计算机网络中传输媒体的种类和特点

传输媒体也就是传输介质,可分为两大类:引导型传输媒体和非引导型传输媒体。

引导型传输媒体包括双绞线、同轴电缆、光纤;非引导型传输媒体是无线电波通信使用的自由空间,无线电波通信主要分为微波通信和卫星通信。

双绞线

双绞线又叫做双扭线,古老而常用。绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰。双绞线最多使用在电话系统,几乎所有电话都使用双绞线连接到电话机。模拟和数字信号都可以使用双绞线,通信距离一般为几公里到十几公里。距离太长的时候,对模拟信号使用放大器,对数字信号使用中继器。导线越粗通信距离越远,价格越贵。外侧可加上金属丝编制的屏蔽层,成为频闭双绞线。根据类别不同,传输速率也不同,从10Mbit/s到10Gbit/s不等。

同轴电缆

同轴电缆由内导体铜质心线(单股实心或多股绞合)、绝缘层、网状编制的外导体屏蔽层和塑料保护外壳组成,具有较好的抗干扰特性,被广泛用于高速率传输。目前主要应用于居民小区中的有线电视网。

光缆

光纤通信是利用光纤中传递光脉冲来通信。光纤通信的带宽远远大于其他各种传输媒体的带宽。光纤一般由非常透明的石英玻璃拉制成细丝,由纤芯和包层构成。包层折射率较低,光线的入射角足够大就可以出现全反射,光纤就能沿着光纤传播下去。一条光纤中可以有多条不同角度入射的光线,称为多模光纤,多模光纤知识和近距离传输。若光线的直径只有一个光波长,则为单模光纤,其制造成本高,光源要用半导体激光器,而不能用普通的发光二极管,衰耗小,可以以100Gbit/s的速率传播100公里而不必采用中继器。

光纤通信常用的三个波段的中心分别为850nm,1300nm,1550nm,它们都有25000~30000GHz的带宽。

光线除了通信容量大的优点,还具备以下特性:

  • 传输损耗小,中继距离长,对远距离传输特别经济。
  • 抗雷电和电磁干扰性能好,这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。
  • 无串音干扰,保密性好,不易被窃听或截取数据。
  • 体积小,重量轻。

架空明线

架空明线也就是将相互绝缘的铜线或铁线架设在电线杆上,安装简单,通信质量差,受气候环境影响较大。许多国家已经停止架设架空明线,目前在我国农村和偏远地区仍使用架空明线通信。

非引导型传输媒体

短波通信主要靠电离层的反射,通信质量较差,必须采用短波无线电台通信的时候一般使用低速传输,只有采用复杂的解调技术之后才能使数据传输速率达到长纤比特每秒。

无线电微波通信频率范围为300MHz~300GHz,对应波长为1m~1mm,但主要使用2~40Ghz的频率范围。微波主要是直线传播,会穿透电离层进入宇宙空间不会反射。传统的微波通信主要有两种方式,地面微波接力通信和卫星通信。

微波接力通信可传输电话、电报、图像、数据,主要特点是:

  • 微波波段频率很高,频段范围也很宽,因此其通信信道容量很大。
  • 因为工业干扰和天电干扰主要频谱成分比微波频率低很多,对微波通信的危害比对短波和米波的危害要小很多,因而微波传输质量较高。
  • 与相同容量和长度的电缆载波通信比较,微波接力通信建设投资少,见效快,易于跨越山区、河区。

微波通信的缺点如下:

  • 相邻站点之间必须直视,不能有障碍物。又是一个天线发出的信号也会分成几条略有差别的路径到达接收天线,因而造成失真。
  • 微波的传播有时也会受到恶劣气候的影响。
  • 与电缆通信系统比较,微波通信的隐蔽性和保密性较差。
  • 对大量中继站的使用和维护要耗费较多的人力和物力。

卫星通信的特点是通信距离远,且通信费用和通信距离无关。卫星通信频带很宽、容量很大,干扰小,稳定。卫星通信的缺点和微波通信基本一致。卫星通信传播时延较大。