2.3.1 导引型传输媒体
一、双绞线
把
两根互相绝缘的铜导线
并排放在一起,然后用规则的方法绞合起来,就是最简单的双绞线
绞合 的 目的
减少对相邻导线
的电磁干扰
特点
1、价格低廉
2、最常用的传输媒体
3、短距离传输,几到几十公里,长距离使用的话需要加放大器
放大衰减的信号(模拟传输
),或加上中继器
对失真了的数字信号进行整形(数字传输
)
4、导线
越粗,通信距离
越远,但成本
就越高无论是哪种类别的双绞线,频率升高,衰减增大
使用更粗的导线
可以降低衰减
,但是成本
上去了双绞线应用场景举例
1、使用最多的地方就是电话系统
:几乎所有的电话
都用双绞线
连接到电话交换机
2、带水晶头的网线
:常见的网线是8芯线
,每两根导线为一组按一定密度
互相绞在一起,每一根导线在传输中辐射出来的电波
会被另一根线上发出的电波抵消(双绞线适合用来传输差分信号),有效降低信号干扰的程度,总共有4对,所以这种网线被叫做双绞线网线。
普通的收发数据用不了8根线,空余的线可以用来供电双绞线分类
1、无屏蔽双绞线
2、屏蔽双绞线:为提高双绞线抗电磁干扰能力
,在双绞线外面再加上一层用金属丝编织成的屏蔽层
,抗干扰能力增强,成本
也上去了
绞合度
每单位长度的绞合次数
通过绞合,使得干扰在一定程度上得以抵消,从而提高线路的传输速率
二、同轴电缆
描述
由 内导体铜质芯线(单股实心线或多股绞合线)、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层、保护塑料外层 组成
同轴电缆特点
1、由于存在外导体屏蔽层
,同轴电缆具有良好的抗干扰特性
2、常用于传输较高速率
的数据
3、传输距离较双绞线远
应用场景
主要用在有线电视网的社区中
三、光缆
光纤
由非常透明的石英玻璃
拉成细丝,主要由纤芯
和包层
构成双层圆柱体
纤芯很细,μm级别光纤通信
利用光导纤维(简称光纤)
传递光脉冲(光信号)
进行通信
有光脉冲 相当于1
没有光脉冲 相当于 0
光信号在光纤中传输同样存在损耗光纤通信过程
传输媒体是光纤
,光波
通过纤芯
进行传导
包层
较纤芯
有较低的折射率
当光纤从高折射率射向低折射率的媒体时,折射角大于入射角
如上下图,若入射角足够大,就会出现全反射,即光线碰到包层时就会折射回纤芯(此过程不断重复,光便沿着光纤传输下去)
全反射
只要从纤芯
中射到纤芯表面
的光线的入射角大于某个临界角度,光纤永远在纤芯中向前传输由于
可见光的频率
很高,108量级
因此光纤通信系统的传输带宽
远大于其它各种传输媒体的带宽
光纤分类
多模光纤
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
但是光脉冲在多模光纤中传输时会逐渐展宽,造成失真,因此多模光纤只适合近距离传输
单模光纤
若光纤的直径
减小到只有一个光的波长
,则光纤就像一根波导一样,可使光线一直向前传播,不会产生多次反射
单模光纤的纤芯很细,直径只有几微米,制作成本较高
单模光纤的光源需要使用昂贵的半导体激光器,不能使用便宜的发光二极管
但是基本没有损耗
光纤的带宽有 25000 ~ 30000 GHz,
根据香农公式
,光纤的通信速率很大,可达 40 Gbps光纤相关的机械特性
光纤很细,单根光纤肉眼上看如同一根头发丝
通常将很细的光纤做成很结实的光缆
一根光缆可包含几十或者几百根光纤
加上加强芯、填充物 和 外护套 以提高机械强度光纤通信的特点
通信容量很大
传输损耗小,中继距离长
因为纤芯是玻璃丝,远距离传输特别经济
而且因为生产工艺的进步,光纤的价格不断降低
因为是光信号,抗电磁干扰性能好
广泛应用在三网的主干网络
之中
四、架空明线
- 简介
在电线杆上架设的互相绝缘的明线
安装简单
通信质量差,受气候环境影响大
20世纪初大量使用,目前已被弃用,我国农村和一些偏远地区仍使用架空明线
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