传输介质

数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路

传输媒体不是物理层。

传输媒体在物理层的下面,因为物理层是体系结构的第一层,因此有时称传输媒体为0层。在传输媒体中传输的是信号,但传输媒体并不知道所传输的信号代表什么意思。但物理层规定了电气特性,因此能够识别所传送的比特流

传输介质

  1. 导向型传输介质:电磁波被导向沿着固体媒介(铜线、光纤)传播
    1. 双绞线:两根按一定规则并排绞合、相互绝缘的铜导线组成;
      绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰—产生的电磁波大小相等、相互抵消。
      为了进一步提高抗干扰的能力,可以在双绞线外侧加上一个由金属丝编织成的屏蔽层—屏蔽双绞线(STP),无屏蔽层的叫做非屏蔽双绞线(UTP)
      双绞线价格便宜,是最常用的传输介质之一,在局域网和传统电话网中普遍使用。模拟传输和数字传输都可以使用双绞线,其通信距离一般为几公里到数十公里。距离太远时,对于模拟传输,要用放大器放大衰减的信号;对子数字传输,要用中继器将失真的信号整形。
    2. 同轴电缆:由导体铜质芯线、绝缘层、网状编织屏蔽层和塑料外层构成。按特性阻抗数值的不同,通常将同轴电缆分为两类:50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆。其中,50Ω同轴电缆主要用于传送基带数字信号,又称为基带同轴电缆,它在局域网中得到广泛应用;75Ω同轴电缆主要用于传送宽带信号,又称为宽带同轴电缆,它主要用于有线电视系统。
      由于外导体屏蔽层的作用,同轴电缆抗干扰特性比双约线好,被广泛用于传输较高速率的数据,其传输距离更远,但价格较双绞线贵。
    3. 光纤:上述传输的是电脉冲,而光线传递的是光脉冲。光纤通信系统的带宽远远大于其他传输媒体的带宽。
      光纤主要由纤芯(实心的!)和包层构成,光波通过纤芯进行传导,包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的介质射向低折射率的介质时,其折射角将大于入射角。因此,如果入射角足够大,就会出现全反射,即光线碰到包层时候就会折射回纤芯、这个过程不断重复,光也就沿着光纤传输下去。损耗低
      传输介质 - 图1
      多模光纤&单模光纤:

传输介质 - 图2

  1. **特点**:
  2. 1.传输损耗小,中继距离长,对远距离传输特别经济。
  3. 2.抗雷电和电磁干扰性能好。
  4. 3.无串音干扰,保密性好,也不易被窃听或截取数据。
  5. 4.体积小,重量轻。
  1. 非导向型传输介质:自由空间,戒指可以是空气、真空、海水
    1. 无线电波:信号向所有方向传播,有较高的穿透能力,可远距离传输,广泛用于通信领域(手机通信)
    2. 微波:信号沿固定方向传播,微波通信频率较高,频段范围宽,因此数据率很高
      1. 地面微波接力通信
      2. 卫星通信
        优点
        1、通信容量大
        2、距离远
        3、覆盖广
        4、广播通信和多址通信
        缺点
        1、传播时延长
        2、受气候影响
        3、误码率高
        4、成本高
    3. 红外线、激光:信号沿固定方向传播;把要传输的信号分别转化为各自的信号格式,再在空间中传播

传输速率是指:在单位时间内,把数据注入传输介质中的速率(单位时间把数据注入介质中的比特数,单位是Mbit/s或者Gbit/s,Tbit/s)
传播速率是指:在单位时间内,信号能“跑”的距离。(单位是km/s)
从传播速率的角度来看,铜线的传播速率 > 光纤的传播速率。也许有牛友会质疑,这怎么可能呢?!真的没骗你。
①铜线中的电流依靠电场进行传播。
②而光纤中的光本质是电磁波,电场→磁场→电场→磁场→电场→磁场→电场…….,电场磁场相互转化,这样来传播。
从物理学的角度来看待,这两者的速度是一样的!但是,在光导纤维中之所以能够不让光跑出去,是利用了材料的低折射率,使得光发生全反射,光在光纤中传播,是不停的在纤维中折射来折射去的,传播100米的距离,光可能走的路程是120米,所以说,铜线的传播速率 > 光纤的传播速率。
(只是在实际当中,电阻这玩意不可以根除,电流会衰减,因此传播距离有限,每隔一段距离需要一个中继器,中继器的存在使得电流的传播速度“变”慢了)

下面来看待传输速率,它是指**把数据注入传输介质中的能力。光纤传输信息,在发送端,要把电信号转换成光信号,以人类的智慧来看待,这个能力有限。市面上的光纤的传输速率一般只有10Gbit/s,实验室中可达2.5Tbit/s,而光纤理论通频带宽可达30 亿兆赫兹,目前的电光转换技术,远远没有充分利用光的传输能力。
而铜线电流的传输速率或者说往介质中注入数据,是依靠调制解调器调制成模拟信号,或者做成脉冲(数字信号),这个转换的能力非常非常非常有限,千兆万兆以太网已经是极限了。
所以:
光纤传输速率 > 铜线传输速率**
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