计算机网络_2.2物理层下面的传输媒体

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一、传输媒体的分类

传输媒体是计算机网络设备之间的物理通路，也称为传输介质或传输媒介。
传输媒体并不包含在计算机网络体系结构中。

传输媒体分为导向型传输媒体（固体媒体）和非导向型传输媒体（自由空间）; 接下来将一一介绍：

二、导向型传输媒体

1、同轴电缆

由内导体、绝缘层、屏蔽层、外部保护层组成；各层共圆心（同轴心）；由于外屏蔽层的作用，同轴电缆有很好的抗干扰性，被广泛应用于高速率数据传输；

同轴电缆一般分为两种：
基带同轴电缆（50Ω），用于数字传输在早期局域网中广泛使用【但是由于同轴电缆价格贵且布线不够灵活方便，现在局域网领域基本采用双绞线作为传输媒体】
宽带同轴电缆（70Ω），用于模拟传输，目前主要用于有线电视的入户线。

2、双绞线

把两根相互绝缘的铜导线，按一定的密度相互绞合起来，就构成了双绞线。

在实际使用中。往往将多对双绞线一起包在一个绝缘保护套内，成为双绞线电缆。

为了进一步提高双绞线电缆抗电磁干扰能力，通常在双绞线电缆的绝缘保护套内，在多对相互绝缘的双绞线外面，再包裹一层用金属丝编织成的屏蔽层

3、光纤

（1）光纤通信原理

光纤通信利用光脉冲在光纤中的传递来进行通信。
由于可见光的频率非常高，因此一个光纤通信系统的传输带宽远大于目前其他各种传输媒体的带宽。

（2）光纤组成

光纤，是光导纤维的简称，由高透明度的石英玻璃，拉成的柔软细丝，由纤芯和包层两部分，构成双层通信圆柱形传输媒体。

（3）光波在光纤中传播的原理

（4）多模光纤与单模光纤对比

多模光纤：多条光波在多模光纤中不断地全反射（只适合于建筑物内的近距离传输）
单模光纤：光在单模光纤中一直向前传播（适合长距离传输且衰减更小）

但单模光纤的制造成本以及对光源的要求比多模光纤要高；单模光纤的光源需要使用昂贵的半导体激光器，而不能使用较便宜的发光二极管。

（5）光纤的波长与规格

（6）典型光纤的传播速率和传播距离的关系

（7）实际应用中光纤的组成

（8）光纤的优点如下

三、非导向型传输媒体

无线通信可使用的频段很广，在下图所给出的电磁波的频谱中，人们现在已经利用了好几个波段（图中绿色波段）进行通信。

0、国际电信联盟对无线电频谱和波段的划分

0、自由使用的一些无线电频段（各国略有不同）

（1）无线电波

无线电波很容易产生，并且传播距离很远。

在低频与中频波段，无线电波主要以地面波的形式沿着地面传播。

在高频和甚高频波段，地面波会被地表吸收，无线电波主要依靠电离层的反射，再回到地球表面

（2）微波

微波在空间主要是直线传播，由于微波会穿透电离层而进入宇宙空间。
因此，他不像高频和甚高频波段的无线电波那样，可以经电离层反射，传播到地面上很远的地方。

传统的微波通信主要有两种方式，一种是地面微波接力通信，另一种是卫星通信。

地面微波接力通信（如下左图），由于微波在空间主要是直线传播，而地球表面是个曲面，因此其传播距离往往收到限制，一般只有五十公里左右，如果采用一百米搞的天线塔，则传播距离可以扩大到一百公里。
为了利用微波实现远距离通信，必须在一条微波通信信道的两个终端之间，建立若干个中继站，中继站把前一站送来的信号放大后，再发送给下一站，因此称为接力。

常用的卫星通信方法（如下右图），在地球赤道上空的同步轨道上，等距离的放置3颗互成120°的人造通信卫星，就能基本实现全球的通信

还可利用中低轨道人造卫星，建立通信系统。其相对地球不是静止的，并且距离地球近。

（3）红外线

（4）激光

略

（5）可见光

比WiFi更高大上的LIFI