1、各種傳輸媒質的特征及應用對比摘要本文就現在流行的各種傳輸媒介的特性進行介紹，并作了一定的比較，同時本文還討論比較了部分無線介質的性質，在比較各類媒介的基礎上得出光纖和激光技術將是未來的重要傳輸媒介。關鍵詞光纖激光雙絞線同軸電纜衛星微波Differenttransmissionmediumcharacteristicandusingparedsummarythistextintroducedifferenttransmissionmediacharacteristicthatprevailcarryonnow,Andmakecertainparison.Atthesametime,italsod

2、iscussandparesomewirelessnatureofmedium.Drawopticfibreandlasertechnologyinthefutureimportanttransmissionmediaonthebasisofparingallkindsofmedia.Keywordsopticfiberlasertwisted-paircoaxialcablesatellitemicrowave1引言隨著計算機的迅猛發展，高速，安全已經成為每個沖浪人永遠的追求。眾所周知，網絡上的聲音,圖像，數據的傳輸都要通過“傳輸媒質”。就好比車輛在公路上行駛一樣，道路質量的好壞會影響行車的

3、安全，舒適。同樣，網絡傳輸媒質的好壞也會影響到數據，圖像，聲音的質量。2各種媒質特性與比較我們常用的網絡傳輸媒質可分為兩類：一類是有線的，主要有雙絞線，同軸電纜，光纜（光纖）等；另一類是無線的，主要有微波通信，衛星通信，激光通信等。下面我們就這些主要的傳輸媒質的特性及其應用作介紹。2.1雙絞線（twisted-pair）雙絞線是最古老的但也是最普遍的傳輸媒質。它是由兩根相互絕緣的銅導線并排放在一起，然后用規則的方法絞合起來構成的。采用這種絞合起來的結構是為了防止其電磁感應在臨近線對中產生干擾信號。每根線加絕緣層并有顏色來標記。現今最常用的雙絞線電纜中一般包含四個雙絞線對，具體為橙1/橙2，藍4

4、/藍5，綠6/綠3，棕3/棕7。雙絞線可分為屏蔽雙絞線stp和非屏蔽雙絞線utp。屏蔽雙絞線具有一個金屬甲殼，對電磁干擾具有較強的抵抗能力，使用于網絡流量較大的高速協議的應用。非屏蔽雙絞線有線纜外皮作屏蔽層，抗干擾能力較弱，都使用于網絡流量較不大的場合。雙絞線根據性能可分為eiA/tiA(電氣工業協會/電信工業協會)第一類線到第五類線。第一類線：通常用于模擬話音，在lAn技術中不使用。第二類線：可用于綜合業務數據網(isDn)，如數字話音，iBm3270等。這類雙絞線在lAn很少使用。第三類線：它是一種24wg的非屏蔽的四對雙絞線，符合eiA/tiA586標準（商用建筑物布線標準）中確定的10

5、0歐姆水平布線電纜的要求，可用來進行100mbps和ieee802.310Base-t的語音和數據傳輸。第四類線：它在性能上比第三類線有一定的改進，適用于包括16mbps令牌環局域網在內的數據傳輸速率。其傳輸特性滿足eiA/tiAtechnicalservicesBulletin定義的第四類電纜的規范。也滿足nemAtwisted-pairQualificationprogram定義的規范。這類雙絞線可以是非屏蔽的，也可以是屏蔽的。第五類線：它是24gwD的四對電纜，比100歐姆低損耗電纜具有更好的傳輸特性。并適用于16mbps。現在常用的五類非屏蔽雙絞線其頻帶寬度為100mHz，能夠可靠運行

6、4mBicme和16mB網絡系統。當運行100mB以太網時，可使150歐姆stp提高網絡在高速傳輸時的抗干擾特性。與其他傳輸介質相比,雙絞線在傳輸距離、信道寬度和數據傳輸速度等方面均受一定限制。多用于電話傳輸中。2.2同軸電纜(coaxialcable)同軸電纜由導體內部銅質芯線（單股實星心線或多股絞合線），絕緣層，網狀編織的導體屏蔽層（可以是單股的）以及保護塑料外層所組成。由于外導體屏蔽層的作用，同軸電纜具有很好的抗干擾特性，現被廣泛使用于較高速的數據傳輸之間。通常按特性阻抗數據不同可將同軸電纜分為兩類：(1)50同軸電纜。（50是指沿電纜導體各點的電磁電壓對電流之比）它常于傳送數字基帶信號

7、，因此又稱為“基帶同軸電纜”。用這種電纜可以以10kb/s的速率將基帶信號傳送1km。(2)75同軸電纜。用于傳輸模擬信號，在這種電纜上傳送的信號采用了頻分復用的寬帶信號，故又稱為“寬帶同軸電纜”。其傳輸距離可達100km。因此由于同軸電纜金屬屏蔽能將磁場反射回中心導體，同時也使中心導體免受外干擾，故其比雙絞線具有更高的帶寬。以下是兩種電纜的特性比較。表（1）50同軸電纜特性型號規格中心導體(mm)絕緣外徑(mm)完成外徑()特性阻抗(10mHZ)標準衰減db/Km(10mHZ)1.5D-2V(50-2)7/0.181.62.9502853D-2V(50-3)1/0.83.05.1502465

8、D-2V(50-5)1/1.374.67.0502278D-2V(50-7)7/0.87.310.25022010D-2V1/2.97.913.150214表（2）75同軸電纜特性型號規格中心導體(mm)絕緣外徑(mm)完成外徑(mm)特性阻抗(10mHz)標準衰減dB/Km(10mHz)1.5-2V1/0.261.62.9753962.5c-2V(75-2)1/0.42.44.0753523c-2V(75-3)1/0.52.955.0753423c-2V(75-3)7/0.182.955.0753435c-2V(75-5)1/0.84.77.0753275c-2V(75-5)7/0.264.

9、77.0753277c-2V(75-5)1/1.57.210.27532210c-2V(75-9)7/0.59.213.075318續表（2）2.3光纖（opticfiber）隨著inter的迅猛發展，光纖通信已經進入用戶網，光纖通信就是利用光導纖維傳遞光脈沖來進行通信。由于可見光的頻率非常高，因此光纖通信系統的傳輸帶寬遠遠大于目前的其他各種傳輸媒介的帶寬，是一種很有前途的傳輸媒介。光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細絲，主要由纖芯和包層構成雙層通信圓柱體，纖芯利用光的反射定律傳導光波。光纖按不同的性質可分為不同的種類可以分為以下幾種：（1）按傳輸點模數可分為單模光纖和多模光纖。單模光纖的纖芯直

10、徑小，工作在給定波長，只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶帶寬，傳輸含量大。多模光纖在給定工作波長可以以多個模式進行傳輸，與單模光纖相比，多模光纖的傳輸性能較差。（2）按折射率分類可分為跳變式光纖和漸變式光纖。跳變式光纖纖芯的折射率和保護層的折射率都是常數，漸變式光纖纖芯隨著半徑的增大而增大。光纖不僅具有通信容量非常大的優點，而且還有其他的一些特點：（1）傳輸損耗小，中繼距離長，對遠距離傳輸特別經濟；（2）抗雷電和電磁干擾性能好。這在有大電流脈沖干擾的環境下極為重要；（3）體積小，重量輕。這在現有電纜管道已擁塞不堪的情況下特別有利。光纖與同軸電纜相比，光纖可以提供極寬的帶寬和功率損耗小，傳輸距離長，傳

11、輸率高，抗干擾能力強，是構建安全性網絡的理想選擇。但光纖也有一些缺點。這就是要將兩根光纖精確地連接需要專用設備。目前光電接口還比較昂貴，但價格是在逐年下降的。下面我們就三種有線傳輸媒質的性能作一下比較。表（3）有線傳輸媒質的性能比較傳輸媒介價格電磁干擾頻帶寬度單段最大長度utp最便宜高低100米stp一般低中等100米同軸電纜一般低高185米/500米光纖最高沒有較高幾十公里由上表，就性能來看我們不難看出，光纖的性能是最好的，相信隨著計算機網絡的快速發展，光纖的價格會迅速下降，就無線傳輸媒質來說光纖是很有發展前途的。2.4微波通信(microwavemunication)微波通信在數據通信中占

12、有重要地位。微波的頻率范圍為300mHZ-300gHZ，但主要是使用2-40gHZ的頻率范圍。微波在空間主要是直線傳播。由于微波會空透電離層面進入宇宙空間，因此它不像短波那樣可以經電離層反射傳播到地面上很遠的地方。這樣，微波通信就有兩種主要的方式：即地面微波接力通信和衛星通信。2.4.1微波接力通信微波接力通信可傳輸電話、電報、圖像、數據等信息。其主要特點是：(1)波波段頻率很高，其頻段落范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大；(2)因為工業干擾和天電干擾的主要頻譜成分比微波頻率低得多，對微波通信的危害比對短波和米波通信小得多，因而微波傳輸質量較高；(3)微波接力通信的可靠性較高；(4)微波接力

13、通信與相同容量和長度的電纜載波通信比較，建設投資少，風效快。當然，微波接力通信也存在如下的一些缺點：(1)相鄰站之間必須直視，不能有障礙物。有時一個天線發射出的信號也會分成幾條略有差別的路徑到達接收天線，因而造成失真；(2)微波的傳輸有時也會受到惡劣氣候的影響；(3)與電纜通信系統比較，微波通信的隱蔽性和保密性較差；(4)對大量的中繼站的使用和維護要耗費一定的人力和物力。2.4.2衛星通信(satellitemunication)衛星通信也是微波通信中的一種，其由衛星和地球站兩部分組成。衛星在空中越中繼站的作用，即把地球站發來的電磁波放大后再返送回另一地球站。地球站則是衛星系統與地面公眾網的接

14、口，地面用戶通過地球站出入衛星系統形成鏈路。由于靜止衛星在赤道上空3600km，它繞地球一周時間與地球自轉一致，從地面看上去如何靜止一般，三顆相距120度的衛星就能覆蓋整個赤道圓周，故衛星通信易于實現越洋和洲際通信。最適合衛星通信的頻率是1-10gHZ頻段，即微波頻段。在微波頻帶整個通信衛星的工作頻率約有500mHZ寬，為了便于放大和發射及減少高調干擾，一般在星空上設置若干轉發器。衛星通信的主要特點有以下方面：優點：(1)通信范圍大，只要衛星發射的波束覆蓋的范圍均可實現通信。(2)易于實現廣播和多地通信，能同時實現與方向多地點通信。(3)工作頻帶，通信容量大，適合多種業務傳輸。(4)建設速度快

15、，且不易受陣地災害影響。(5)通信質量好，電路和話務量可靈活調整。缺點：(1)于各地球站的天線仰角并不相同，因此，不管兩個地球站之間的地面距離是多少（為7200Km），從一個地球站經衛星到另一個地球站的傳播時延在250-300ms之間，這一點和其他通信有較大的差別。(2)10gHZ以上頻帶受雨雪的影響。(3)天線受太陽噪聲的影響。2.5激光通信(lasermunication)20世紀90年代后期，隨著全球接入網的發展，對固定天線應用的關注和對高速率的要求，無線是通信技術因有獨到的優勢，在固定無線寬帶技術中能為寬帶域的快速部署提供一種靈活的解決方案，得到了較大的關注。相對于常用的數字微波，銅纜

16、數字用戶線，光纖等其他幾種接入方式，無線光通信的主要優勢有：(1)良好的保密性。由于激光的高指向性使它的發射光束極窄，方向性很好。通常激光束的發展角都在毫弧度，甚至主微弧度，因此具有數據傳遞極高的保密性。(2)無微波頻帶的許可證。因為無線通信的工作頻段為350tHZ，設備間無射頻信號干擾，所以目前無需申請頻率使用許可證。(3)經營成本低。由于無需進行昂貴的管道工程鋪設和維護使得其造價僅是光纖的1/5。(4)架設迅速。無線光通信架設，組網速度快，只須在通信節點上幾個設備安裝，尤其適合作為光纖通信的應急故障后備及臨時構造大容量的通信鏈路。(5)透明傳輸協議。對于任何傳輸協議均可容易的送加，電路和數

17、據業務都可透明傳輸。(6)信息容量大光波作為信息載體可輕易傳輸高達10gB/s的數據，目前已經商用的無線激光設備最高速率達2.5gB/s。劣勢：(1)天氣影響通信質量。(2)通信距離受限。(3)只能在視距范圍內建立鏈路。(4)外因素可能使鏈路中斷。與傳統的租用線路比較，無線光通信綜合了光纖和微波的優點，根據最大優勢（寬帶寬）和最大劣勢（短矩高）定位在城域接入網，交換機和移動基站等設備的連接，閉路監視系統，廣播電視信號的單雙工傳輸中使用，目前主要應用場合。(1)對于特殊要求的線路進行冗余備份以及應急臨時鏈路和意外恢復。(2)提供室內外，臨近局域網之間的互連互通。(3)解決綜合業務網（Fsn）接入的“最后一公里時”。(4)在不具備接入條件或帶寬不足時提供高效的接入方案。(5)用于移動通信隔離網基站與交換中心的互聯。(6)用于一些大型集會需要快速建立一些臨時鏈路。用于現場通信的場合。無線激光通信與微波技術相比，它具有調制速率高、頻帶寬、不占用頻譜源的特點：與有線和光纖通信相比，它具有機動靈活，對