第06章传输介质ppt课件

1、第第6 6章章 传输介质传输介质 6.1 双绞线双绞线(twisted pair) 绞合：可以减小和邻近线路间的电磁干扰。绞合：可以减小和邻近线路间的电磁干扰。 带宽：取决于铜线的粗细和传输距离。带宽：取决于铜线的粗细和传输距离。 分类：分类： STP和和UTP 屏蔽双绞线屏蔽双绞线STP (shielded twisted pair) :线对外面有网状金属屏蔽层线对外面有网状金属屏蔽层,更好的抗干扰性能更好的抗干扰性能,控制网络中常用。控制网络中常用。6.1 6.1 双绞线双绞线(twisted pair)(twisted pair)(续续) )无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线UTPunshield

2、ed twisted Pair）：）：计算机网络中广泛应用。计算机网络中广泛应用。五类五类(category ) ：3、4、5、5e、6。 3类：带宽类：带宽16MHz,轻轻绞合轻轻绞合4类：带宽类：带宽20MHz,绞合较密绞合较密5类和超类和超5类：类：100MHz,更密更密6类：类：200-250MHz6.2 6.2 同轴电缆同轴电缆(coaxial cable) (coaxial cable) 6.2 6.2 同轴电缆同轴电缆(coaxial cable) (coaxial cable) 分类：基带同轴电缆分类：基带同轴电缆 , 宽带同轴电缆宽带同轴电缆 基带同轴电缆基带同轴电缆:一种一

3、种50电缆电缆,用于传输基带数字信号用于传输基带数字信号,早期早期10Base5和和10Base2以太网标准规定使用以太网标准规定使用50同轴电缆粗缆和细缆传输经同轴电缆粗缆和细缆传输经Manchester Coding的基带数字信号。的基带数字信号。宽带同轴电缆宽带同轴电缆:75电缆电缆,有线电视系统有线电视系统CATV中使用的标准电缆；中使用的标准电缆；传输模拟信号传输模拟信号,常采用常采用FDM技术传输多路宽带信号；技术传输多路宽带信号；宽带网频带高达宽带网频带高达300MHz以上以上,可以传输近可以传输近l00km；为了在模拟网上传输数字信号为了在模拟网上传输数字信号,需要把进入网络的

4、比需要把进入网络的比特流特流模拟信号模拟信号,并把网络输出信号并把网络输出信号比特流；比特流；宽带系统又可分为多个信道：宽带系统又可分为多个信道：每个信道可用于模拟电视、每个信道可用于模拟电视、CD声音或数字比特流；声音或数字比特流；电视和数据可在一条电缆上混合传输电视和数据可在一条电缆上混合传输;一路电视广播通常占用一路电视广播通常占用6MHz宽的信道。宽的信道。6.2 6.2 同轴电缆同轴电缆(coaxial cable) (coaxial cable) (续续) )6.3 6.3 光纤光纤fiberfiber） 光纤通信原理：光纤通信原理： 利用光纤传输光脉冲信号进行通信利用光纤传输光脉

5、冲信号进行通信, 一般以光脉冲出现表示一般以光脉冲出现表示“1”,不出现表示不出现表示“0”。 光传输系统：光源、光缆和光敏元件接收装置光传输系统：光源、光缆和光敏元件接收装置 光源光源: 发光二极管发光二极管LED、激光二极管；、激光二极管； 电流通过时会发出光。电流通过时会发出光。 光敏元件：光敏元件： 光电二极管光电二极管(photodiode)； 当光照到它时会产生电流。当光照到它时会产生电流。 6.3 6.3 光纤光纤fiberfiber）光传输系统：光传输系统：光缆由光缆由3个部分组成个部分组成最里面的光纤是极细的石英玻璃或塑料纤维最里面的光纤是极细的石英玻璃或塑料纤维；光纤外包有

6、玻璃或塑料包层光纤外包有玻璃或塑料包层,与光纤光学性质与光纤光学性质不同；不同；外面再加上由塑料和其他材料组成的套管；外面再加上由塑料和其他材料组成的套管；多根这样的光缆常常合在一起多根这样的光缆常常合在一起,可以有几根至可以有几根至数百根数百根,加上加强芯和填充物加上加强芯和填充物,最外面再加护最外面再加护套。套。简单单向光纤传输系统：一根光纤简单单向光纤传输系统：一根光纤全双工的光纤传输系统：两根光纤全双工的光纤传输系统：两根光纤,收收/发发 6.3 6.3 光纤光纤fiberfiber）( (续续) ) 光纤分类：光纤分类： 多模光纤多模光纤 ：反射、折射：反射、折射 单模光纤单模光纤

7、：无反射、折射：无反射、折射,沿轴向传播沿轴向传播 光纤规格：光纤规格： 多模光纤多模光纤 50/125、62.5/125、100/140 m等等, 单模光纤单模光纤 5.0/85、5.0/125和和8.1/125 m等等 。 光纤通信使用光纤通信使用3个波段：个波段： 以以0.85、1.30 和和 1.55m 为中心为中心 ,都在红外线频都在红外线频谱。谱。 光纤优点：光纤优点： 高带宽高带宽,低损耗低损耗,高抗电磁干扰高抗电磁干扰,难以窃听。难以窃听。6.4 6.4 无线传输无线传输6.4.1 无线传输的必要性无线传输的必要性双绞线、同轴电缆、光纤均为有线传输；双绞线、同轴电缆、光纤均为有

8、线传输；有线传输遇到的问题：如通信线路要通过一些高山有线传输遇到的问题：如通信线路要通过一些高山就难以施工就难以施工,又如需要移动通信的场合等；又如需要移动通信的场合等；无线传输是非常重要的传输方式。无线传输是非常重要的传输方式。 6.4.2无线传输的基本原理无线传输的基本原理在电路上加入一个适当长度的天线在电路上加入一个适当长度的天线,电磁波便可以有电磁波便可以有效地通过天线广播效地通过天线广播,在距离天线一定范围内可以被在距离天线一定范围内可以被接收器收到；接收器收到；无线传输靠电磁波运载数据。无线传输靠电磁波运载数据。 电磁波传播速度电磁波传播速度:真空中与频率无关真空中与频率无关,光速

9、光速300000km/s,即即300m/s；铜线或光纤中降到光速的铜线或光纤中降到光速的2/3,且和频率稍有相关且和频率稍有相关,1km/5s。电磁波运载的信息量与其带宽成正比：电磁波运载的信息量与其带宽成正比：在目前技术条件下在目前技术条件下,在较低的频率下每赫兹可以编码在较低的频率下每赫兹可以编码几个比特几个比特,在高频率下可以更多；在高频率下可以更多；因而因而,500MHz带宽的电缆可以获得几带宽的电缆可以获得几Gb/s的数据传的数据传输率。输率。 6.4.3 6.4.3 电磁波频谱电磁波频谱图图6.1 电磁波的频谱和应用电磁波的频谱和应用6.4.3 6.4.3 电磁波频谱电磁波频谱(

10、(续续) ) 无线电波：无线电波：位于电磁波频谱位于电磁波频谱1GHz以下以下,易于产生；易于产生；易穿过建筑物易穿过建筑物, 全方向传播全方向传播,传播距离远；传播距离远；易受电磁的干扰；易受电磁的干扰；通过天线发送和接收；通过天线发送和接收；发射和接收装置无需很准确地对准。发射和接收装置无需很准确地对准。6.4.4 6.4.4 无线电无线电radioradio传输传输 传输特性与频率有关传输特性与频率有关:在较低频率在较低频率,无线电波能轻易地通过障碍物无线电波能轻易地通过障碍物,但是能量但是能量随着与信号源距离的增大而急剧减小；随着与信号源距离的增大而急剧减小；在高频在高频,无线电波趋于

11、直线传播并受障碍物的阻挡；无线电波趋于直线传播并受障碍物的阻挡；在在VLF、LF和和MF波段波段,无线电波沿着地面传播；无线电波沿着地面传播；在在HF和和VHF波段波段,地表电波被地球吸收地表电波被地球吸收,但到达电离层但到达电离层的电波被反射并送回到地球的电波被反射并送回到地球,这一特性可用于长距离这一特性可用于长距离通信通信,但电离层的不稳定使通信质量变差。但电离层的不稳定使通信质量变差。 6.4.4 6.4.4 无线电无线电radioradio传输传输( (续续) )频谱范围：频谱范围：300M300GHz, 主要用主要用2G40GHz。传输特性：传输特性：直线传播直线传播,难以穿过建筑

12、物难以穿过建筑物,发射天线和接收天线必须精确地对准。发射天线和接收天线必须精确地对准。微波塔中继：微波塔中继：在地球表面建造微波塔作为中继进行通信，在地球表面建造微波塔作为中继进行通信，微波塔越高微波塔越高,传输的距离就越远。传输的距离就越远。 6.4.5 6.4.5 微波微波(microwave)(microwave)传输传输卫星卫星(中继中继)通信：通信：在地球站之间利用人造同步卫星作为中继的一种微在地球站之间利用人造同步卫星作为中继的一种微波接力通信；波接力通信； 卫星通信距离远卫星通信距离远,覆盖范围大。在赤道上空同步轨道覆盖范围大。在赤道上空同步轨道上上,等距离等距离3颗相隔颗相隔120o的通信卫星的通信卫星,就能实现全球就能实现全球范围的通信；范围的通信；卫星通信有较大的传播延时。从一个地球站经过卫卫星通信有较大的传播延时。从一个地球站经过卫星到另一个地球站的传播延时为星到另一个地球站的传播延时为250ms左右左右,这是这是由于电磁波在传播中经过了很长的距离由于电磁波在传播中经过了很长的距离(7万多万多km)。 6.4.5 6.4.5 微波微波(microwave)(microwave)传输传输频谱范围：频谱范围：31011 21014 Hz ；方向性：有方向性方向性：有方向性,不能穿过物体不能穿过物体,室