物理层传输媒体与拓扑结构

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1、第7讲物理层之四传输媒体与拓扑结构传输数据的传输媒体连接各种设备的拓扑结构共享资源的媒体访问控制方法光子是光的基本构成单元。光纤在长距离的玻璃纤维里将光信号当作通信媒体使用。一、传输媒体1.什么是媒体?媒体是用于负载传输信息的物理性媒体。保真度：表示将接收到的信号与发出的信号进行比较，两者之间的差异有多大。铜光纤和铜线都需要一根线缆连接计算机玻璃无线电波可穿透墙壁到达任何线缆达不到的地方。红外线利用红外线技术，可通过空气顺利地收发数据。红外线是一种“视线”技术。红外光信号不能穿透墙壁。无线电微波微波是频率较高的无线电波。无线电波向各个方向传播

2、；微波传送集中于某个方向、可以防止他人截取信号;传输媒体(通信媒体)计算机用以收发电子信号的物理路径。电磁频谱及在通信中的使用2.传输媒体的特点媒体的容量用带宽来衡量。传输特性包括使用模拟信号还是数字信号发送、调制技术。连通性表明点到点还是多点连接；最大距离指网上各站点间的最大距离。费用每种媒体的费用应与它提供的性能及可用的资源进行权衡。安装不同媒体的安装不尽相同。容量及传输特性衰减电磁信号的强度在传输过程中会逐渐减弱。在媒体中经过的时候，要么被吸收，要么传向错误方向(辐射)。电磁干扰(EMI)连通性与最大距离“噪声(即电磁干扰)”、“窃听”3

3、.传输媒体的分类引导性媒体(有线媒体)电磁波沿着一个固态媒体传播例如：金属导体、玻璃或plastic）。提供了传输电磁信号的手段，但不加以引导。非引导性媒体(无线媒体)例如大气层、外层空间。双绞线使用一对或多对缠线在一起的铜芯电线传输信号。外套导线绝缘材料箔屏蔽编织带屏蔽4.双绞线1类、2类3类4类5类非屏蔽双绞线(UTP，UnshieldedTwistedPair)UTP的类别数据传输率＜4Mbps最高传输率为16Mbps数据传输率达20Mbps数据级电缆UTP的连接Hub费用安装传输特性节点容量衰减EMIUTP的特点很易受到电磁干扰的影响。可

4、传输模拟、数字信号；数据传输率1～155Mbps；每段电缆最长为100m;信号通过铜芯电线传输衰减很快。比同轴电缆和光纤低安装简单取决与连接设备费用安装传输特性节点容量衰减EMI屏蔽双绞线(STP，ShieldedTwisted-Pair)在电线与外部塑料套之间有一个屏蔽层。以便减少干扰和串音。UTP的特点比UTP和细同轴电缆高，但低于粗同轴电缆。可传模拟、数字信号；理论速度达到500Mbps；单段电缆最长100m；降低了由EMI造成的影响。无法彻底排除EMI的影响。5.同轴电缆(Coaxialcable)两种导体共享同一根中心轴：铜芯、绝缘层、屏蔽层、

5、塑料外套。同轴电缆的分类电阻(亦称阻抗)：引导或改变电流的能力。50Ω，RG-850Ω，RG-5875Ω，RG-6/RG-1175Ω，RG-59基带传输宽带传输网卡收发器(transceiver)连接单元接口(AUI)电缆终止器粗同轴电缆收发器终止器以太网粗缆AUI电缆包含一个电阻连接着电缆中的中心线与屏蔽物。当电子信号到达终止器时，这个信号被丢弃。包含处理通信数字方面的电路（差错检测和地址确认）把信号从NIC送到媒体，并从媒体接收信号到NIC。安装及运行比粗缆便宜不需要AUI电缆连接网卡与通信媒体不需要外部收发器。使用BNC连接器直接连

6、接每台计算机以太网细缆BNC连接器细同轴电缆费用安装传输特性节点容量衰减EMI同轴电缆特点同轴电缆传送的信号仍会衰减，但衰减的速度比双绞线慢。细缆段最多节点数为30，单段电缆最长185m；粗缆段最多节点数为100，单段电缆最长500m；50Ω电缆仅用于数字传输；曼彻斯特编码；数据率10M；有线电视电缆可发模拟和数字信号；采用终止措施；细缆＜STP和第五类UTP；粗缆＞STP和第五类UTP；但均＜光纤；Core、封套、塑料外套、光源6.光纤传输的是光信号，而不是电信号。发光二极管(LED)和激光.一条光纤包含了多种电磁波模式光纤分类单模光纤

7、一条光纤只包含了一种电磁波模式。多模光纤接收到光脉冲后，由PIN二极管或光电管将其变回电子信号。光电信号的转换发送端接收端单模式光纤用“注入型激光二极管(ILD)”生成光脉冲；多模式光纤用“发光二极管(LED)”生成光脉冲；费用安装传输特性节点容量衰减EMI特点“色散”问题抗衰能力强。不易受到电磁干扰；不会向外泄漏信号。在多模光缆中，不同波长(频率)的光波在玻璃纤维里按不同的方式传输；不同光脉冲在线缆里传送时，它们的特性会有所变化，即“色散”。类似于彩虹的效果—白光分散出了不同的颜色。可全方向广播，也可定向广播。7.无线电频率范围在

8、10kHz~1GHz之间。射频信号的能量可由天线和收