2-4物理层(传输介质)

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1、课题：传输介质目的要求：导向传输介质、非导向传输介质、宽带接入技术.教学重点：双绞线、xDSL技术教学难点：近端串扰、DLS技术教学课时：2教学方法：讲授、练习本次课涉及的学术前沿：教学内容与步骤：物理层下面的传输媒体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104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221

2、024移动无线电电信领域使用的电磁波的频谱传输介质及应用传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路，可以分有线和无线两大类。在有线介质中，介质自身决定传输的限制。对于无线介质而言，传输特性更多地取决于信号带宽和方向性。传输介质的特性对网络数据通信的质量有很大影响，这些特征是：⑴物理特性：说明传输介质的特性。⑵传输特性：包括是使用模拟信号发送还是使用数字信号发送、调制技术、传输容量及传输频率范围等。⑶连通性：采用点到点连接还是多点连接。⑷地理范围：在不用中间设备并将失真限制在允许范围内的情况下，整个网络所允许的最大距离。⑸抗干扰性：防止噪音、电磁干扰对传输数

3、据影响的能力。⑹相对价格：包括元件、安装和维护等价格。双绞线双绞线是目前使用最广、价格相对便宜的一种传输介质。每对双绞线是由两条螺旋状扭在一起相互绝缘的铜导线所组成。目前双绞线电缆广泛应用于电话系统。双绞线一般分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)，普通的电话线就是非屏蔽双绞线(UTP)中的一种，传输距离一般为100米。UTP由铜线、绝缘层和外保护层组成，如图2-27(b)所示。屏蔽双绞线STP由铜线、绝缘层、外屏蔽层和外保护层组成，它的结构如图2-27(a)所示。屏蔽双绞线抗干扰性能好，性能高，但成本也较高。按双绞线的性能来划分，目前广泛应用的有七个

4、不同的等级，级别越高性能越好。常见的有3类线，5类线和超5类线，以及最新的6类线，前者线径细而后者线径粗。铜质线芯，传导性能良好，可用于传输模拟信号和数字信号。双绞线通常用于传输10Mbps～100Mbps的数据，不过传输速率会因传输差错而降低，如数据丢失、数据重复及电磁干扰等。图2-27双绞线的结构导向传输媒体双绞线屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)无屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)铜线铜线聚氯乙烯套层聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层绝缘层无屏蔽双绞线UTP屏蔽双绞线STP双绞线示意图双绞线由两根绝缘铜导线按螺旋状

5、缠绕在一起,一对双绞线形成一条通信链路。双绞线上可以传输模拟信号和数字信号；带宽：与导线的粗细、长度及螺旋的密度有关；非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）；应用连接电话机和电话端局，传输模拟信号，可以传输几公里；用于住宅因特网接入，如使用普通模拟电话线和拨号调制解调器的住宅接入（56Kbps），使用数字用户线的宽带住宅接入（几个Mbps）。用于组建计算机局域网3类双绞线：支持10Mbps；5类双绞线：支持100Mbps，是目前高速局域网连网的主要方式；超5类双绞线：支持1000Mbps,传输距离100米；…...双绞线制作近端串扰与衰减近端串扰：干扰，发

6、送端强信号对接收端弱信号的干扰衰减：信号过程中在传输必然衰减双绞线可传输模拟信号和数字信号一般用于点到点链路<=100mUTP(UnshieldedTwistedPair)抗干扰性差，STP(ShieldedTwistedPair)抗干扰性好，分3、4、5超5、6类线等。价格相对便宜。同轴电缆同轴电缆可以分为基带同轴电缆与宽带同轴电缆两大类。宽带同轴电缆的阻抗为75欧电缆主要用于传输模拟信号，传输最大距离可以达100km。基带同轴电缆即同轴电缆，以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料，再外一层为密织的网状导体环绕，最外面为一层保护性材料，如下图所示。单根同轴电缆直径约为

7、1.02-2.54cm，可在较宽频率范围内工作。常用于直接传输数字信号，使用曼彻斯特编码，数据传输速率最高可达10Mbps，阻抗为50Ω，最大距离限制在几公里。最大优点是抗干扰性强，而且支持多点连接。缺点是物理可靠性不好，易出现故障，而且一点发生故障，整段局域网都无法通信。可以用于点到点连接或多点连接。为保持同轴电缆的正确电气特性，电缆必须接地，同时两头要有端接器来削弱信号反射作用。当它被用来传输数据时，其数据传输率可达每秒几百兆位。外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体同轴电缆50同轴电缆75同轴电缆同轴电缆同轴电缆示意图同轴电缆由一对导体按照“同轴”的形式

8、构成。两类同轴电缆：基带