淺析計算機網絡的幾種傳輸介質

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淺析計算機網絡的幾種傳輸介質

不一樣的程序猿 發表於 2020-03-15 16:37:00

傳輸介質也稱為傳輸媒體，它是發送設備和接受設備之間的物理通路。傳輸介質可分為導向傳輸介質和非導向傳輸介質，在導向傳輸介質中，電磁波被導向沿著固體媒介（銅線或光纖）傳播，而非導向傳輸介質可以是空氣、真空或海水等。

1、雙絞線

雙絞線是古老、又常用的傳輸介質，它由兩根採用一定規則並排絞合的、相互絕緣的銅導線組成。絞合可以減少相鄰導線的電磁幹擾。為了進一步提高抗電磁幹擾能力，可在雙絞線的外面再加上一個由金屬絲編織成的屏蔽層，這就是屏蔽雙絞線（STP）,無屏蔽層的雙絞線就稱為非屏蔽雙絞線（UTP）,

雙絞線價格便宜，是最常用的傳輸介質之一，在區域網和傳統電話網中普遍使用。雙絞線的帶寬取決於銅線的粗細和傳輸的距離。模擬傳輸和數據傳輸都可以使用雙絞線，其通信距離一般為幾公裡到數十公裡。距離太遠時，對於模擬傳輸，要用放大器放大衰弱的信號；對於數字傳輸，要用中繼器將失真的信號整形。

2、 同軸電纜

同軸電纜由導體銅質芯線、絕緣層、網絡編織屏蔽層和塑料外層構成，按特性阻抗數值的不同，通常將同軸電纜分為兩類：50π同軸電纜和75π同軸電纜。其中，50π同軸電纜主要用於傳送基帶數字信息，又稱為基帶同軸電纜，它在區域網中得到廣泛應用；75π同軸電纜主要用於傳輸寬帶信號，又稱為寬帶同軸電纜，它主要用於有線電視系統。

由於外導體屏蔽層的作用，同軸電纜具有良好的抗幹擾特性，被廣泛用於傳輸較高速率的數據，其傳輸距離更遠，但價格較雙絞線貴。

3.光纖

光纖通信就是利用光導纖維（簡稱光纖）傳遞光脈衝來進行通訊。有光脈衝表示1，無光脈衝表示0.而可見光的頻率大約10^8MHZ，因此光纖通信系統的寬帶範圍極大。

光纖主要由纖芯和包層構成，光波通過纖芯進行傳導，包層較纖芯有較低的折射率。當光線從高折射率的介質射向低折射率的介質時，其折射角 將大於入射角。因此入射角足夠大，就會出現全反射，即光線碰到包層時候就會折射回纖芯，這個過程不斷重複，光也就沿著光纖傳輸下去。

只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大於某一個臨界角度，就可以產生全反射。因此可以存在許多從不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸，這種光纖被稱為多模光纖，多模光纖的光源為發光二極體。但光脈衝在多模光纖中傳輸時會逐漸展寬，造成失真，因此多模光纖指適合於近距離傳輸。

若光纖的直徑減少到只有一個光的波長，則光纖就像一根波導那樣，它可使光纖一直向前傳播，而不會產生多次反射，這樣的光纖就是單模光纖。單模光纖的纖芯很細，起致敬只要幾微米，製造成本較高。同時，單模光纖的光源為定向性很好的雷射二極體，因此單模光纖的損耗較小，適合遠距離傳輸。

4.無線傳輸介質

無線通信已廣泛應用於行動電話領域，構成蜂窩式萬縣電話網。隨著可攜式計算機的出現，以及在軍事、野外等特殊場合下移動通信聯網的需要，促進了數位化移動通信的發展，現在無線區域網產品的應用已非常普遍。

1）無線電波

無線電波具有較強的傳透能力，可以傳輸很長的距離，所以它被廣泛地應用於通信領域 ，如無線手機通訊，還有計算機網絡中的無線區域網（WLAN）。因此無線電波是將信號向所有方向散播，這樣在有效距離範圍內的接受設備就無須對某一個方向來與無線電波發射者進行通信連接，大大簡化了通信連接，這也是無線電傳輸的最重要優點之一。

2)微波、紅外線和雷射

目前高帶寬的無線通信主要使用單種技術：微波、紅外線和雷射。它們都需要在發送方和接收方之間有一條視線通路，有很強的方向性，都是沿直線傳播，有時統稱這三者為視線介質。不同的是紅外線通信和雷射通信把要傳輸的信號分別轉換為各自的信號格式，即紅外光信號和雷射信號，再直接在空間中傳播。

微波通信的頻率較高、頻段範圍也很廣，載波頻率通常為2—40GHZ，因為通信信道的容量大。如一個帶寬為2MHZ的頻段可容納500條語音線路，若用來傳輸數位訊號，數據率可達到數兆比特每秒。與通常的無線電波不一樣，微波通信的信號都是沿直線傳播的，故在地面的傳播 距離有限，超過一定距離後就要用中繼站來接力。

衛星通訊是利用地球同步衛星作為中繼來轉發微波信號，可以克服地面微波距離的限制。三顆相鄰120度的同步衛星幾乎能覆蓋整個地球表面，因而基本能實現全球通信。衛星通信的優點是通信容量大、距離遠、覆蓋廣，缺點是端到端的傳播延遲長，一般在250~270ms。

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