范文一:各种传输媒体的特性及其应用比较
各种传输媒体的特性及其应用比较
作者-王博、莫尧萍
摘要:传输介质是通信中实际传送信息的媒体。按传输介质的性质不同,一般通信中常用的通信方式有:有线通信,光纤通信,无线通信和卫星通信四种。不同的通信方式及通信介质有其自身的特点及使用范围。
关键词:传输介质,有线通信,光纤通信,无线通信,卫星通信。
目录:
一.有线通信
1(架空明线
2(双绞线
3. 同轴电缆
4(光纤通信
二.无线通信
1.地面微波接力通信
2.卫星通信
下面将简要介绍各种介质的不同特性及其应用:
一. 有线通信
有线通信介质包括架空明线,双绞线,同轴电缆,光缆等。
1. 架空明线
架空明线是一种最早发展和使用的传输介质,它的通信容量较小而且很容易受外界干扰,线路损耗也大,但是设备技术简单,价格便宜,因此目前在通信线路中仍占有一定比例,早期使用的长途电话线就是架空明线。
2. 双绞线
双绞线也称为双扭线,是最古老但又最常用的传输媒体。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(这样做是为了减少相邻的导线的电磁干扰)而构成双绞线,局域网中的双绞线是将四对双绞线封装在绝缘外套中的一种传输介质。双绞线电缆分为非屏蔽双绞线(UTP: Unshielded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted
Pair)两大类。其中非屏蔽双绞线易弯曲、易安装,具有阻燃性,布线灵活,而屏蔽双绞线价格高,安装困难,需连结器,抗干扰性好。按传输质量双绞线分为1类到5类,局域网中常用的为3类,4类和5类双绞线。3类线用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输;4类线用于语音传输和最高传输速率为16Mbps的数据传输;5类线用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输。为适应网络速度的不断提高,近来又出现了超5类和6类双绞线,其中6类双绞线可满足最新的千兆以太网的高速应用,可望在不久的将来被国际电气工业协会(EIA)采纳为国际标准。
在用双绞线联起来的网络中,由于存在信号衰减,因此每网段最多不能超过100米,接4个中继器后最长可达到500米,因而也限制了它较大范围的使用。
在现代家庭通信网络中,双绞线又是必不可少的一部分,在这里介绍一下双绞线及其接头的制作:
由于网卡使用的是RJ-45接头方式,所以要用双绞线来进行连接,双绞线共有8根线头,如果是多台微机通过集线器进行连接,其线头按颜色进行排列为:橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕(如果只有两台微机,只需用网线直接连接两网卡即可,但其接线方法则有所变化:要把线头的1、3交换,2、6交换,两头依次为橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕,另一头是绿白,绿,橙白,蓝,蓝白,橙,棕白,棕)。然后两头分别用专用钳子把RJ-45卡子头夹好,一头插在微机的网卡上,另一头插在集线器的任意接口上。 3. 同轴电缆
同轴电缆由内导体铜质芯线,绝缘层,网状编制的外导体屏蔽层及保护塑料外层组成,内导体和外导体构成一组线对。由于外导体屏蔽层的作用,同轴电缆具有很好的抗干扰性。此外,由于它比双绞线有优越的频率特性,现已被广泛用于较高速率和较高频率的数字数据传输中。
通常按特性阻抗值的不同,将同轴电缆分为两大类:基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆用于传输离散的基带数字信号,用这种同轴电缆可以将10Mb/S的基带数字信号传送1千米到1.2千米,因此被广泛用于局域网中。宽带同轴电缆常用于传输模拟信号,是公用天线电视系统CATV中的标准传输电缆,利用频分多路复用技术,一条同轴电缆可以同时发送一万多个相互独立的话音信道上的信息。但在传送数字信号时,必须将数字信号用调制器转换成模拟信号,在宽带同轴电缆上传送。
同轴电缆又可分为细缆和粗缆两大类,细缆使用较普遍,主要用于总线形网络布线。细缆两端装BNC头,可连接在网卡的T形头上。细缆每段干线最大长度为185m,每段干线可接30台计算机。若要拓宽网络范围则需加中继器,最多加4个,最大传输距离可达925m。细缆安装容易,造价低,但维护麻烦,中大型网一般不使用。粗缆每段干线最大长度为500米,每段干线可接100台计算机,最长网络范围可达到2500米,收发器间最小2.5米,收发器电缆最长50米。
同轴电缆同双绞线相比,价格较贵,但频带宽,传输数据速率高,传输距离大,抗干扰能力强,是用途广泛的传输媒体。目前普遍用于长距离的电话或电报传输,有线电视,局域网络和短距离系统连的通信线路(如主机和外设,终端的高速I/O通道的连接等)。 4. 光纤通信
光纤通信就是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信,而光导纤维是光纤通信的媒体。
光导纤维(光纤)是一种能够传导光信号的极细(50μm,100μm)而柔软的介质。常用的光纤材料有:超纯二氧化硅、多成份玻璃纤维、塑料纤维。光纤的模截面为圆形,由纤芯、包层两部分构成,二者由两种光学性能不同的介质构成。其中,纤芯为光通路;包层由多层反射玻璃纤维构成,用来将光线反射到纤芯上。实用的光缆外部还须有一个保护层。每一纤芯及包层或紧或松地被外壳包裹着。在紧型结构中,光纤被外层塑料壳完全包住;在松型结构中,光纤与保护壳之间有一层胶体或其他材料。无论哪一种结构,外壳都是起着提供必要的光缆强度的作用,以防止光纤受外界温度、弯曲、外拉等影响而折断。
从传输点模数来分,光纤可以分为单模和多模两种传输方式,单模提供单条光通路;多模光纤,即发散为多路光波,每一路光波走一条通路。单模光纤因为衰减小而具有更大的容量,但是它的生产要比多模光纤昂贵。
光纤在任何时间都只能单向传输,因此,要实行双向通信,它必须成对出现,一个用于输入,一个用于输出,光纤两端接到光学接口上。
光纤与同轴电缆通信系统性能的比较:
1. 光纤的传输系统比同轴电缆大的多,一般小同轴电缆的最大传输带宽为20MHz左右,中同轴电缆的最大传输带宽为60MHz左右。而目前一般工程实用的梯度多模光纤和单模光纤的带宽都比同轴电缆的带宽大得多。表一为同轴电缆与目前国际上发达国家已工程实用的较先
进的光纤带宽比较。
色散Ps/Km?nm
单模光纤最大带宽
(MHz,Km)最大带宽(MHz)梯度多模光纤小同轴电缆中同轴电缆2060工作波长(微米)0.85 1.31000
2000零色散波长(微米)1.33.0(1.3微米)17(1.55微米)1.552.5/1.55微米 从表中可知,从现在已工程实用化的光纤来说,已不但能满足目前电话、数据、文字和图像等带宽综合业务信息的传输要求,而且还可以适应预见的将来信息业务日益发展的需求,可以这样说,光纤是目前有线通信传输介质中最良好的传输介质,一但当光缆敷设以后,通过频分,时分和波分复用,传输容量可以管用几十年,具有良好的技术经济性能。
2(光纤的传输衰耗要比同轴电缆小的多,而且光纤的传输衰耗不像同轴电缆那样随频率和温度而变。所以光纤通信不需要同轴电缆通信那样复杂的频率和温度均衡。这样,光纤通信设备就可做得比较简单。表二为国际上先进的,有代表性的光纤传输衰耗。 最大传输衰耗(dB/Km)梯度多模光纤常规单模光纤色散移位单模光纤工作波长 (微米)0. 85
1.32.2
0.5零色散波长(微米)1.30. 4(1.3微米)
0.25(1.55微米)1.550.2 光纤通信的中继间距比同轴电缆长的多,长途通信中中继器数量的减少就使系统的可靠性得到较大的提高,这对于海底光缆通信和国防长途通信具有特别重要的意义。
3(光纤的抗电磁干扰能力比同轴电缆强的多,由于光纤是绝缘材料,只能导光而不能导电,所以,光纤不受电磁干扰。光纤的抗电磁干扰能力对现代通信网十分重要,既可以防止外部干扰信号的影响,又可以防止电磁波辐射而受到窃听,这样就可大大的提高现代通信网的完全性和保密性。
4(光纤还有一项同轴电缆所没有的独特性能,即光纤可波分复用。目前光纤已有三个波长区(0.85微米短波长区,1.3微米和1.55微米两个长波长区)。由于上述三个波区中的每一个波长都有几百兆赫以上的带宽,所以一根光纤通过波分复用就可得到非常巨大的传输容量。
从上面的这些光纤特性来看,光纤是现代有线通信最理想的传输介质。
以上介绍的几种传输介质都是有线传输介质,但有线介质不可能在任何时候都满足要求。例如,当通信线路要通过某些建筑物、一座高山或一个岛屿时、施工挖掘、铺设电缆往往是费时又费钱,因而需要自由空间做通信介质,进行数据的通信。这就是下面要介绍的无线通信和卫星通信。
二(无线通信
无线通信包括红外通信,激光通信和微波通信。由于它们都是沿直线传播的,有时也称它们为视线媒体,因为这三种技术都需要在发送方面和接受方面有一条视线通路。红外通信和激光通信将要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号,直接在空间传播。微波的频率范围为300MHz~300GHz,但主要是使用2~40GHz的频率范围,在自由空间主要是直线传播。
下面主要介绍微波通信的特点:
由于微波会穿透电离层而进入宇宙空间,因此微波通信分为两种主要方式:地面微波接力通信和卫星通信。
1. 地面微波接力通信
由于微波在空间是以直线传播的,而地球表面是曲面,微波在地面的传播距离受到限制。
为了增大直接传播距离,而增大天线塔的高度,塔越高传播距离。例如一般传播距离为50km,但当天线塔为100m时,距离可增大到100km。当超过一定距离后,则需在一个无线通信信道的两个终端之间建立若干个中继站。中继站把前一端送来的信号经过放大后再发送到下一站,故称为微波接力通信。大多数长途电话业务使用4~6GHz的频率范围,在这些频率上越来越挤,所以其他较高的微波频率也在使用。
地面微波通信主要有以下特点:
波段频率高、传输频带宽、通信容量大、传输距离远、抗干扰能力强、可靠性较高,与同容量的光纤和长度的电缆载波相比,建设投资少,见效快。但微波接力通信业也存在着如下的一些缺点:相邻站点之间必须直视,不能有障碍物。有时一个天线发射出的信号也会分成几条略有差别的路径到达天线,因而造成失真。微波的传播有时也会受到恶劣天气的影响,与电缆通信系统比较,微波通信的隐蔽性和保密性较差,对大量中继的使用和维护要耗费一定的人力和物力。
2. 卫星通信
卫星通信实质上是在利用地球站之间利用位于36000km高空的人造同步地球卫星作为中继的一种微波接力通信。而通信卫星就是在太空的无人职守的微波通信的中继站。采用三个适当配置的卫星,即可覆盖两极音区以外的整个地球。和微波接力通信相似,卫星通信的频带较宽,通信容量较大,信号改变干扰小,通信比较稳定,适合于卫星通信的频段是1GHz-10GHz。目前常用的频段是:
3700-4200MHz(下行,卫星--地球)
5925-6425MHz(上行,地球--卫星)
7250-7750MHz(下行,卫星--地球)
7900-8400MHz(上行,地球--卫星)
每一段的带宽都是500MHz,可同时传输几千至一万路模拟话音信号。随着业务两的不断增加,这一频段已经非常拥挤,因此现在也使用频率更高的14/12Ghz的频段。
卫星通信最大的优点是:通信是"面覆盖"式的,同步卫星发射出的电磁波能辐射到地球的1/3的区域,因而便于实现多址和移动通信,也便于组成通信网。因此广泛用于传输多路长距离电话,电报,电视业务,数据等。它的缺点是,具有较大的传播时延,无论地面上两站的距离有多远,从发送站通过卫星载发到接收站的传播延迟时间要花270s这对于微波接力通信的3ns/km与同轴电缆的5ns/km相比,显然要慢的多,从安全方面考虑,卫星通信系统的保密性也较差。
总之,随着时间的推移,各种传输介质将会朝着传播速度快,传输容量大,传输距离远,传输安全性高,抗干扰能力强,投资少,见效快等这些方面发展,传输介质将会为各种信息的及时传输起着重要的作用。
范文二:各种传输媒体的特性及其应用比较
传输介质是通信中实际传送信息的媒体。按传输介质的
性质不同,一般通信中常用的通信方式有:有线通信,光纤通信,
无线通信和卫星通信四种。不同的通信方式及通信介质有其自身
的特点及使用范围。
传输介质,有线通信,光纤通信,无线通信,卫星通
信。
:
.
1
2.
3.
4
.
1.
2.
一.
有线通信介质包括架空明线,双绞线,同轴电缆,光缆等。 1.
架空明线是一种最早发展和使用的传输介质,它的通信容量
较小而且很容易受外界干扰,线路损耗也大,但是设备技术简单,
价格便宜,因此目前在通信线路中仍占有一定比例,早期使用的
长途电话线就是架空明线。
2.
双绞线也称为双扭线,是最古老但又最常用的传输媒体。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(这样做是为了减少相邻的导线的电磁干扰)而构成双绞线,
局域网中的双绞线是将四对双绞线封装在绝缘外套中的一种传
输介质。双绞线电缆分为非屏蔽双绞线(UTP: Unshielded Twisted Pair)和屏蔽双绞线STP:Shielded Twisted Pair)两大类。其中非屏蔽双绞线易弯曲、易安装,具有阻燃性,布线
灵活,而屏蔽双绞线价格高,安装困难,需连结器,抗干扰性好。
按传输质量双绞线分为1类到5类,局域网中常用的为3类,4类和5类双绞线。3类线用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输;4类线用于语音传输和最高传输速率为16Mbps的数据传输;5类线用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输。
为适应网络速度的不断提高,近来又出现了超5类和6类双绞线,其中6类双绞线可满足最新的千兆以太网的高速应用,可望在不
久的将来被国际电气工业协会(EIA)采纳为国际标准。
在用双绞线联起来的网络中,由于存在信号衰减,因此每网
段最多不能超过100米,接4个中继器后最长可达到500米,因而也限制了它较大范围的使用。
在现代家庭通信网络中,双绞线又是必不可少的一部分,在
这里介绍一下双绞线及其接头的制作:
由于网卡使用的是RJ-45接头方式,所以要用双绞线来进行
连接,双绞线共有8根线头,如果是多台微机通过集线器进行连
接,其线头按颜色进行排列为:橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,
棕白,棕(如果只有两台微机,只需用网线直接连接两网卡即可,
但其接线方法则有所变化:要把线头的1、3交换,2、6交换,两头依次为橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,棕白,棕,另一头
是绿白,绿,橙白,蓝,蓝白,橙,棕白,棕)。然后两头分别
用专用钳子把RJ-45卡子头夹好,一头插在微机的网卡上,另一
头插在集线器的任意接口上。
3.
同轴电缆由内导体铜质芯线,绝缘层,网状编制的外导体屏
蔽层及保护塑料外层组成,内导体和外导体构成一组线对。由于
外导体屏蔽层的作用,同轴电缆具有很好的抗干扰性。此外,由
于它比双绞线有优越的频率特性,现已被广泛用于较高速率和较
高频率的数字数据传输中。
通常按特性阻抗值的不同,将同轴电缆分为两大类:基带同
轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆用于传输离散的基带数字
信号,用这种同轴电缆可以将10Mb/S的基带数字信号传送1千米到1.2千米,因此被广泛用于局域网中。宽带同轴电缆常用于
传输模拟信号,是公用天线电视系统CATV中的标准传输电缆,
利用频分多路复用技术,一条同轴电缆可以同时发送一万多个相
互独立的话音信道上的信息。但在传送数字信号时,必须将数字
信号用调制器转换成模拟信号,在宽带同轴电缆上传送。
同轴电缆又可分为细缆和粗缆两大类,细缆使用较普遍,主
要用于总线形网络布线。细缆两端装BNC头,可连接在网卡的
T形头上。细缆每段干线最大长度为185m,每段干线可接30台计算机。若要拓宽网络范围则需加中继器,最多加4个,最大传输距离可达925m。细缆安装容易,造价低,但维护麻烦,中大
型网一般不使用。粗缆每段干线最大长度为500米,每段干线可接100台计算机,最长网络范围可达到2500米,收发器间最小2.5米,收发器电缆最长50米。
同轴电缆同双绞线相比,价格较贵,但频带宽,传输数据速
率高,传输距离大,抗干扰能力强,是用途广泛的传输媒体。目
前普遍用于长距离的电话或电报传输,有线电视,局域网络和短
距离系统连的通信线路(如主机和外设,终端的高速I/O通道的
连接等)。
4.
光纤通信就是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信,而光导
纤维是光纤通信的媒体。
光导纤维(光纤)是一种能够传导光信号的极细(50μm~100
μm)而柔软的介质。常用的光纤材料有:超纯二氧化硅、多成份
玻璃纤维、塑料纤维。光纤的模截面为圆形,由纤芯、包层两部
分构成,二者由两种光学性能不同的介质构成。其中,纤芯为光
通路;包层由多层反射玻璃纤维构成,用来将光线反射到纤芯上。
实用的光缆外部还须有一个保护层。每一纤芯及包层或紧或松地
被外壳包裹着。在紧型结构中,光纤被外层塑料壳完全包住;在
松型结构中,光纤与保护壳之间有一层胶体或其他材料。无论哪
一种结构,外壳都是起着提供必要的光缆强度的作用,以防止光
纤受外界温度、弯曲、外拉等影响而折断。
从传输点模数来分,光纤可以分为单模和多模两种传输方
式,单模提供单条光通路;多模光纤,即发散为多路光波,每一
路光波走一条通路。单模光纤因为衰减小而具有更大的容量,但
是它的生产要比多模光纤昂贵。
光纤在任何时间都只能单向传输,因此,要实行双向通信,
它必须成对出现,一个用于输入,一个用于输出,光纤两端接到
光学接口上。
1. 光纤的传输系统比同轴电缆大的多,一般小同轴电缆的最
大传输带宽为20MHz左右,中同轴电缆的最大传输带宽为60MHz左右。而目前一般工程实用的梯度多模光纤和单模光纤的带宽都
比同轴电缆的带宽大得多。表一为同轴电缆与目前国际上发达国
家已工程实用的较先进的光纤带宽比较。
最大带宽 色散Ps/Km?最大带宽(MHz,Km)
nm (MHz)
梯度多模光纤 小同轴中同轴单模光纤 电缆 电缆
20 60 工作波长(微0.85 1000 米) 1.3 2000
零色散波长1.3 3.0(1.3微米) (微米) 17(1.55微米)
1.55 2.5/1.55微米
从表中可知,从现在已工程实用化的光纤来说,已不但能满
足目前电话、数据、文字和图像等带宽综合业务信息的传输要求,
而且还可以适应预见的将来信息业务日益发展的需求,可以这样
说,光纤是目前有线通信传输介质中最良好的传输介质,一但当
光缆敷设以后,通过频分,时分和波分复用,传输容量可以管用
几十年,具有良好的技术经济性能。
2.光纤的传输衰耗要比同轴电缆小的多,而且光纤的传输
衰耗不像同轴电缆那样随频率和温度而变。所以光纤通信不需要
同轴电缆通信那样复杂的频率和温度均衡。这样,光纤通信设备
就可做得比较简单。表二为国际上先进的,有代表性的光纤传输
衰耗。
最大传输衰耗(dB/Km)
梯度多模光纤 常规单模光纤 色散移位单模
光纤 工作波长 0. 85 2.2 (微米) 1.3 0.5
零色散波长1.3 0. 4(1.3 (微米) 微米)
0.25(1.55
微米)
1.55 0.2
光纤通信的中继间距比同轴电缆长的多,长途通信中中继器数量
的减少就使系统的可靠性得到较大的提高,这对于海底光缆通信和国
防长途通信具有特别重要的意义。
3.光纤的抗电磁干扰能力比同轴电缆强的多,由于光纤是
绝缘材料,只能导光而不能导电,所以,光纤不受电磁干扰。光
纤的抗电磁干扰能力对现代通信网十分重要,既可以防止外部干
扰信号的影响,又可以防止电磁波辐射而受到窃听,这样就可大
大的提高现代通信网的完全性和保密性。
4.光纤还有一项同轴电缆所没有的独特性能,即光纤可波
分复用。目前光纤已有三个波长区(0.85微米短波长区,1.3微
米和1.55微米两个长波长区)。由于上述三个波区中的每一个波
长都有几百兆赫以上的带宽,所以一根光纤通过波分复用就可得
到非常巨大的传输容量。
从上面的这些光纤特性来看,光纤是现代有线通信最理想的
传输介质。
以上介绍的几种传输介质都是有线传输介质,但有线介质不
可能在任何时候都满足要求。例如,当通信线路要通过某些建筑
物、一座高山或一个岛屿时、施工挖掘、铺设电缆往往是费时又
费钱,因而需要自由空间做通信介质,进行数据的通信。这就是
下面要介绍的无线通信和卫星通信。
无线通信包括红外通信,激光通信和微波通信。由于它们都
是沿直线传播的,有时也称它们为视线媒体,因为这三种技术都
需要在发送方面和接受方面有一条视线通路。红外通信和激光通
信将要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号,直接在空
间传播。微波的频率范围为300MHz~300GHz,但主要是使用2~40GHz的频率范围,在自由空间主要是直线传播。
由于微波会穿透电离层而进入宇宙空间,因此微波通信分为
两种主要方式:地面微波接力通信和卫星通信。 1.
由于微波在空间是以直线传播的,而地球表面是曲面,微波
在地面的传播距离受到限制。为了增大直接传播距离,而增大天
线塔的高度,塔越高传播距离。例如一般传播距离为50km,但
当天线塔为100m时,距离可增大到100km。当超过一定距离后,则需在一个无线通信信道的两个终端之间建立若干个中继站。中
继站把前一端送来的信号经过放大后再发送到下一站,故称为微
波接力通信。大多数长途电话业务使用4~6GHz的频率范围,在这些频率上越来越挤,所以其他较高的微波频率也在使用。
波段频率高、传输频带宽、通信容量大、传输距离远、抗干
扰能力强、可靠性较高,与同容量的光纤和长度的电缆载波相比,
建设投资少,见效快。但微波接力通信业也存在着如下的一些缺
点:相邻站点之间必须直视,不能有障碍物。有时一个天线发射
出的信号也会分成几条略有差别的路径到达天线,因而造成失
真。微波的传播有时也会受到恶劣天气的影响,与电缆通信系统
比较,微波通信的隐蔽性和保密性较差,对大量中继的使用和维
护要耗费一定的人力和物力。
卫星通信实质上是在利用地球站之间利用位于36000km高空
的人造同步地球卫星作为中继的一种微波接力通信。而通信卫星
就是在太空的无人职守的微波通信的中继站。采用三个适当配置
的卫星,即可覆盖两极音区以外的整个地球。和微波接力通信相
似,卫星通信的频带较宽,通信容量较大,信号改变干扰小,通
信比较稳定,适合于卫星通信的频段是1GHz—10GHz。目前常用的频段是:
3700—4200MHz(下行,卫星--地球)
5925—6425MHz(上行,地球--卫星)
7250—7750MHz(下行,卫星--地球)
7900—8400MHz(上行,地球--卫星)
每一段的带宽都是500MHz,可同时传输几千至一万路模拟话
音信号。随着业务两的不断增加,这一频段已经非常拥挤,因此
现在也使用频率更高的14/12Ghz的频段。
卫星通信最大的优点是:通信是“面覆盖”式的,同步卫星
发射出的电磁波能辐射到地球的1/3的区域,因而便于实现多址
和移动通信,也便于组成通信网。因此广泛用于传输多路长距离
电话,电报,电视业务,数据等。它的缺点是,具有较大的传播
时延,无论地面上两站的距离有多远,从发送站通过卫星载发到
接收站的传播延迟时间要花270s这对于微波接力通信的3ns/km与同轴电缆的5ns/km相比,显然要慢的多,从安全方面考虑,
卫星通信系统的保密性也较差。
总之,随着时间的推移,各种传输介质将会朝着传播速度快,
传输容量大,传输距离远,传输安全性高,抗干扰能力强,投资
少,见效快等这些方面发展,传输介质将会为各种信息的及时传
输起着重要的作用。
范文三:局域网常用的传输媒体有三种
31、局域网常用的传输媒体有三种,其中传输速度最快的是( )。 A、双绞线 B、同轴电缆 C、光缆 D、电话线 32、用拨号方式入网的必备设备是( )。
A、电话机 B、网卡 C、调制解调器 D、光驱 33、通过局域网上网的必备设备是( )。
A、电话机 B、网卡 C、光驱 D、调制解调器 34、计算机网络按地理范围分为局域网,城域网,( )。 A、都市网 B、国际网 C、互连网 D、广域网 35、关于局域网的叙述错误的是( )。
A、可安装多个服务器 B、可共享打印机
C、可共享服务器硬盘 D、所有的数据都存放在服务器中 36、局部地区通信网络简称局域网,英文缩写为( )。 A、WAN B、MAN C、SAN D、LAN
37、局域网的核心是( )。
A、网络工作站 B、网络服务器 C、网络通信系统 D、外部设备 38、调制解调器是用来( )。
A、在普通电话线上发送和接收数据 B、语音识别 C、联接计算机和局域网 D、字符识别
39、相对于广域网,局域网的传输误差率( )。 A、很低 B、取决于传输介质 C、比广域网高 D、很高 40、局域网常用的传输介质由同轴电缆,双绞线和( )。 A、微波 B、光缆 C、电话线 D、公用无线 41、计算机网络能够不受地理上的束缚实现共享,下列不属于共享的资源是( )。
A、数据 B、办公人员 C、软件 D、硬件
42、局域网一般不采用的传输介质是( )。
A、双绞线 B、同轴电缆 C、光缆 D、电话线 43、浏览自编网页,可在“IE— 文件—打开”下选( )。 A、驱动器 B、浏览 C、文件名 D、文件夹 44、打印邮件在( )菜单选“打印”。
A、文件 B、收件箱 C、附加 D、发送和接收
45、合法E-mail地址是( )。
A、shi@online.sh.cn B、shj.online.sh.cn
C、online.sh.cn@shj D、cn.sh.online.shj
46、保存邮件应在( )菜单下选“另存为”。
A、收件箱 B、文件 C、新邮件 D、转发
47、不属于电子邮件系统的主要功能的是( )。 A、生成邮件 B、发送和接收邮件 C、建立电子信箱 D、自动销毁邮件
48、浏览网站需要在( )栏写入网址。
A、File B、HTML C、URL D、FTP
48、接收新邮件应单击( )栏。
A、发送和接收 B、收件箱 C、新邮件 D、已发送邮件 50、电子邮件的主要功能是:建立电子信箱,生成邮件,发送邮件和( )。
A、处理邮件 B、接收邮件 C、修改电子信箱 D、为待发邮件加.PDK扩展
名
51、用户从FTP服务器下载软件后常常需要进行( )处理。 A、压缩 B、打包 C、解压缩 D、拆包
52、E-mail邮件本质是( )。
A、一个文件 B、一份传真 C、一个电话 D、一个电报 53、进入IE浏览器需要双击( )图标。
A、网上邻居 B、网络 C、Internet D、Internet Explorer
54、域名和IP地址通过( )服务器转换。
A、WWW B、E-mail C、FTP D、DNS
55、下列不属于计算机网络资源子网的是( )。 A、主机 B、网络操作系统 C、网关 D、网络数据库系统 56、域名与IP地址通过( )服务器转换。
A、DNS B、WWW C、E-mail D、FTP
57、某实验室的多台计算机需要连入Internet,仅有电话线而无网线,
需购置( )。
A、路由器 B、网卡 C、调制解调器 D、集线器 58、如果要将两个异种局域网连接应选择( )。
A、网关 B、集线器 C、网桥 D、调制解调器 59、一个计算机网络组成包括( )。
A、传输介质和通信设备 B、通信子网和资源子网 C、用户计算机和终端 D、主机和通信处理机 60、下列不是计算机网络的系统结构( )。
A、星型结构 B、总线结构 C、单线结构 D、环型结构 61、某实验室有10台计算机与1台打印机需要连网,应购置( )块网卡。
1、11 B、10 C、1 D、2
范文四:4+传输媒体
通信工程学院
主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Chapter 4 Transmission Media 传输媒体
PRESENTED BY YONGMIN QI
2011-10-9
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Overview
Guided media导向媒体 - wire Unguided media非导向媒体- wireless Characteristics and quality determined by medium and signal
For guided, the medium is more important For unguided, the bandwidth produced by the antenna is more important
Key concerns are data rate and distance
2011-10-9
2
通信工程学院
主 讲 教 师 : 祁 永 敏
信道与传输媒体
信道通常是抽象的描述, 传输媒体即是物理信道。
传 输 媒 体 种 类
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有线媒体 Guided 无线媒体 Unguided
双绞线 Twisted Pair 同轴电缆 Coaxial Cable 光纤 Optical Fiber 无线电 Radio 微波 Microwave 卫星 Satellite Microwave 红外 Infrared
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通信工程学院
主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Design Factors设计因素
Bandwidth带宽
Higher bandwidth gives higher data rate
Transmission impairments传输损伤
Attenuation衰减
Interference干扰 Number of receivers接收器的数目
In guided media More receivers (multi-point) introduce more attenuation
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Electromagnetic Spectrum电磁波频谱
特低频 音频 甚低频 低频 中频 高频 甚高频 超高频 极高频 特高频 红外线 可见光 电源与电话 发电机 乐器,话筒 无线电 电台和TV 电子管 集成电路 蜂窝电话
微波 雷达 微波天线 磁控管 红外 激光 导弹 测距仪 可 见 光
光 纤
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Guided Transmission Media导向传输媒体
在导向传输媒体中,电磁波被导向沿着固体媒体传 播。 Twisted Pair双绞线 Coaxial cable同轴电缆 Optical fiber光纤
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6
Transmission Characteristics of Guided Media
Frequency Range Twisted pair (有负载) Twisted pairs (多对线 ) Coaxial cable Optical fiber 0 to 3.5 kHz 0 to 1 MHz 0 to 500 MHz 186 to 370 THz Typical Attenuation 0.2 dB/km @ 1 kHz 0.7 dB/km @ 1 kHz 7 dB/km @ 10 MHz 0.2 to 0.5 dB/km Typical Delay时延 50 μs/km 5 μs/km 4 μs/km 5 μs/km Repeater Spacing间距 2 km 2 km 1 to 9 km 40 km
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Twisted Pair双绞线
由两根彼此绝缘的铜线按照规则的螺线状绞合在 一起。
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Twisted Pair - Applications
Most common medium Telephone network Between house and local exchange (subscriber loop用户环路) Within buildings To private branch exchange (PBX专用小交 换机) For LAN 10Mbps or 100Mbps
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Twisted Pair - Pros and Cons
Cheap Easy to work with Low data rate Short range
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Twisted Pair - Transmission Characteristics传输特性
Analog
Amplifiers every 5km to 6km
Digital
Use either analog or digital signals repeater every 2km or 3km
Limited distance Limited bandwidth (1MHz) Limited data rate (100MHz) Susceptible to interference and noise
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Near End Crosstalk
Coupling of signal from one pair to another Coupling takes place when transmit signal entering the link couples back to receiving pair i.e. near transmitted signal is picked up by near receiving pair
2011-10-9
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Unshielded and Shielded TP
Unshielded Twisted Pair (UTP)无屏蔽双绞线
Ordinary telephone wire Cheapest Easiest to install Suffers from external EM interference
Shielded Twisted Pair (STP)屏蔽双绞线
Metal braid网罩 or sheathing护皮 that reduces interference More expensive Harder to handle (thick, heavy)
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
UTP Categories
Cat 3 Cat 4 Cat 5 Cat 5E (Enhanced) –see tables Cat 6 Cat 7
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Comparison of STP and UTP
Attenuation (dB per 100 m) Frequency (MHz) Category 3 UTP Category 5 UTP 150-ohm STP Near-end Crosstalk (dB) Category 3 UTP Category 5 UTP 150-ohm STP
1
2.6
2.0
1.1
41
62
58
4
5.6
4.1
2.2
32
53
58
16
13.1
8.2
4.4
23
44
50.4
25
—
10.4
6.2
—
41
47.5
100
—
22.0
12.3
—
32
38.5
300
—
—
21.4
—
—
31.3
Twisted Pair Categories and Classes
Category 3 Class C Category 5 Class D Category 5E Category 6 Class E Bandwidth 16 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz 600 MHz
Category 7 Class F
Cable Type
UTP
UTP/FTP
UTP/FTP
UTP/FTP
SSTP
Link Cost (Cat 5 =1)
0.7
1
1.2
1.5
2.2
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Gigaspeed UTP Wires
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2011-10-9
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Coaxial Cable同轴电缆
由铜质芯线,绝缘层,网状编织的外导体屏蔽 层以及保护塑料外层所组成。 比双绞线更不容易受到串扰和干扰 传输距离更长,数据率更高 用于长距离、高速信号传输。
绝缘保护套层 外导体屏蔽层 绝缘层 内导体
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Coaxial Cable Applications
Television distribution电视广播 Cable TV有线电视 Long distance telephone transmission Can carry 10,000 voice calls simultaneously Being replaced by fiber optic Short distance computer systems links Local area networks
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Coaxial Cable - Transmission Characteristics
Analog Amplifiers every few km Closer if higher frequency 有效频谱可延伸至 500MHz Digital Repeater every 1km Closer for higher data rates
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Optical Fiber光纤
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Optical Fiber - Benefits
Greater capacity容量更大 Smaller size & weight尺寸更小,重量更轻 Lower attenuation衰减更小 Electromagnetic isolation隔绝电磁场(保密安全) Cheap
2001:1300元/芯km Now:100元/芯km 市场需求:16850(7880)万芯km/年 (2009)
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Optical Fiber - Applications
Long-haul trunks长途线路(1500km) Metropolitan trunks城市线路(12km) Rural exchange trunks农用交换干线(40160km) Subscriber loops用户环路 LANs
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Optical Fiber - Transmission Characteristics
Act as wave guide for 1014 to 1015 Hz
Portions of infrared and visible spectrum
Light Emitting Diode (LED)发光二极管
Cheaper Wider operating temp range
Injection Laser Diode (ILD)注入半导体激光器
More efficient Greater data rate
Wavelength Division Multiplexing波分复用
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Optical Fiber Transmission Modes
阶跃折射率多模
渐变折射率多模
单模
光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
多模光纤
输入脉冲 输出脉冲
输入脉冲
单模光纤
输出脉冲
Frequency Utilization for Fiber Applications
Wavelength (in vacuum) range (nm) 820 to 900 1280 to 1350 1528 to 1561 1561 to 1620 Frequency range (THz) 366 to 333 234 to 222 196 to 192 185 to 192 S C L Band label Fiber type Applicatio n LAN Various WDM WDM
Multimode Single mode Single mode Single mode
Attenuation in Guided Media
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非导向传输媒体
无线传输所使用的频段很广。 短波通信主要是靠电离层的反射,但短波信道的通 信质量较差。 微波在空间主要是直线传播。 微波通信的两种主要方式 地面微波接力通信:中继站 卫星通信
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Wireless Transmission
频率范围 微波频率:2GHz 到 40GHz,高方向性,点对 点传输 无线电波区:30MHz to 1GHz,全向应用 红外线频谱 3 x 1011 Hz到 2 x 1014Hz,在特定区域完成 点对点及多点应用 非导向媒体通过天线发送和接收实现 天线中的概念 各向同性天线,抛物面反射天线
2011-10-9 32
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Terrestrial Microwave地面微波
抛物面“碟状”天线 最常见微波天线 电磁波聚集成细波束 应用 长途电信服务:如话音和电视 视距内传输,所需放大器或转发器比同轴电缆少 点对点建筑物间用于闭路电视和局域网 蜂窝系统(14章介绍) 频谱范围在1 – 40 GHz: 频率越高,带宽越宽,数据率越高
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Satellite Microwave卫星微波
微波接力站 卫星从一个频段接收信号,放大或再生,再从另 一个频段发送信号 卫星要求相对于地球的位置是恒定的 高度 35,863km 应用:电视广播,长途电话传输,专用商业网络 频率范围为1 到10 GHz 从地球站发送到接收有0.24秒的传输时延 天生就是广播工具
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Satellite Point to Point Link
Satellite Broadcast Link
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Broadcast Radio广播无线电
全方向性的-Omnidirectional 应用 广播FM 频段 UHF频段和 VHF频段 电视广播 数据网络应用 30 MHz 到 1 GHz 广播通信的有效频段 高于30MHz的传输范围局限于视距范围 无线电损伤的主要来源是多径干扰 地面,水域自然界或人造物体的反射
2011-10-9
37
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Infrared红外线
发送/接收器调制不相干的红外线光实现通信 视距范围直接传输或反射 无法穿透墙体,比较安全,不受干扰 不存在频率分配问题
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Wireless Propagation无线传播
地波传播:调幅无线电广播(AM radio) 天波传播:BBC 和美国之音 视距传播
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Line-of-sight propagation视距传播
无线视距传输的损伤 自由空间损耗 离发送天线越远,接收到的信号功率越弱。 大气吸收 主要来自水蒸气和氧气 雨和雾引起的散射导致衰减 多径 信号被障碍物反射沿多条路径传播,如通过水域时,风 使水的反射面运动,导致多径传播。 折射 大气层的折射,海拔高度变化或其他大气层状态变化。
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主 讲 教 师 : 祁 永 敏
Homework
What are common transmission media?
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范文五:传输媒体
传输媒体
物理传输媒体----双绞线Twisted Pair
采用一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界的电磁波干扰。实际用多对(典型为四对)双绞线一起包在一个绝缘电缆套管里。
越粗则线路衰减越小,高速网络则要求双绞线的线径越粗。
优点:布线容易、接口便宜、适合短距离传输。
缺点:传输速率比光纤差、传输距离短、易受干扰。
物理传输媒体----光纤
用纯石英以特别的工艺拉成的细丝。传输速率在几百“太”(T=1000Gbps)以上。
优点:传输速率高、质量轻、不受电磁干扰、不导电、不用接地、不易被窃听。
缺点:光纤价格贵、接口价格较贵。
物理传输媒体----同轴电缆
由内导体芯线、绝缘层、外导体屏蔽层和外层套管组成。内导体芯线和外导体屏蔽层在同一轴心上,称为同轴电缆。
计算机网络用50欧姆,广播电视用75欧姆。
物理传输媒体----无线方式
使用微波波长或更长的波长的频谱。如900/1800MHz的蜂窝通信装置。
使用光波范围的频谱 。如红外线通信。
物理传输媒体----卫星通信
同步地球卫星:位于36500 Km高空,以与地球自转的角速度相同的速度绕地球旋转,天线方向始终对准地面的通信系统。
近地轨道地面卫星:飞行轨道较低、数百公里,需要多各卫星接力工作才能使通信连续不中
断。
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