1、通信CH04传输媒体.doc
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数据通信CH04传输媒体 第四章传输媒体物理传输媒体导向媒体（双绞线，同轴电缆，光纤 >非导向媒体 <地面微波，卫星微波，广播无线电，红外线）工作频段物理性质传输特性无线传播方式地波传播，天波传播，视距传播视距传输 < 损伤）传输媒体是数据传输系统中发送器和接收器之间的物理通道数据通信的特点和通信质量取决于传输媒体的性质以及传输信号特点导向媒体，主要取决媒体自身的性质非导向媒体，主要是发送天线生成的信号带宽设计数据传输系统主要考虑数据率和传输距离数据率越大，传输距离越远越好带宽一Bandwidth高带宽高数据率传输损伤—Tran smissi on impairme nts损伤限制传输距离 双绞线〉同轴电缆〉光纤干扰一Interferenee频率重叠的区域内，相互竞争的信号之间在非导向媒体中尤其值得注意接收器数量一 # of receivers使用导向媒体可以构成点对点或者多个设备相连的链路多个设备相连共享中会有衰减和失真并限制传输距离和 /或数据率双绞线最廉价，使用最广一对线作为一根通信链路使用低数据率，短距传输双绞线-应用传输系统 <传输模拟信号）模拟信号：楼层与本地交换局连接形成 用户环路”数字信号：在一栋办公楼内，连接到专用小交换机 （PBX>对于局域网（LAN> <传输数字信号）数据率达到10Mbps -100Mbps传输原理：，在接收端用一对电线来携带大小相等方向相反的两路信号 ，用两路信号来传输相同的信息对其中一路信号进行反转，然后对这两路波形进行叠加为什么使用两条相互绞合在一起的导线构成通信链路？降低对其他线路的干扰两根信号线对外产生的电磁波大小相等，方向相反，它们叠加为驻波，相互抵 消，有效减少对外产生电磁干扰，即它做到了尽量不用打扰别人。
降低收到其他线路的干扰双绞线携带的是同一路信息的两路反相的信号，如果在传输过程中受了电磁干 扰，由于它们是双绞信号线对，靠得很近，可以近似的看成，噪声对它们的影响是相等 的，即对两路信号的波形相同程度的叠加在接收端对其中一路信号进行反转，这样在这 两路波形中的信号分量是大小相等方向也相等，而噪声分量则变成了大小相等方向相反 然后对这两路波形进行叠加，信号分量得到加强，而噪声分量由于抵消而消除模拟传输方式每5千M到6千M用一个放大器数字传输方式使用数字或模拟信号每2千M到3千M用一个转发器与其他导向传输媒体相比传输距离、带宽、数据率受到限制易受到衰减，干扰和噪声的影响
优点：比双绞线更不容易受到串扰和干扰传输距离更长，数据率更高应用：用途广泛电视广播一Television distribution有线电视一Cable TV长途传输— Can carry 10,000 voice calls simulta neously正在逐渐被光纤代替短距离设备间的连接，如计算机系统之间提供高速 I/O通道局域网传输特性：模拟信号每隔几千M使用一个放大器频率越高放大器间隔越近有效频谱可延伸至 500MHz数字信号每千M使用一个转发器数据率越高需要间隔越密光纤光是一种电磁能量形式光纤一种纤细，柔韧并能传导光线的媒体通常制作材料为玻璃和塑料组成部分-H-心玻璃或塑料覆层与芯之间的界面作为反射器限制光线不从芯中逃逸防护罩优点：容量更大以数百G的数据率传输几十千 M体积更小，重量更轻衰减更小隔绝电磁场不怕冲激噪声和串扰之类的干扰更安全，很难被人搭线窃听转发器的间隔更远更低的费用，更少的故障点 应用长途线路网，20k -60k话音信道，平均长度1500 km市区中继电路100k话音信道,平均长度12 km农用交换干线电路5k话音信道，长度范围40 -160 km光纤用户环路提供话音，数据，图像，视频等服务LANs容量 100 Mbps -10G bps原理：光束被反射并沿光纤向前传播传输特性：光纤系统的频率操作范围 10X4到10A15 Hz之间光的折射和反射从高密度媒质进入到低密度媒质的光线，随着入射角增大，折射角也增大，并逐渐远离垂直轴而靠近水平轴入射角的变化使折射角增大到 90度，折射光线完全成了沿媒质界面传播水平光线，此时的入射角称为临界角，或称全反射角光线折射时会向折射率大的介质偏移多模多个角度发射多条传播路径分类多模突变：外部介质折射率固定，内部光芯折射率也固定。
内部光束成折线状前缺点：每条路径的长度不同导致传输时间不同，光脉冲最终被扩散适合短距离传输多模渐变：外部介质折射率固定，内部光芯折射率随半径增大减小内部光束成 螺旋状前进中心较高的折射率使光速沿轴线前进的速度减慢从而导致多条传输路径上的光 束几乎同时到达常用于局域网单模一个角度，一条传播路径，适合长距离传输光源发光二极管一Light Emitting Diode (LED>价格便宜工作温度范围较宽寿命长注入激光二极管—Injectio n Laser Diode (ILD>效率更高支持较高的数据率光线可利用的带宽可达到 THz数量级1THz=10A12Hz天线无线传输的频率范围无线电波区30MHz to 1GHz，全向应用微波频率1GHz到40GHz，高方向性，点对点传输红外线频谱3 x 10A11 Hz到2 x 10A14Hz，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发射电磁能量或者接收电磁能量的电导体或者电导体系统概念各向同性天线均等的向所有方向发射能量抛物面反射天线天线增益抛物面反射天线天线增益天线在特定方向上的输出功率与全向天线在任意方向上产生的功率之比P90，公式 4.1地面微波地面微波使用抛物面碟状天线将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短距离，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，但是衰减也越大 微波传输的主要损耗衰减损耗公式：频率越高，距离越大，衰减越大频率越高，使用天线越小，价格越低卫星微波通信卫星微波接力站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，长途传输，专用商业网络 卫星分布保证在全球任何地点、任何时刻至少可以观测到 4颗卫星)卫星i的坐标为 区别在于是否一个角度发射，是否一条传播路径传输3. 无线传播有几种方式？它们分别是？地波传播，天波传播，视距传播申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。
