$2.4.2 傳輸媒體
傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路,計算機網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體可分為有線和元線兩大類。雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體;無線電通信、微波通信、紅外通信以及激光通信的信息載體都屬于無線傳輸媒體。
傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信質(zhì)量有很大影響,這些特性是:
(1)物理特性。說明傳輸媒體的特征。
(2)傳輸特性。包括信號形式、調(diào)制技術(shù)、傳輸速率及頻帶寬度等內(nèi)容。
(3)連通性。采用點到點連接還是多點連接。
(4)地理范圍。網(wǎng)上各點間的距離。
(5)抗干擾性。防止噪音、電磁干擾對數(shù)據(jù)傳輸影響的能力。
(6)相對價格。以元件、安裝和維護的價格為基礎(chǔ)。
下面分別介紹幾種常用的傳輸媒體的特性。
1.雙絞線
由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成,線對扭在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線是最常用的傳輸媒體,早就用于電話通信中的模擬信號傳輸,也可用于數(shù)字信號的傳輸。
(1)物理特性。雙絞線芯一般是銅質(zhì)的,能提供良好的傳導率。
(2)傳輸特性。雙絞線既可以用于傳輸模擬信號,也可以用于傳輸數(shù)字信號。
對于模擬信號來說,大約每5~6公里需要一個放大器;對于數(shù)字信號來說,每2~3公里使用一個中繼器。雙絞線最常用于聲音的模擬傳輸。雖然聲音的頻譜在20Hz~20l吐fz之間,但是進行可理解的語音傳輸所需要的帶寬卻窄得多。一條全雙工語音通道的標準帶寬是300Hz~4KE氈,即只要約4l吐fz的帶寬。雙絞線帶寬可達268KHz,因而可以使用頻分多路復用技術(shù)實現(xiàn)多個語音通道的復用。即使在通道之間留有適當?shù)母綦x,這種雙絞線仍具有復用24路語音通道的容量。使用調(diào)制解調(diào)器后,作為模擬音頻通道的雙絞線也可傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)。根據(jù)目前的調(diào)制解調(diào)器設(shè)計技術(shù),若使用移相鍵控法PSK,可使每路線有效傳輸速率達到9600bps以上,這樣,在一條24通道的雙絞線上,總的數(shù)據(jù)傳輸速率便可達230kbps。
雙絞線上也可直接傳送數(shù)字信號,使用T1線路的總數(shù)據(jù)傳輸速率可達1.544Mbpso達到更高數(shù)據(jù)傳輸率也是可能的,但與距離有關(guān)。
雙絞線也可用于局域網(wǎng),如10BASE一T和100BASE-T總線,可分別提供10Mbps和100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。通常將多對雙絞線封裝于一個絕緣套里組成雙絞線電纜,局域網(wǎng)中常用的3類雙絞線和5類雙絞線電纜均由4對雙絞線組成,其中3類雙絞線通常用于10BASE-T總線局域網(wǎng),5類雙絞線通常用于100BASE-T總線局域網(wǎng)。
(3)連通性。雙絞線普遍用于點到點的連接,也可以用于多點的連接。作為多點媒體使用時,雙絞線比同軸電纜的價格低,但性能較差,而且只能支持很少幾個站。
(4)地理范圍。雙絞線可以很容易地在15公里或更大范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)傳輸。局域網(wǎng)的雙絞線主要用于一個建筑物內(nèi)或幾個建筑物間的通信,在10016ps速率下傳輸距離可達1公里。但10Mbps和100Mbps傳輸速率的1OBASE-T和100BASE-T總線傳輸距離均不超過100米。
(5)抗干擾性。在低頻傳輸時,雙絞線的抗干擾性相當于或高于同軸電纜,但在超過10~100ldfZ時,同軸電纜就比雙絞線明顯優(yōu)越。
(6)價格。雙絞線比同軸電纜或光導纖維都要便宜得多。
2.同軸電纜
同軸電纜也像雙絞線一樣由一對導體組成,但它們是按"同軸"形式構(gòu)成線對,其結(jié)構(gòu)如圖2.17所示。最里層是內(nèi)芯,向外依次為絕緣層、屏蔽層,最外則是起保護作用的塑料外套,內(nèi)芯和屏蔽層構(gòu)成一對導體。同軸電纜分為基帶同軸電纜(阻抗500)和寬帶同軸電纜(阻抗750)?；鶐S電纜又可分為粗纜和細纜兩種,都用于直接傳輸數(shù)字信號;寬帶同軸電纜用于頻分多路復用的模擬信號傳輸,也可用于不使用頻分多路復用的高速數(shù)字信號和模擬信號傳輸。閉路電視所使用的CATV電纜就是寬帶同軸電纜。
(1)物理特性。單根同軸電纜的直徑約為1.02~2.54cm,可在較寬的頻率范圍內(nèi)工作。
(2)傳輸特性?；鶐S電纜僅用于數(shù)字傳輸,并使用曼徹斯特編碼,數(shù)據(jù)傳輸速率可達1OMbps。寬帶同軸電纜既可用于模擬信號傳輸又可用于數(shù)字信號傳輸,對于模擬信號,帶寬可達300~450陽也。一般,在CATV電纜上,每個電視通道分配6陽也帶寬,每個廣播通道需要的帶寬要窄得多,因此在同軸電纜上使用頻分多路復用技術(shù)可以支持大量的視、音頻通道。
(3)連通性。同軸電纜適用于點到點和多點連接?；鶐?00電纜每段可支持幾百臺設(shè)備,在大系統(tǒng)中還可以用轉(zhuǎn)接器將各段連接起來;寬帶750電纜可以支持數(shù)千臺設(shè)備,但在高數(shù)據(jù)傳輸率下(50Mbp@)使用寬帶電纜時,設(shè)備數(shù)目限制在20~30臺。
(4)地理范圍。傳輸距離取決于傳輸?shù)男盘栃问胶蛡鬏數(shù)乃俾?典型基帶電纜的距離限制在幾公里,在同樣數(shù)據(jù)速率條件下,粗纜的傳輸距離較細纜的長。寬帶電纜的傳輸距離可達幾十公里。
傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路,計算機網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體可分為有線和元線兩大類。雙絞線、同軸電纜和光纖是常用的三種有線傳輸媒體;無線電通信、微波通信、紅外通信以及激光通信的信息載體都屬于無線傳輸媒體。
傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信質(zhì)量有很大影響,這些特性是:
(1)物理特性。說明傳輸媒體的特征。
(2)傳輸特性。包括信號形式、調(diào)制技術(shù)、傳輸速率及頻帶寬度等內(nèi)容。
(3)連通性。采用點到點連接還是多點連接。
(4)地理范圍。網(wǎng)上各點間的距離。
(5)抗干擾性。防止噪音、電磁干擾對數(shù)據(jù)傳輸影響的能力。
(6)相對價格。以元件、安裝和維護的價格為基礎(chǔ)。
下面分別介紹幾種常用的傳輸媒體的特性。
1.雙絞線
由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成,線對扭在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線是最常用的傳輸媒體,早就用于電話通信中的模擬信號傳輸,也可用于數(shù)字信號的傳輸。
(1)物理特性。雙絞線芯一般是銅質(zhì)的,能提供良好的傳導率。
(2)傳輸特性。雙絞線既可以用于傳輸模擬信號,也可以用于傳輸數(shù)字信號。
對于模擬信號來說,大約每5~6公里需要一個放大器;對于數(shù)字信號來說,每2~3公里使用一個中繼器。雙絞線最常用于聲音的模擬傳輸。雖然聲音的頻譜在20Hz~20l吐fz之間,但是進行可理解的語音傳輸所需要的帶寬卻窄得多。一條全雙工語音通道的標準帶寬是300Hz~4KE氈,即只要約4l吐fz的帶寬。雙絞線帶寬可達268KHz,因而可以使用頻分多路復用技術(shù)實現(xiàn)多個語音通道的復用。即使在通道之間留有適當?shù)母綦x,這種雙絞線仍具有復用24路語音通道的容量。使用調(diào)制解調(diào)器后,作為模擬音頻通道的雙絞線也可傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)。根據(jù)目前的調(diào)制解調(diào)器設(shè)計技術(shù),若使用移相鍵控法PSK,可使每路線有效傳輸速率達到9600bps以上,這樣,在一條24通道的雙絞線上,總的數(shù)據(jù)傳輸速率便可達230kbps。
雙絞線上也可直接傳送數(shù)字信號,使用T1線路的總數(shù)據(jù)傳輸速率可達1.544Mbpso達到更高數(shù)據(jù)傳輸率也是可能的,但與距離有關(guān)。
雙絞線也可用于局域網(wǎng),如10BASE一T和100BASE-T總線,可分別提供10Mbps和100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。通常將多對雙絞線封裝于一個絕緣套里組成雙絞線電纜,局域網(wǎng)中常用的3類雙絞線和5類雙絞線電纜均由4對雙絞線組成,其中3類雙絞線通常用于10BASE-T總線局域網(wǎng),5類雙絞線通常用于100BASE-T總線局域網(wǎng)。
(3)連通性。雙絞線普遍用于點到點的連接,也可以用于多點的連接。作為多點媒體使用時,雙絞線比同軸電纜的價格低,但性能較差,而且只能支持很少幾個站。
(4)地理范圍。雙絞線可以很容易地在15公里或更大范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)傳輸。局域網(wǎng)的雙絞線主要用于一個建筑物內(nèi)或幾個建筑物間的通信,在10016ps速率下傳輸距離可達1公里。但10Mbps和100Mbps傳輸速率的1OBASE-T和100BASE-T總線傳輸距離均不超過100米。
(5)抗干擾性。在低頻傳輸時,雙絞線的抗干擾性相當于或高于同軸電纜,但在超過10~100ldfZ時,同軸電纜就比雙絞線明顯優(yōu)越。
(6)價格。雙絞線比同軸電纜或光導纖維都要便宜得多。
2.同軸電纜
同軸電纜也像雙絞線一樣由一對導體組成,但它們是按"同軸"形式構(gòu)成線對,其結(jié)構(gòu)如圖2.17所示。最里層是內(nèi)芯,向外依次為絕緣層、屏蔽層,最外則是起保護作用的塑料外套,內(nèi)芯和屏蔽層構(gòu)成一對導體。同軸電纜分為基帶同軸電纜(阻抗500)和寬帶同軸電纜(阻抗750)?；鶐S電纜又可分為粗纜和細纜兩種,都用于直接傳輸數(shù)字信號;寬帶同軸電纜用于頻分多路復用的模擬信號傳輸,也可用于不使用頻分多路復用的高速數(shù)字信號和模擬信號傳輸。閉路電視所使用的CATV電纜就是寬帶同軸電纜。
(1)物理特性。單根同軸電纜的直徑約為1.02~2.54cm,可在較寬的頻率范圍內(nèi)工作。
(2)傳輸特性?；鶐S電纜僅用于數(shù)字傳輸,并使用曼徹斯特編碼,數(shù)據(jù)傳輸速率可達1OMbps。寬帶同軸電纜既可用于模擬信號傳輸又可用于數(shù)字信號傳輸,對于模擬信號,帶寬可達300~450陽也。一般,在CATV電纜上,每個電視通道分配6陽也帶寬,每個廣播通道需要的帶寬要窄得多,因此在同軸電纜上使用頻分多路復用技術(shù)可以支持大量的視、音頻通道。
(3)連通性。同軸電纜適用于點到點和多點連接?；鶐?00電纜每段可支持幾百臺設(shè)備,在大系統(tǒng)中還可以用轉(zhuǎn)接器將各段連接起來;寬帶750電纜可以支持數(shù)千臺設(shè)備,但在高數(shù)據(jù)傳輸率下(50Mbp@)使用寬帶電纜時,設(shè)備數(shù)目限制在20~30臺。
(4)地理范圍。傳輸距離取決于傳輸?shù)男盘栃问胶蛡鬏數(shù)乃俾?典型基帶電纜的距離限制在幾公里,在同樣數(shù)據(jù)速率條件下,粗纜的傳輸距離較細纜的長。寬帶電纜的傳輸距離可達幾十公里。