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傳輸介質

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常用傳輸介質
  雙絞線
  同軸電纜
  光纜
  無線與衛星通訊通道
雙絞線
  最常用的傳輸介質
  由兩條相互絕緣的銅導線組成,兩條線扭絞在一起,可以減少對鄰近線對的干擾。由若干對雙絞線構成的電纜稱為雙絞線電纜。
  可用於模擬傳輸,也可用於資料傳輸
  非遮蔽雙絞線UTP(Unshielded Twisted Pair)(有3類和5類),遮蔽雙絞線(STP)。
  對電磁干擾較敏感,也不能支援非常高速的資料傳輸。
同軸電纜
  抗干擾性好,較高頻寬。內外導體同軸,均採用銅質材料。
  基帶同軸電纜


    50歐姆,用於數字資料傳輸,如計算機區域網,在區域網發展初期廣泛使用。
    頻寬取決於電纜長度。
  寬帶同軸電纜
    75歐姆,用於模擬傳輸。
    Cable TV技術,300MHz或450MHz,高達900MHz。
    主要用於有線電視網的居民小區中。
光纖
  光導纖維材料(纖芯,包層,外套),一根光纜中可含多根光纖。
  纖芯的折射率高於包層,當光線在纖芯上的入射角大於臨界值時會發生全反射現象
  光傳輸系統的組成
    光纖傳輸介質、光源、檢測器。
    光源:
      發光二極體或鐳射二極體,通電時都發出光脈衝。
    檢測器:
      光電二極體,遇光時,產生一個電脈衝。
    用光脈衝的出現表示“1”,不出現表示“0”。
    目前,在試驗室中光纖頻寬超過50Tbps;實用光纖100 Gbps。
  光纖的工作原理

  在這裡插入圖片描述
  光纖分類:單模光纖和多模光纖
    模式(mode):是一個與很多引數有關的量,不同的光線在介質內部以不同的模式傳播
    多模光纖
      纖芯較粗,光纖中可能有多種沿不同途徑同時傳播的模式。
    單模光纖
      將纖芯直徑減小到光波波長大小的時候,光在光纖中的傳輸沒有反射,而沿直線傳播。
    單模光纖與多模光纖的比較
      在這裡插入圖片描述
    目前實際使用的單模光纖系統能以100Gbps的速率傳輸100km,而且不需要中繼。
  光纖傳輸的優點
    頻頻寬,傳輸容量大。
    衰減低,傳輸距離遠(大約100km,銅線大約5km)。
    重量輕,尺寸小。
    不受電磁干擾和靜電干擾。
    安全保密性強。
    原料豐富,生產成本低。
無線與衛星通訊

  電磁波的傳播方式:
    一種是在自由空間中傳播,即通過無線方式傳播;另一種是在有限制的空間區域內傳播,即通過有線方式傳播。
  從電磁波譜中可知:
    無線,微波,紅外線,可見光,紫外線,x-射線,γ-射線
    (頻率)低                  高
  不同的傳輸介質可以傳輸不同頻率的電磁波訊號,雙絞線可傳輸低頻–中頻訊號,同軸電纜可傳輸低頻–特高頻訊號,光纖可傳輸近紅外區及可見光訊號等。
  無線通訊系統由傳送裝置、接收裝置、無線通道組成,利用無線電磁波實現資料傳輸。按照使用頻率不同分為中波通訊、短波通訊、超短波通訊、微波和衛星通訊等。
  固定物體之間的通訊可以使用有線傳輸介質,也可以使用無線通訊系統來實現。
  實現行動通訊需要通過無線通訊系統
  分組無線網是一種利用無線通道進行分組交換的通訊網路。
微波通訊
  微波:波長為1m—1mm,或頻率為300MHz—300GHz範圍內的電磁波。
  微波通訊:用微波波段的電磁波進行的通訊。
  微波通訊的特點:
    微波波段的頻頻寬。通訊容量大,可容納同時工作的通訊裝置多,並且可減少裝置相互之間的干擾。
    適用於傳輸寬頻帶訊號。一套微波通訊裝置可容納幾千個話路同時工作,或用於傳輸電檢視象等寬頻帶訊號。
    天線增益高。當天線面積給定時,其增益與波長的平方成反比。微波波段的波長短,很容易製成高增益天線。
    外界干擾小。頻率高於100MHz時,各種干擾如工業干擾、天電干擾及太陽黑子的變化基本不起作用。通訊傳輸的穩定性和可靠性得到保證。
    投資少,見效快,靈活性大。
    中繼通訊方式。(有很多中繼站)
    可傳輸數字和模擬訊號。
衛星通訊
  地球上的微波通訊站之間利用人造地球衛星作中繼站而進行的通訊。
  衛星上多個轉發器的作用是接收、放大與傳送資訊。幾個轉發器擁有一個36MHz的通道,不同轉發器使用不同的頻率,地面傳送站使用uplink向通訊衛星發射微波訊號;衛星接收、放大、變頻,再使用downlink傳送回地面接收站。 uplink和downlink使用不同的頻率。
  衛星通訊的特點:
    覆蓋區域大,通訊距離遠。
    具有多址連線特性。
    衛星通訊機動靈活。
    頻頻寬,通訊容量大。
    通訊線路穩定,質量好,可靠性強,系統運轉率高。
    可自發自收,有利於檢測。
    成本與距離無關。
  衛星通訊的缺點:
    要有高可靠、長壽命的通訊衛星。
    要求地球站有大功率發射機,高靈敏度接收機和高增益天線。
    有較大訊號延遲和回聲干擾。
      單程8萬公里,往返16萬公里,約需0.5秒左右。電磁波在真空傳播按光速每秒30萬公里。
無線區域網使用的 ISM 頻段
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