心的部分,它由一条或多条

24、非常细的玻璃或塑料纤维线组成,每根纤维线都有它自己的封套.。由于这一玻璃或塑料封套涂层的折射率比芯线低，因此可使光波保持在芯线内。环绕一束或多束有封套纤维的外套由若干塑料或其它材料层构成，以防止外部的潮湿气体侵入，并可防止磨损或挤压等伤害，根据光纤传输数据模式的不同，它分为多模光纤和单模光纤。图12 光纤示意图多模光纤：指光在光纤中可能有多条不同角度入射的光线在一条光纤中的传播没有反射，而沿直线传播，这种光纤的直径非常细，就像一根波导那样，可使光线一直向前传播。多模有多条光通路。单模光纤容量大，价格较贵，目前单模光纤芯、连包层尺寸约为8.3微米/125微米，而多模光纤常用的为62.5微米。光纤

25、不易受电磁干扰和噪声影响，可进行远距离、高速率的数据传输，一般只适应于点到点或环形连接。光纤性能较好，传输距离较远，价格较贵。所以说我认为未来关于通信介质的研究也应该放在降低光纤造价上。光缆是光纤电缆的简称，是传送光信号的介质，它由纤芯包层和外部一层的增强强度的保护层构成。纤芯是采用二氧化硅掺以锗、磷等材料制成，呈圆柱形。外面包层用纯二氧化硅制成，它将光信号折射到纤芯中。现代的生产工业可以制造出超低损耗的光纤，即做到光线在纤芯中传输数公里而基本上没什么损耗。这一点乃是光纤通信得到飞速发展的最大因素。在光纤通信中常用的三个波段的中心分别位于0.85微米，1.30微米，1.55微米。后两种情况的衰

26、减都较小。0.85微米波段的衰减较大，但在此波段的其他特性较好，所有的这个波段都具有2500030000ghz的带宽，可见光纤的通信容量非常大，由于光纤非常细，连包层一起的直径也也到0.2mm，因此必须将光纤做成很结实的光缆，一根光缆少则只有一根光纤，多则可包括数十至数百根光纤，再加上强芯和填充物就可以大大提高其机械强度达到几公斤，完全可以满足工程施工的强度要求。2.4架空明线架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，它是一种在20世纪初就已经大量使用的通信介质。该种介质安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境影响大并且对噪声干扰敏感，因此，它已经逐渐退出通信介质的历史舞台

27、，因此在本论文中将不再重点介绍架空明线。此外有线传输介质还有多芯电缆。第三节 计算机通信中的无线介质无线传输介质是指利用无线电波或光波充当传输导体的传输介质，现代通信技术中用到的无线传输介质有无线电波、微波、红外线和卫星通信等，在下文中将一一介绍这些介质。2.1无线电波无线电波是一种传播距离远，能够穿透建筑物，既可以全方位传播，也可以定向传播的电波。无线电波的传播方式主要有：地面波传播、天线传播、地-电离层传播、视距传播、散射传播、外大气层传播以及行星际空间电波传播等几种。其中地面电波传播既无线电波沿地球表面传播，它在传播过程中，其场强因大地吸收会衰减，频率越高则衰减越大；长波、中波由于频率低

28、，加上绕射能力强，因此利用这种传播方式可实现远距离通信，地波传播受季节，昼夜变化影响小，信号传输比较稳定；天波传播是短波的主要传播方式；地-电离层波导传播指电波在从地球表面至低电离层下缘之间的球壳形空间内的传播。长波、甚长波在该波段内能以较小的衰减传播数千千米，且受电离层扰动影响小，传播稳定，故可用于远距离通信；视距传播是直射波传播（由发射天线辐射的电波像光线一样按直线传播，直接传到接收点）和大地反射波传播（有发射天线发射，经地面反射到达接收点的传播方式）这两种传播方式的统称。它传播的距离一般为2050km，主要用于超短波及微波通信；散射传播是利用对流层或电离层介质中的不均匀体或流行余际对无线

29、电波的散射作用进行的传播。利用散射传播实现通信的方式目前主要是对流层散射通信，其常用频段为0.25mhz,单跳距离可达100500km，外大气层及行星星际空间电波传播是宇宙飞船，人造地球卫星或星体为对象，在地-空，空-空之间进行的电波传播，卫星通信即利用这种传播方式。卫星通信的这种方式也是本论文中所要重点拓展的部分，在未来通信介质的发展中有很大潜力。2.2光波在光波中，红外线、激光是常用的信号载体，红外线广泛用于短距离通信，如电视、录像机、空调器等家用电器使用的遥控装置，激光刻用于建筑物之间的局域网连接，因为激光具有高带宽和定向性好的优势，但是，由于天气，热气流或热辐射等影响，使得它的工作质量

30、存在不稳定性。这个问题也将是本论文所讨论的重点，下文在其性能与通信介质选择中将会提到。第二章 传输介质的特性下面一部分主要简述导向媒介、非导向媒介的性能及其用途。第一节 双绞线特性在导向媒介中，双绞线使用最多的地方就是到处都有的电话系统，几乎所用的电话系统、电话都用双绞线连接到电话交换机。这段从用户电话机到交换机的双绞线称为用户线或用户环路（subscriber loop）。通常将一定数量的这种双绞线捆成电缆，在外面包上护套。模拟传输和数字传输都可使用双绞线，其通信距离一般为几到几十公里。距离太长时就要加到放大器以便将衰减了的信号放大到合适的数值（对于模拟传输），或者加上中继器以便将失真的数字

31、信号进行整形（对于数字传输）。导线越粗，其通信距离就越远，但导线价格也就越高，在数字传输中，若传输的速率为每秒几个兆比特，则传输的距离可达几公里。由于双绞线的价格便宜且性能也不错，因此使用十分广泛。因为在第一章中我已经着重介绍过现代通信网中主要使用的双绞线的类别，不再这里将不再赘述。但无论是那种类别的线，衰减都将随频率升高而增大，使用越粗的导线可以降低衰减，但却增加了导线的价格和重量，先对之间的绞合度（即单位长度内的绞合次数）和线对内两根导线的绞合度，都必须精心的设计，并在生产中加以严格的控制，是干扰在一定程度上得以抵消，这样才能提高线路的传输特性，故我们在工程上使用双绞线时，应使用绞合度较大

32、的线，这样可获得更高的带宽。再设计布线时，要考虑到受到衰减的信号应当有足够大的振幅，以便在有噪声干扰的条件下能过在接收端正确地被检测出阿莱。双绞线能够传送多高速率（mb/s）的数据还与数字信号的编码方法有很大的关系。故在工程中还应研究编码方法。图21给出了几类不同带宽的双绞线及其典型应用：绞合线类别带宽典型应用316mhz低速网络；模拟电话420 mhz短距离的10base-t以太网5100 mhz10base-t以太网；某些10base-t快速以太网5f（超五类）100 mhz100base-t快速以太网； 100base-t吉比特快速以太网6250 mhz1000base-t吉比特以太网；

33、atm网络7600 mhz可能用于今后的10吉比特以太网图21 双绞线用途第二节 同轴电缆特性2.1同轴电缆基本特性同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据，在局域网发展的初期曾广泛采用同轴电缆作为传输媒体。但随着技术的进步，在局域网另约基本上都是采用双绞线作为传输媒介。目前同轴电缆主要用在有线电视网的居民小区中，同轴电缆的宽带取决于电缆的质量。目前高质量的同轴电缆的带宽已接近1ghz。2.1同轴电缆网络 同轴电缆网络一般可分为三类：主干网、次主干网、线缆。主干网。主干线路在直径和衰减方面与其他线路不同,前者通常由有防护层的电缆构成；次主干网。次主干电缆的直径比主干电缆小。当

34、在不同建筑物的层次上使用次主干电缆时,要采用高增益的分布式放大器,并要考虑电缆与用户出口的接口。同轴电缆不可绞接,各部分是通过低损耗的连接器连接的。连结器在物理性能上与电缆相匹配。中间接头和耦合器用线管包住,以防不慎接地。若希望电缆埋在光照射不到的地方,那么最好把电缆埋在冰点以下的地层里。如果不想把电缆埋在地下,则最好采用电杆来架设。同轴电缆每隔100米设一个标记,以便于维修。必要时每隔20米要对电缆进行支撑。在建筑物内部安装时,要考虑便于维修和扩展,在必要的地方还需提供管道,保护电缆。第三节 光纤特性光纤不仅具有容量非常大的优点，而且还具有以下一些特性：传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特

35、别经济；抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要，无线音干扰，保密性好，也不容易被窃听或截取数据；体积小，重量轻。这在现有电缆管道已拥塞不堪的情况下特别有利，例如：1km长的两芯光缆线电缆约重8000kg，而同样长度但容量大得多的一对两芯光缆仅重100kg，但就目前来看，要将两根光纤精确地连接需要专用设备，光电接口还较贵，价格逐年在下降，所以在光纤接口连接的专用设备这一块也应是现在、未来科技所应加大力度研究的领域。当采用光纤连网时，常将一段段点到点的链路串接起来构成一个环路，通过t型接头连接到计算机。t形接头有两种：无缘t形接头和有缘t形接头，因此非常可靠，它里面有一个光电

36、二极管（供接收用）和一个发光二极管led（供发送用），都熔接在主光纤上，即使光电二极管和发光二极管出了故障，也只会使连接的计算机处于脱机状态而整个光纤网的长度受到了限制。有缘的t形接头实际上就是一个源转发器，进入的信号通过光电二极管变成电信号，再生放大后，再经过发光二极管led变成光信号继续向前传送。利用有缘转发器使得两台计算机之间的距离长达数公里。有缘转发器的缺点是：一旦t接头出了故障，整个光纤环路即断开不能工作。现在纯光的信号再生器已开始使用，由于不需要进行光电和电光转换，因此其工作带宽大大增加。第四节 短波通信无限传输可使用的频段范围很广，人们现在已经利用了好几个波段进行通信，短波通信（

37、即高频通信）主要靠电离层的发射，但电离层的不稳定所产生的衰落现象和电离层所产生的多径效应（是同一个信号经过不同发射路径到达同一个接收点，但各反射路径的衰减和时延都不相同，使得最后合成的信号失真很大），这种多径效应使得短波通信质量很差，因此，当必须使用短波无线电台传送数据时，一般都是低速传输，即速率为一个标准模拟话路传几十到几百比特/秒。只有在采用复杂的调制解调技术后，才能使数据的传输速率达到几千比特秒。第五节 无线电微波通信无线电微波通信在数据通信中占有重要地位，微波的频率范围为300mhz300ghz（波长1m10cm）但主要使用240ghz的频率范围。微波在空间主要是直线传播，由于微波会穿

38、透电离层而进入宇宙空间，因此它不像短波那样可以经电离层反射传播到地面上很远的地方，传统的微波通信有两种方式：即地面波接力通信和卫星通信，由于微波在空间是直线传播，而地球表面是曲面，因此其传播受限，一般只有50km左右，但若采用100m高的天线塔，则传播距离可增大到100km，为实现远距离通信必须在一条无线电通信信道的两个终端之间建立若干个中继站。中继站把前一站送来的信号放大后再发送到下一站，故称为“接力”。大多数长途电话业务使用4-6ghz的频率范围，微波接力通信科传输电话、电报、数据等信息。其主要特点是：微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道容量很大，因为工业干扰和天电干扰的主要

39、频谱成分比微波频率低很多，对微波通信的危害比对短波和米波通信小的多，因为微波传输质量较高。与相同容量和长度的电缆载波通信比较，微波接力通信也会造成信号失真，受恶劣天气影响，隐蔽性和保密性差，对大容量中继站的使用和维护要耗费较多的人力和物力的缺点。第六节 卫星通信常用的卫星通信方法是在地球站之间利用位于3万千公里高空的人造同步地球卫星作为中继器的一种短波接力通信。对静止通信卫星就是在太空无人值守的微波通信的中继站。因此卫星通信的主要优缺点大体上和地面微波通信差不多：卫星通信波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其通信信道容量很大，因为工业干扰和天电干扰的主要频谱成分比卫星通信频率低很多，对卫星通信

40、的危害比对短波和米波通信小的多，因为卫星传输质量较高。与相同容量和长度的电缆载波通信比较，卫星接力通信也会造成信号失真，受恶劣天气影响，隐蔽性和保密性差，对大容量中继站的使用和维护要耗费较多的人力和物力的缺点。卫星通信的最大特点是通信距离远，且通信费用与同学距离无关。同步地球卫星发射出的电磁波能辐射到地球上的通信覆盖区的跨度达一万八千多公里，面积约占全球的三分之一。只要在地球赤道上空的同步轨道上，等距离地放置3颗相隔120度的卫星，就能基本上实现全球的通信。和微波接力通信相似，卫星通信的频带很宽，通信的容量也很大，信号所受到的干扰较小，通信比较稳定，为了避免产生干扰，卫星之间的相隔若不小于2度

41、，那么整个赤道只能放置180个同步卫星，好在人们想出来了可以在卫星上使用不同的频段来进行通信，因此总的通信容量还是很大的。目前卫星通信常用的三个波段为：c波段，其频率为4/6ghz，下行3.74.26ghz，上行509256.425ghz,kv波段，频率为11/14ghz，下行11.712.2ghz，上行为14.014.5hz，ka波段，频率为20/30ghz，下行17.721.7上行27.530.5ghz，在卫星通信领域中，甚小孔径地球站vsat（very small aperture terminal）已被大量使用。这种小站的天线直径往往不超过一米，因而每一个小站的价格就较便宜。在vsat

42、卫星通信中，需要有一个较大的中心站用来管理整个卫星通信网，对于某些vsat系统，所有小站之间的通信都需要进过中心站进行存储转发。对于能够进行电话通信的vsat系统，小站之间的通信在呼叫建立阶段要通过中心站。但在连接建立之后。两个小站之间的通信就可以直接通过卫星进行，而不必再经过中心站。卫星通信的另一特点就是具有较大的传播时延。由于各地球站的天线仰角并不相同，因此不管两个地球站之间的地面距离是多少（相隔一条街或相隔上万公里），从一个地球站经卫星到另一地球站的传播时延在250300ms之间。一般可取为270ms,这和其他的通信有较大区别（请注意：这个距离和两个地球站之间的距离没什么关系）。对比之下

43、，地面微波接力通信链路的传播时延一般可取为3.3微秒/千米。卫星通信非常适合于广播信道，因为它的覆盖面很大。但从安全性方面考虑，卫星通信系统的保密性是较差的。通信卫星本身和发射卫星的火箭造价都较高。受电源和元器件寿命的限制，同步卫星的使用寿命一般为78年。卫星地球站的技术较复杂，价格还比较贵。这写都是选择传输媒介是应全面考虑的因素。初同步卫星外，低轨道卫星通信系统已开始使用。低轨道卫星相对于地球不是静止的，而是不停地绕地球旋转，这些卫星在天空上构成了高速链路，由于低轨道卫星离地球很近，因此轻便的手持通信设备都能够利用卫星进行通信。 此外，红外通信，激光通信也是非导向传输媒介，可用于近距离的笔记

44、本电脑的相互传送数据。第三章 传输媒介的用途及其发展趋势前面几章中提到的介质：同轴电缆、双绞线、光纤与无线信道，都是局域网常用的传输介质。所以本章主要介绍局域网及其这些介质的其他用途。第一节 局域网的定义及其特点3.1局域网的定义局域网的定义有两种方式：一种是功能性定义，一种是技术性定义。前一种将局域网定义为一组台式计算机和其他设备，在物理地址上彼此相隔不远，已允许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算机资源的方式互联在一起的系统。这种定义适用于办公环境下的局域网、工厂和研究机构中使用的局域网。就局域网的技术性定义而言，它定义为由特定类型的传输媒介（如电缆，光纤和无线媒体）和网络适配

45、器（亦称网卡）互联在一起的计算机，并受网络操作系统的监控的网络系统。从局域网的应用角度看，局域网主要的技术特点有以下几点：（1）.局域网覆盖有限的地理范围（2）.局域网具有高数据传输速率、低误码率的高质量数据传输环境。（3）.局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护和扩展。（4）.决定局域网特性的主要技术要素是网络拓扑、传输介质和介质访问控制方法。（5）局域网从介质访问控制方法的角度可分为两类：共享介质局域网与交换局域网。在局域网范围的中、高速局域网中使用双绞线，在远距离中则使用光纤，美国电气和电子工程师学会ieee802课题小组为计算机局域网制订了许多标准，ieee802.11定义了无线局域网的技术。3.2传输介质支持的网络类型 局域网能支持多种传输介质，如双绞线、同轴电缆和光缆等第二节 光纤通信的发展趋势 光纤以它独特的优点被人们是通信史上一次革命性的变革。光纤通信网将在长途通信与市话通信中代替所有的电缆通信网，这已为各国公认。在未来的信息社会中，交换大量信息的信息网络也将由光纤通信网络构成。因此，有人说，如果20世纪的通信是电网络的时代，那么21世纪的信息传输将会是全新的光网络时代。随着光电技术的进步，光纤通信技术会朝着一下几个方向