传输媒体不属于计算机网络体系结构中的任何一层，如果非要将它添加到体系结构中，那只能将其放在物理层之下。

传输媒体可分为两类：

  1. 导引型传输媒体：电磁波被导引沿着固体媒体传播，有同轴电缆、双绞线、光纤、电力线
  2. 非导引型传输媒体：自由空间，可使用的电磁波有无线电波、微波、红外线、可见光

导引型传输媒体

同轴电缆

同轴电缆

  1. 内导体铜质芯线：可以是单股实心线，或者多股绞合线
  2. 网状编织的外导体屏蔽层
  3. 其横切面上可以看到，各层都是共圆心的，即同轴心，这就是同轴电缆名称的由来

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同轴电缆有两类

  • 50欧阻抗的基带同轴电缆：用于数字传输，在早期局域网中广泛使用
  • 75欧阻抗的宽带同轴电缆：用于模拟传输，目前主要用于有线电视的入户线

同轴电缆价格较贵，且布线不够灵活和方便。随着集线器的出现，在局域网领域基本上都是采用双绞线作为传输媒体。

双绞线

双绞线是最古老又常用的传输媒体

  • 把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后按一定规则绞合起来就构成了双绞线
  • 绞合的作用：抵御部分来自外界的电磁波干扰；减少相邻导线的电磁干扰

例如，无屏蔽双绞线电缆

  • 其包含八根铜导线，每两根绞合成一条双绞线
  • 蓝色线、蓝白相间的线绞合，……

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例如，屏蔽双绞线STP电缆

  • 比无屏蔽双绞线电缆增加了金属丝编织的屏蔽层，提高了抗电磁干扰的能力，价格更贵些

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常用绞合线的类别、带宽和典型应用

  • 目前家庭局域网主流带宽为1Gb/s，选用大品牌质量好的超5类双绞线电缆可以满足。考虑到未来发展，建议选用6A类双绞线电缆，以满足万兆局域网的需求

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光纤

由于光纤非常细，因此必须将它做成很结实的光缆。

  • 一根光缆少则只有一根光纤，多则可包括数十根、数百根
  • 再加上加强芯、填充物就可以大大提高机械强度，必要时还可放入远供电源线，最后加上包带层和外护套，就可以使抗拉强度达到几千克，完全可以满足工程施工的强度要求

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光在光纤中传输的基本原理

  1. 光纤的组成

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  1. 光在纤芯中传输的方式是不断地全反射

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多模光纤

  • 只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某一个临界角度，就可产生全反射。因此，可以存在许多条不同角度入射的光线再一条光纤中传输。这种光纤称为多模光纤
  • 发光二极管比较便宜

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单模光纤

  • 若光纤的直径减少到只有一个光的波长，则光线就像一根波导那样，它可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射。这样的光线称为单模光线
  • 没有脉冲展宽问题
  • 需要使用昂贵的半导体激光器作为光源

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电力线

早在20世纪20年代初期就出现了，应用电力线传输信号的实例最早是电力线电话

  • 如果要构建家庭高性能局域网，采用电力线作为传输是不能满足要求的
  • 对于装修时没有进行网络布线的家庭，可以采用这种方式
  • 对于一些采用独立房间进行办公的企业来说，每间办公室电脑数量不多，而又不希望跨办公室进行布线，也可以采取这种方式。每个办公室只需根据需求，在电源插座上插入一个或多个电力猫即可

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非导引型传输媒体

我们可以利用电磁波在自由空间的传输来传送数据信息。

  • 紫外之后的频率范围的电磁波很难产生和调制。由于频率非常高、波长就非常短，因此穿透障碍物的能力就非常弱。对生物有害，所以人们很难利用该频率范围的电磁波进行数据传输

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  • 国际电信联盟ITU对电磁波频段的划分，这些频段并不用于电信领域

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  • 电信领域

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要使用某一段无线电频进行通信，通常必须得到本国政府有关无限电频谱管理机构的许可证。

  • 也有一些无线电频段是可以自由使用的，称为ISM频段，也就是工业、科学、医疗频段

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无线电波

无线电波中

  • 低频和中频频段，主要利用地面波进行传输
  • 高频和甚高频频段，主要是靠电离层的反射

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微波通信

微博在空间上主要是直线传播，由于微博会穿透电离层而进入宇宙空间，因此它不能经过电离层的反射传播到地面上很远的地方。

传统微博通信主要有两种方式：地面微波接力通信、卫星通信。

地面微波接力通信

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由于微博在空间是直线传播，而地球表面是一个曲面，因此其传播距离受到限制，一般只有50公里左右。但若采用100米高的天线塔，则传播距离可增大到100公里。
为实现远距离通信，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，经过放大后在发送到下一站，故称为“接力”

卫星通信

常用的卫星通信方法，是在地球站之间，利用位于约3万6千公里高空的人造同步地球卫星，作为中继器的一种微波接力通信。其最大特点是通信距离远，相应的，传播时延也比较大，一般在250~300ms之间。
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除同步卫星外，低轨道卫星通信系统已开始在空间部署，并构成了空间高速链路。
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红外线

红外线

  • 红外通信属于点对点无线传输
  • 中间不能有障碍物，传输距离短
  • 传输速率低（4Mb/s ~ 16Mb/s）

应用

  • 很多家用电器（例如：电视、空调等）都配套有红外遥控器
  • 以前的笔记本电脑基本带有红外接口，可以进行红外通信。但是，现在笔记本电脑已经取消了红外接口，但很多智能手机还带有红外接口，以方便用户对电视、空调等家用电器进行红外遥控。

可见光

LIFI，传说中的可见光通信

  • 通俗点来说，就是LED灯上的WIFI
  • 最新的OLEDCOMM LIFI技术，以每秒开关千万次LED灯来调制光信号，上网和数据传输不在话下
  • 但目前还处于实验研究阶段，但应用前景被很多人看好。
    • 如果两个房间内的网络设备要基于LIFI通信，如何做到可见光的同步呢？

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