网络工程师(软考)学习笔记6--传输介质

笔者在早些时候已经通过了软件考试的网络工程师，因为以前学习的时候比较赶，当时也是备考研究生入学考试，很多概念也是模糊不清的，现在想重新复习网络工程师的教程，理清概念，同时也是为了下一阶段网络规划师打好基础，该系列博客是教程的一些学习笔记，在不断学习的过程中，更加深入理解，将会回头添加新的内容，因为网络工程师教程书籍很厚，很多小伙伴看书觉得无聊，干燥乏味，小伙伴们可以把该系列博客当成日常复习的工具，有空的时候瞄一眼，笔者努力减少撰写错误，同时多补充一些额外的知识，各位小伙伴在阅读博文的时候，如果发现笔者写错了，请及时反馈，非常感谢！

双绞线
简介：双绞线由粗约1mm的互相绝缘的一对铜导线绞扭在一起组成，对称均匀地绞扭可以减少线对之间的电磁干扰，双绞线分为：屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线；
无屏蔽双绞线电缆(Unshielded Twisted Pair，UTP)：由不同颜色(橙、绿、蓝、棕)4对双绞线组成；
屏蔽双绞线电缆(Shielded Twisted Pair，STP)：外层由铝箔包裹，需要特殊支持屏蔽功能的特殊连接器和适当的安装技术，传输速率比相应的无屏蔽双绞线高；
同轴电缆
简介：同轴电缆的芯线为铜质导线，外包一层绝缘材料，再外面是由细铜丝组成的网状外导体，最外面加一层绝缘塑料保护层，同轴电缆具有高带宽和极好的噪声抑制特性。
局域网中常用的两种同轴电缆：特性阻抗为50Ω50\Omega50Ω的同轴电缆、特性阻抗为75Ω75\Omega75Ω的CATVCATVCATV电缆；
a.特性阻抗为50Ω的同轴电缆特性阻抗为50\Omega的同轴电缆特性阻抗为50Ω的同轴电缆
该同轴电缆用于传输数字信号，如：RG-8或RG-11粗缆和RG-58细缆；
①粗同轴电缆：适用于大型局域网，传输距离长，可靠性高，安装时不需要切断电缆，用夹板装置夹在计算机需要连接的位置；但粗缆必须安装外收发器，安装难度大，总体造价高；
②细同轴电缆：细缆容易安装，造价低，但安装时需要切断电缆，装上BNC接头，连接在T型连接器两端，容易产生接触不良或接头短路的隐患；
把表示数字信号的方波所固有的频带称为基带，该种电缆也称为基带同轴电缆，直接传输方波信号称为基带传输；
b.特性阻抗为75Ω的电缆特性阻抗为75\Omega的电缆特性阻抗为75Ω的电缆
该电缆用于传输模拟信号，该种电缆也称为宽带同轴电缆；宽带系统与基带系统主要区别：模拟信号经过放大器后只能单向传输；
c.基带系统和宽带系统
①基带系统：
安装简单且价格便宜，但由于在传输过程中基带信号容易发生畸变和衰减，所以传输距离不能太长；一般传输距离在1km以内，典型的数据速率为10Mbps或100Mbps；
②宽带系统：
传输距离远，可达几十千米，且可同时提供多个信道，但技术更复杂，需要专门的射频技术人员安装和维护，宽带系统的接口设备也更昂贵。
光缆
简介：光缆由能传送光波的超细玻璃纤维制成，外包一层比玻璃折射率低的材料，进入光纤的光波在两种材料的界面上形成全反射，从而不断地向前传播。
a.多模光纤：光波在光导纤维中以多种模式传播，不同的传播模式有不同的电磁场分布和不同的传播路径，称为多模光纤；光波在光纤中以什么模式传播，与芯线和包层的相对折射率、芯线的直径、工作波长有关；
b.单模光纤：如果芯线的直径小到光波波长大小，则光纤成为波导，光在其中无反射地沿直线传播，这称为单模光纤；
c.光纤优点：
① 具有很高的数据速率、极宽的频带、低误码率和低延迟，数据传输速率可达1000Mbps，甚至更高，误码率比同轴电缆低两个数量级，达到10−910^{-9}10−9；
② 光传输不受电磁干扰，不会被偷听，安全性和保密性好；
③ 光纤重量轻、体积小、铺设容易。
无线信道
有线信道：由双绞线、同轴电缆、光纤等传输介质组成的信道称为有线信道；
无线信道：通过空间传播信号，包括：微波、红外、短波信道；
a.微波
微波通信系统分为：地面微波系统和卫星微波系统；
地面微波系统：
由视距范围内的两个互相对准方向的抛物面天线组成，长距离通信则需要多个中继站组成微波中继链路；
卫星通信系统：
卫星上的转发器把波束对准地球上的一定区域，在此区域中的卫星地面站之间就可以相互通信，地面站以一定的频率段向卫星发送信息(上行频段)，卫星上的转发器将接收到的信号放大并变换到另一个频段上(下行频段)发回地面接收站；
微波通信系统特点：
① 具有带宽高、容量大的特点；可使用小型天线，便于安装和移动；
② 微波信号容易受到电磁干扰，地面微波通信会造成相互干扰，大气层中的雨雪会大量吸收微波信号，当长距离传输时会使得信号衰减以至无法接收；
③ 通信卫星为了保持与地球自转同步，需要停在36000km的高空，会造成240-280ms的时延。
b.红外
红外传输系统利用墙壁或屋顶发射红外线从而形成整个房间内的广播通信系统；
红外特点：
① 红外通信的设备相对便宜，可获得高的带宽；
② 传输距离有限，容易受到室内空气状态的影响。
c.短波通信
短波通信特点：
① 适合于由微机工作站组成的资源分布系统，在不便于建设有线通信线路的地方可以快速建成计算机网络；
② 短波通信设备比较便宜，便于移动，没有像地面微波站那样的方向性，且中继站可以传送很远的距离；
③ 容易受到电磁干扰和地形地貌的影响，且带宽比微波通信小。

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