物理層下面的傳輸媒體

傳輸媒體是資料傳輸系統中在傳送器和接收器之間的物理通路。

1、導引型傳輸媒體：電磁波被導引沿著固體媒體（銅線或光纖）傳播。

（1）雙絞線

1）最古老但又最常用的傳輸媒體。

2）把兩根互相絕緣的銅導線並排放在一起，然後用規則的方法絞合 (twist) 起來就構成了雙絞線。

3）絞合度越高，可用的資料傳輸率越高。

4）兩大類：

• 無遮蔽雙絞線 UTP。
• 遮蔽雙絞線 STP。

（2）同軸電纜

1）由內導體銅質芯線（單股實心線或多股絞合線）、絕緣層、網狀編織的外導體遮蔽層（也可以是單股的）以及保護塑料外層所組成。

2）具有很好的抗干擾特性，被廣泛用於傳輸較高速率的資料。

3）兩種廣泛使用的同軸電纜：

• 基帶同軸電纜 ：一條電纜只用於一個通道，直接傳輸數字訊號，阻抗為50Ω，基帶同軸電纜的最大距離限制在幾公里；可分為兩類： 粗纜和細纜。
• 寬帶同軸電纜：寬帶同軸電纜傳輸模擬訊號，阻抗為75Ω，寬頻電纜的最大距離可以達幾十公里。

（3）光纜

1）光纖是光纖通訊的傳輸媒體。通過傳遞光脈衝來進行通訊。

2）其傳輸頻寬遠遠大於目前其他各種傳輸媒體的頻寬。

光線在纖芯中傳輸的方式是不斷地全反射

（4）光纖分類

1）多模光纖

• 可以存在多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。
• 光脈衝在多模光纖中傳輸時會逐漸展寬，造成失真，只適合於近距離傳輸。

2）單模光纖

• 其直徑減小到只有一個光的波長（幾個微米），可使光線一直向前傳播，而不會產生多次反射。
• 製造成本較高，但衰耗較小。
• 光源要使用昂貴的半導體鐳射器，不能使用較便宜的發光二極體。

3）光纖優點

• 通訊容量非常大
•  傳輸損耗小，中繼距離長，對遠距離傳輸特別經濟。
•  抗雷電和電磁干擾效能好。
• 無串音干擾，保密性好，不易被竊聽或擷取資料。
•  體積小，重量輕。

2、非導引型傳輸媒體：指自由空間。非導引型傳輸媒體中電磁波的傳輸常稱為無線傳輸。

1）無線電微波通訊

（1）佔有特殊重要的地位。

（2）微波頻率範圍：

• 300 MHz~300 GHz（波長1 m ~ 1 mm）。
• 主要使用：2 ~ 40 GHz。

（3）在空間主要是直線傳播。

• 地球表面：傳播距離受到限制，一般只有 50 km左右。
• 100 m 高的天線塔：傳播距離可增大到 100 km。

（4）多徑效應

基站發出的訊號可以經過多個障礙物的數次反射，從多條路徑、按不同時間等到達接收方。多條路徑的訊號疊加後一般都會產生很大的失真，這就是所謂的多徑效應。

（5）誤位元速率（即位元錯誤率）不能大於可容許的範圍

• 對於給定的調製方式和資料率，信噪比越大，誤位元速率就越低。
• 對於同樣的信噪比，具有更高資料率的調製技術的誤位元速率也更高。
• 如果使用者在進行通訊時不斷改變自己的地理位置，就會引起無線通道特性的改變，因而信噪比和誤位元速率都會發生變化。

2）遠距離微波通訊：微波接力

（1）微波接力：中繼站把前一站送來的訊號放大後再發送到下一站。

（2）主要特點：

• 微波波段頻率很高，頻段範圍很寬，其通訊通道的容量很大。
• 工業干擾和天電干擾對微波通訊的危害小，微波傳輸質量較高。
•  與相同容量和長度的電纜載波通訊比較，微波接力通訊建設投資少，見效快，易於實施。

（3）主要缺點：

• 相鄰站之間必須直視（常稱為視距 LOS (Line Of Sight)），不能有障礙物，存在多徑效應。
• 有時會受到惡劣氣候的影響。
• 與電纜通訊系統比較，微波通訊的隱蔽性和保密性較差。
•  對大量中繼站的使用和維護要耗費較多的人力和物力。

3）衛星通訊

• 通訊容量大，通訊距離遠，通訊比較穩定，通訊費用與通訊距離無關。
• 但傳播時延較大：在 250~300 ms之間。

4）無線區域網使用的 ISM 頻段

•  無線區域網：使用無線通道的計算機區域網。
• 無線電頻段：通常必須得到無線電頻譜管理機構的許可證。
• ISM 頻段：可以自由使用。