计算机网络物理层之物理层之下的传输媒体

物理层下面的传输媒体

传输媒体也称为传输介质或传输媒介，它就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。
传输媒体可分为两大类，即导引型传输媒体和非导引型传输媒体。
在导引型传输媒体中，电磁波被导引沿着固体媒体（铜线或光纤）传播。
非导引型传输媒体就是指自由空间。在非导引型传输媒体中，电磁波的传输常称为无线传输。

电信领域使用的电磁波的频谱：

导引型传输媒体

双绞线
- 最常用的传输媒体。
- 模拟传输和数字传输都可以使用双绞线，其通信距离一般为几到几十公里。
- 屏蔽双绞线STP（shielded twisted pair）
- 带金属屏蔽层
- 无屏蔽双绞线UTP（unshielded twisted pair）
- 双绞线标准
  - 1991年，美国电子工业协会EIA和电信行业协会联合发布了一个用于室内传送数据的无屏蔽双绞线和屏蔽双绞线的标准EIA/TIA-568。
  - 1995年将布线标准更新为EIA/TIA-568-A。
  - 此标准规定了5个种类的UTP标准（从1类线到5类线）。
  - 对传送数据来说，现在最常用的UTP是5类线（category 5或CAT5）。
同轴电缆
- 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。
- 同轴电缆的带宽取决于电缆的质量。
- 50Ω同轴电缆 — LAN/数字传输常用
- 75Ω同轴电缆 — 有线电视/模拟传输常用
光缆
- 光纤是光纤通信的传输媒体。
- 由于可见光的频率非常高，约为10的8次方MHz的量级，因此一个光纤通信系统的传输带宽远远大于目前其他各种传输媒体的带宽。
- 光线在光纤中的折射
  
  当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，光也就沿着光纤传输下去。
- 光纤的工作原理
  
  只有从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某个临界角度，就可产生全反射。
- 多模光纤与单模光纤
  - 多模光纤
    
    可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输。这种光纤就称为多模光纤。
  - 单模光纤
    
    若光线的直径减小到只有一个光的波长，则光纤就像一根波导那样，它可使光纤一直向前传播，而不会产生多次反射。这样的光纤称为单模光纤。
- 光纤通信中使用的光波的波段
  - 常用的三个波段的中心分别位于850nm，1300nm和1550nm。
  - 所有这三个波段都具有25000~30000GHz的带宽，可见光纤的通信容量非常大。
- 光纤的优点
  - 通信容量非常大。
  - 传输损耗小，中继距离长。
  - 抗雷电和电磁干扰性能好。
  - 无串音干扰，保密性好。
  - 体积小，重量轻。

非导引型传输媒体

将自由空间称为“非导引型传输媒体”。
无限传播所使用的频段很广。
短波通信（即高频通信）主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差，传输速率低。
微波在空间主要是直线传播。
传统微波通信有两种方式：
1. 地面微波接力通信
2. 卫星通信

无线局域网使用的ISM频段

要使用某一段无线电频谱进行通信，通常必须得到本国政府有关无线点频谱管理机构的许可证。但是，也有一些无线电频段是可以自由使用的。例如：ISM。各国的ISM标准有可能略有差别。

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