有线传输介质

1、双绞线

（1）无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted Pair)

（2）屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)

（3）布线标准EIA/TIA-568-Ａ

（4）双绞线的特点

2、同轴电缆（Coaxial Cable）

（1）同轴电缆的分类

1）基带同轴电缆（50同轴电缆）

2）宽带同轴电缆（75 同轴电缆）

1）细同轴

2）粗同轴

（2）同轴电缆的特点

3、光缆

（1）光纤传输原理—利用了光的反射

（2）光在光纤中的折射

（3）多模光纤与单模光纤

（4）光纤的特点

4、常用有线介质的比较

物理层的功能是实现比特流的传输。

物理层把比特流送到物理层下面的传输媒体上。

传输媒体也称为传输介质，是数据传输系统中在收送器和接收器之间的物理通路。

传输介质按照是否有形可分为两大类：

导引型传输介质（有线传输介质）
非导引型传输介质（无线传输介质）

1、双绞线

把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，逆时针方向绞合（twist）而成。

消除： 近端串扰Crosstalk

• 绞距（扭距）——绞距越紧（小），越均匀，则抵销效果越好，传输性能越好

• 使用双绞线最多的地方就是电话系统。连接用户电话机到电话交换机的双绞线称为用户线或用户环路（subscriber loop）

双绞线一般有两种：

• 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)

• 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)

（1）无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted Pair)

是最常用的网络介质。

在 LAN 中，UTP 电缆由多对有彩色标记的电线组成。这些电线绞合在一起，并用软塑料套包裹，以避免受到物理损坏。电线的绞合有助于防止其他电线的信号干扰。

（2）屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)

屏蔽双绞线 (STP)是在双绞线的外面再加上一层用金属丝编织的金属箔屏蔽层，以提高双绞线抗电磁干扰能力减少串音。

（3）布线标准EIA/TIA-568-Ａ

1991年美国电子工业协会EIA和电信行业协会TIA联合收布了“商用建筑物电信布线标准”EIA/TIA-568，规定了用于室内传送数据的无屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP的标准。1995年将布线标准更新为EIA/TIA-568-A。常用的双绞线的类别、带宽和典型应用如下表。

UTP 布线通过 RJ-45 连接器端接网络主机不网络互联设备（交换机或路由器）的互连。

物理层

2.3.1 导引型传输媒体

RJ45水晶头线序对标准T568A和T568B：

（4）双绞线的特点

使用RJ45连接网络主机和网络交换结点；
结构简单，容易安装，节省空间，普通UTP较便宜；
有一定的传输速率；
信号衰减随频率的升高而增大，连接传输距离较短（100m）；
抗干扰性一般，有辐射，容易被窃听。

2、同轴电缆（Coaxial Cable）

同轴电缆包括以下组成部分：

一根用于传输电子信号的内导体铜质导线。
铜导线由塑料绝缘层包裹起来。
绝缘材料的表皮是铜线编织的外导体屏蔽层，可减少许多外部电磁干扰。
整个电缆由绝缘保护套层覆盖，使其免于物理损坏。

（1）同轴电缆的分类

1）基带同轴电缆（50 $\Omega$ 同轴电缆）

主要用在数据通信中传送基带数字信号。

2）宽带同轴电缆（75 $\Omega$ 同轴电缆）

这种同轴电缆用于模拟传输系统，它是有线电视系统CATV中的标准传输电缆。在这种电缆上传送的信号采用了频分复用的宽带信号。一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号，其频率可达500MHz以上，传输距离可达100km，需要用到放大器来放大模拟信号。

同轴电缆按直径尺寸分为细缆和粗缆：

1）细同轴

--50 $\Omega$ ，D=1.02cm，10Mbps

--185m、4中绠、5段（925m）

-- 优缺点：价格低、安装方便（T型连接器、BNC接头、Terminator）、抗干扰能力强、距离短、可靠性差

2）粗同轴

--50  ，D=2.54cm，10Mbps

--500m、4中绠、5段（2500m）

--优缺点：价格稍高、安装方便（收发器、收发器电缆AUI电缆、Terminator）、抗干扰能力强、距离中等、可靠性好

建立一个粗缆以太网需要的硬件设备：

• （1）必须带有AUI（ Attachment Unit Interface ）接口（15针D型接口）的网卡。

• （2）收发器（Transceiver）

• （3）收发器电缆：用于连接结点和外部收収器，常称为AUI电缆。

• （4）电缆系统：

• 粗缆（RG-11 A/U）
• N-系列连接器插头
• N-系列桶型连接器
• N-系列终端匹配器

（2）同轴电缆的特点

频带较宽，传输率较高。
损耗较低，传输距离较远(200m,500m)。
辐射低，保密性好，抗干扰能力强。
架设安装方便，容易分支。
宽带电缆可实现多路复用传输。
同轴电缆与双绞线比较，价格贵，但带宽、数据速率高、传输距离长、抗干扰能力强。
目前高质量的同轴电缆的带宽已接近１GHz，主要用在有线电视网的居民小区中

3、光缆

光纤是一根很细的可传导光线的纤维媒体，其半径仅几微米至几百微米。
光纤通常由非常透明的石英玱璃拉成细丝，每根光纤主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体，而后一根或多根光纤再由外皮包裹构成光缆。

（1）光纤传输原理—利用了光的反射

光纤通信就是利用光纤传递光脉冲来进行通信。
光传输系统：发送端光源、介质、接收端光检测器
光源: 850nm/1300nm/1500nm 发光二极管 / 激光二极管
介质: 光纤
光检测器: 光电二极管PIN
光纤：纤芯-折射率高、玱璃包层-折射率低
亮度调制，有脉冲表示1，无脉冲表示0
单向传输，双向需两根光纤

（2）光在光纤中的折射

光纤是一根很细的可传导光线的纤维媒体，通常由非常透明的石英玱璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。
光波通过纤芯进行传导。包层较纤芯是低折射率媒体。当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角>入射角。当入射角足够大则会产生全反射，即光线碰到包层时就会折射回纤芯，并引导光沿着光纤传输。