第10讲传输介质PPT讲稿.ppt

第第1010讲传输介质讲传输介质第1页，共48页，编辑于2022年，星期一教学内容v传输介质传输介质有线传输介质无线传输介质第2页，共48页，编辑于2022年，星期一传输介质基本概念v数据传输介质是指传送信息的载体，是通信网络数据传输介质是指传送信息的载体，是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。因此，传输中发送方和接收方之间的物理通路。因此，传输介质也称传输媒体、传输媒介或传输线路。介质也称传输媒体、传输媒介或传输线路。v传输介质传输介质有线传输介质无线传输介质第3页，共48页，编辑于2022年，星期一有线传输介质v有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方。理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方。v目前常用的有线传输介质主要有双绞线、同轴电目前常用的有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。缆和光纤。第4页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线v双绞线双绞线(Twisted Pair Cable)(Twisted Pair Cable)是由两根相互绝缘的导线按照一是由两根相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕。定的规格互相缠绕。n导线两两相绞，因而得名双绞线v互相缠绕，可降低互相缠绕，可降低信号干扰信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。第5页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线类型（1/2）v无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线UTPUTP（UnShielded Twisted PairUnShielded Twisted Pair）v屏蔽双绞线屏蔽双绞线STPSTP（Shielded Twisted PairShielded Twisted Pair）第6页，共48页，编辑于2022年，星期一以铝箔屏蔽以减少干扰和串音，应用较少双绞线外无任何屏蔽层，应用广泛双绞线类型（2/2）第7页，共48页，编辑于2022年，星期一UTPv优点：优点：1 1、容易安装且比其它类型的网络介质便、容易安装且比其它类型的网络介质便宜；宜；2 2、尺寸较小，节省空间；、尺寸较小，节省空间；v缺点：缺点：1 1、易受电磁信号干扰；、易受电磁信号干扰；2 2、传输距离短、传输距离短第8页，共48页，编辑于2022年，星期一STPv优点：屏蔽双绞线能对所有类型的外界干扰更有优点：屏蔽双绞线能对所有类型的外界干扰更有效地进行阻止效地进行阻止v缺点：在安装费用和难度方面，它比非屏蔽双绞缺点：在安装费用和难度方面，它比非屏蔽双绞线要昂贵和更困难线要昂贵和更困难第9页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线种类第10页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线的规格型号 v1 1类类7 7类类v1 1类主要用于传输语音，不用于数据传输，类主要用于传输语音，不用于数据传输，2 2芯芯v5 5类线、超类线、超5 5类线和类线和6 6类类以及最新的以及最新的7 7类线类线 v数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵当然价格也越贵 第11页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线标准第12页，共48页，编辑于2022年，星期一网线标识 vCATCAT：categorycategoryvCAT3CAT3是三类是三类vCAT5CAT5是五类，是五类，5E5E是超五类是超五类 vCAT6CAT6是是6 6类类第13页，共48页，编辑于2022年，星期一五类UTP线和超五类UTP的差异v五类线支持的最大传输速率是五类线支持的最大传输速率是100Mbps 100Mbps 超五类线支持的最大传输速率在超五类线支持的最大传输速率在100M1Gbps100M1Gbps之之间间 现在在布线的水平子系统中常用超五类线，五类现在在布线的水平子系统中常用超五类线，五类线逐渐被陶汰线逐渐被陶汰 第14页，共48页，编辑于2022年，星期一六类线第15页，共48页，编辑于2022年，星期一7类线第16页，共48页，编辑于2022年，星期一大对数电缆第17页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线产商v安普安普AMPAMP、v朗讯朗讯AVAYAAVAYA、v西蒙西蒙XIEMONXIEMON、vIBDN IBDN 第18页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线制作v制作双绞线所用的连接器是RJ-45连接器，俗称水晶头。水晶头前端有8个凹槽，凹槽内的金属接点共有8个，水晶头外部的一侧带有一条具有弹性的卡栓，用来固定在RJ-45插槽上，翻过来与之相对的一面，可看到8只金属结脚，将结脚朝向自己，最左边的就是第1脚，往右依次是第2，38脚。第19页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线制作v双绞线一般用于星形网络布线，在超5类以下电缆连接中，每条电缆通过两端安装的水晶头与网卡与集线器（或交换机）相连，最大网线长度为100米。v根据连接设备的不同，双绞线可以分成两种：直线双绞线和交叉双绞线第20页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线制作v（1）直线双绞线的制作 目前有两种线序的排列标准，即T568A和T568B标准。第21页，共48页，编辑于2022年，星期一双绞线制作v（2）交叉双绞线的制作线序排列：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕 绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白。棕第22页，共48页，编辑于2022年，星期一同轴电缆（coaxial cable）结构v同轴电缆是指将一对导体按同轴电缆是指将一对导体按“同轴同轴”的方式构成同轴线对。的方式构成同轴线对。v同轴电缆内芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。同轴电缆内芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。第23页，共48页，编辑于2022年，星期一同轴电缆（coaxial cable）结构内芯内芯金属导体，用于传输数据绝缘层绝缘层用于内芯与屏蔽层间的绝缘屏蔽层屏蔽层金属导体，用于屏蔽外部的干扰塑料外套塑料外套用于保护电缆第24页，共48页，编辑于2022年，星期一同轴电缆类型v根据传输频率的不同，同轴电缆分为基带同轴根据传输频率的不同，同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两类。电缆和宽带同轴电缆两类。(1)(1)基带同轴电缆 采用采用基带传输，即采用，即采用数字信号进行传输，用于构建进行传输，用于构建LANLAN。常用的基带同轴电缆有以下两种：。常用的基带同轴电缆有以下两种：50 50，RG-8RG-8和和RG-11RG-11（用于（用于粗缆以太网）50 50，RG-58RG-58（用于（用于细缆以太网）性能：10Mb/s，500米/185米(2)(2)宽带同轴电缆（75 75，RG-59RG-59）采用采用宽带传输，即采用，即采用模拟信号进行传输，用于构建有进行传输，用于构建有线电视网（长途电话网、电缆电视系统化和宽带计算机网络）线电视网（长途电话网、电缆电视系统化和宽带计算机网络）第25页，共48页，编辑于2022年，星期一同轴电缆连接头BNC-T型连接头型连接头BNC连接头连接头BNC接头时制作细同轴电缆的连接器。包括了三个组件：探针：用来连接细缆中央的铜线；BNC接头：与其他相同规格的接头连接；金属套筒：用来固定细缆与BNC接头。压线钳：通俗来说，是一种能剪断网线，能把网线剥皮，安装水晶头时，把网线压入的多功能钳子。制作流程见书P45.方法第26页，共48页，编辑于2022年，星期一光纤（optical fiber）v光纤是一种可以传输调制的光信号的网络介质光纤是一种可以传输调制的光信号的网络介质v光纤也称光缆，是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、光纤也称光缆，是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。细小而柔韧的传输介质。v优点：优点：抗电磁干扰能力强低损耗高传输速率保密性好v缺点：缺点：费用高不易安装和维护质地脆易断裂，机械性能差第27页，共48页，编辑于2022年，星期一光纤（optical fiber）光纤一般都是使用石英玻璃制成，横截面积非常小，利用内部全反射原理来传导光束。光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为“光缆”。光缆由光导纤维纤芯（光纤核心）、玻璃网层（内部敷层）和坚强的外壳组成（外部保护层）第28页，共48页，编辑于2022年，星期一光纤通信过程第29页，共48页，编辑于2022年，星期一光线在光纤中的折射 折射角入射角包层（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体）包层纤芯第30页，共48页，编辑于2022年，星期一光纤的工作原理高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射第31页，共48页，编辑于2022年，星期一输入脉冲输出脉冲单模光纤多模光纤与单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤第32页，共48页，编辑于2022年，星期一多模光纤与单模光纤（1 1）多模光纤：允许许多条不同角度入射的光线）多模光纤：允许许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，即有多条光路。在无中继条在一条光纤中传输，即有多条光路。在无中继条件下，传播距离可达几件下，传播距离可达几kmkm，采用，采用LEDLED作为光源。作为光源。多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤，一般由二极管发光同时传输的光纤，一般由二极管发光,多用于网多用于网络布线系统。与单模光纤相比，多模光纤的传输络布线系统。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差。性能较差。特点：存在色散现象，适于中短距离中小容量的通信第33页，共48页，编辑于2022年，星期一多模光纤与单模光纤（2 2）单模光纤：光纤直径与光波波长相等，只允）单模光纤：光纤直径与光波波长相等，只允许一条光线在一条光纤中直线传输，即只有一条许一条光线在一条光纤中直线传输，即只有一条光路。在无中继条件下，传播距离可达几十光路。在无中继条件下，传播距离可达几十kmkm，采用激光作为光源。单模光纤的纤芯直径很小，采用激光作为光源。单模光纤的纤芯直径很小，约为约为810m810m，在给定的工作波长上只能以单一，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大，距离远，模式传输，传输频带宽，传输容量大，距离远，一般由激光作光源一般由激光作光源,多用于远程通信。多用于远程通信。特点：传输距离远；衰减小；传输速率高；但价格昂贵；适于大容量远距离通信第34页，共48页，编辑于2022年，星期一典型的光缆单芯光缆单芯光缆多芯光缆多芯光缆玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯玻璃内芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外壳外壳第35页，共48页，编辑于2022年，星期一高密度多芯光缆剖面结构芯芯封套封套外套外套加强芯加强芯光纤光纤外鞘外鞘加强芯加强芯光纤束光纤束第36页，共48页，编辑于2022年，星期一无线介质无线介质v（信号在大气或外层空间自由传播）优缺点：适用于长距离或不便布线的场合易受干扰反射，为障碍物所阻隔主要类型：无线电波微波地面微波卫星通信红外线激光v最主要的是安全问题，必须为传输的数据加密。最主要的是安全问题，必须为传输的数据加密。第37页，共48页，编辑于2022年，星期一电信领域使用的电磁波的频谱无线电微波红外线可见光紫外线X射线射线双绞线同轴电缆卫星地面微波 调幅无线电 调频无线电 海事无线电光纤电视(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移动无线电 第38页，共48页，编辑于2022年，星期一无线电波无线电波v基站与终端之间通信采用无线链路基站与终端之间通信采用无线链路v应用领域：移动通信、无线局域网（应用领域：移动通信、无线局域网（WLANWLAN）BS基站覆盖的无线电区域基站覆盖的无线电区域BS基站基站 用户计算机和终端用户计算机和终端第39页，共48页，编辑于2022年，星期一地面微波地面微波v通过地面站之间接力传送v接力站之间距离：50-100 kmv速率：每信道 45 Mb/s地球地球地球地球地面站之间的直视线路地面站之间的直视线路 微波传送塔微波传送塔第40页，共48页，编辑于2022年，星期一微波v微波是指频率为微波是指频率为300MHz 300GHz300MHz 300GHz的电波。的电波。v微波通信是把微波信号作为载波信号，用被微波通信是把微波信号作为载波信号，用被传输的模拟信号或数字信号来调制它。传输的模拟信号或数字信号来调制它。v微波沿直线传输，由于受障碍物的影响大，所以，微波沿直线传输，由于受障碍物的影响大，所以，微波的收发器必须安装在建筑物的外面，最好放微波的收发器必须安装在建筑物的外面，最好放在建筑物顶部。在建筑物顶部。v微波通信的优点是调制技术成熟，通信容量大，微波通信的优点是调制技术成熟，通信容量大，传输频率宽，受外界干扰小，初建成本低；传输频率宽，受外界干扰小，初建成本低；缺点是保密性差，误码率高。缺点是保密性差，误码率高。第41页，共48页，编辑于2022年，星期一地球同步卫星地球同步卫星v与地面站相对固定位置与地面站相对固定位置v使用使用3 3颗卫星即可覆盖全球颗卫星即可覆盖全球v传输延迟时间长（传输延迟时间长（270ms270ms）v广播式传输广播式传输v应用领域：应用领域：电视传输长途电话专用网络广域网35,784公里公里地球地球第42页，共48页，编辑于2022年，星期一红外线v电视和立体声系统所使用的遥控器是红外线进行电视和立体声系统所使用的遥控器是红外线进行通信。通信。v红外线一般局域于很小的区域（例如，在一个房红外线一般局域于很小的区域（例如，在一个房间内）并且通常要求发送器直接指向接收器。红间内）并且通常要求发送器直接指向接收器。红外硬件与采用其他机制的设备比较相对便宜，且外硬件与采用其他机制的设备比较相对便宜，且不需要天线。不需要天线。第43页，共48页，编辑于2022年，星期一激光v激光视利用激光发生器激发半导体而产生的高频激光视利用激光发生器激发半导体而产生的高频波。激光通信利用激光束来传输信号，即将激光波。激光通信利用激光束来传输信号，即将激光束调制成光脉冲，以传输数据。束调制成光脉冲，以传输数据。v激光通信必须配置一对激光收发器，且安装在可激光通信必须配置一对激光收发器，且安装在可视范围内，它与红外线一样不能传输模拟信号。视范围内，它与红外线一样不能传输模拟信号。v和微波传输相似，激光器发出的光速走的也是直和微波传输相似，激光器发出的光速走的也是直线，并且不能被遮挡。不幸的是，激光光束不能线，并且不能被遮挡。不幸的是，激光光束不能穿透植物以及雨、雪。雾灯多种气候条件，因此穿透植物以及雨、雪。雾灯多种气候条件，因此激光传输的应用受到限制，激光传输的应用受到限制，第44页，共48页，编辑于2022年，星期一视线媒体v微波、红外线和激光的通信都有较强的微波、红外线和激光的通信都有较强的方向方向性，性，都是沿都是沿直线传播直线传播的，而且不能穿透或绕开固体障的，而且不能穿透或绕开固体障碍物，因而要求在发送方和接收方之间存在一条碍物，因而要求在发送方和接收方之间存在一条视线通路，有时将这三者统称为视线媒体。视线通路，有时将这三者统称为视线媒体。第45页，共48页，编辑于2022年，星期一无线局域网v无线局域网无线局域网(WLAN Wireless LAN)(WLAN Wireless LAN)的传输介质采的传输介质采用无线媒体用无线媒体,包括无线电波、激光和红外线等包括无线电波、激光和红外线等 第46页，共48页，编辑于2022年，星期一常用传输介质的比较常用传输介质的比较传输介质传输介质传输方式传输方式速率速率/工作频带工作频带传输距离传输距离性能性能价格价格应用应用双绞线双绞线宽带宽带基带基带1Gb/s模拟模拟:10km数字数字:500m较好较好低低模拟模拟/数字数字信号传输信号传输50同轴电缆同轴电缆基带基带10Mb/s3km较好较好较低较低基带数字信基带数字信号号75同轴电缆同轴电缆宽带宽带450MHz100km较好较好较低较低模拟电视、模拟电视、数据及音频数据及音频光纤光纤基带基带40Gb/s20km以上以上很好很好较高较高远距离高速远距离高速数据传输数据传输微波微波宽带宽带4-6GHz几百几百km好好中等中等远程通信远程通信卫星卫星宽带宽带1-10GHz18000km很好很好高高远程通信远程通信第47页，共48页，编辑于2022年，星期一小结第48页，共48页，编辑于2022年，星期一