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1、1,数据通信与网络,Data and Computer Communications,传输媒体 4. Transmission Media,导向媒体（双绞线、同轴电缆、光纤） 无线传输（地面微波、卫星、广播无线电、红外） 无线电传播方式 视距传输,3,Overview,Guided - wire Unguided - wireless Characteristics and quality determined by medium and signal For guided, the medium is more important For unguided, the bandwidth pr
2、oduced by the antenna is more important Key concerns are data rate and distance,4,传输 媒体种类,双绞线 Twisted Pair 同轴电缆 Coaxial Cable 光纤 Optical Fiber,无线电 Radio 微波 Microwave 卫星 Satellite Microwave 红外 Infrared,有线媒体 Guided,信道通常是抽象的描述， 传输媒体即是物理信道。,无线媒体 Unguided,信道与传输媒体,5,Design Factors,Bandwidth 带宽 Higher band
3、width gives higher data rate Transmission impairments 传输损伤 Attenuation, etc. Interference 干扰 Intermodulation noise Crosstalk Number of receivers 接收器数目 In guided media More receivers (multi-point) introduce more attenuation,6,频谱及其可用于通信的频段,7,Electromagnetic Spectrum,特低频 音频 甚低频 低频 中频 高频 甚高频 超高频 极高频 特高频
4、 红外线 可见光,8,Overview,Guided Transmission Media导向媒体 （双绞线、同轴电缆、光纤） Wireless Transmission无线传输 （地面微波、卫星、广播无线电、红外） Wireless Propagation无线电传播方式 Line-of-Sight Transmission视距传输,9,导向传输媒体 Guided Transmission Media,10,Transmission Characteristics of Guided Media,11,典型的美国线规(AWG)特性,12,Twisted Pair,Physical Struct
5、ure Applications Pros and cons UTP and STP UTP Categories Transmission Characteristics Media Specifications UTP Practice,13,由两根互相绝缘的铜导线，用规则的方法扭绞起来构成。,双绞线(Twisted-pair),14,Twisted Pair - Twist Length,15,Twisted Pair - Applications,Most common medium Telephone network Between house and local exchange
6、(subscriber loop) Within buildings To private branch exchange (PBX) For local area networks (LAN) 10Mbps or 100Mbps,16,Twisted Pair - Pros and Cons,Cheap Easy to work with Low data rate Short range,17,Twisted Pair - Transmission Characteristics,Analog Amplifiers every 5km to 6km Digital Use either a
7、nalog or digital signals repeater every 2km or 3km Limited distance Limited bandwidth (1MHz) Limited data rate (100MHz) Susceptible to interference and noise,18,Near End Crosstalk,Coupling of signal from one pair to another Coupling takes place when transmit signal entering the link couples back to
8、receiving pair i.e. near transmitted signal is picked up by near receiving pair,19,Unshielded and Shielded TP,Unshielded Twisted Pair (UTP) Ordinary telephone wire Cheapest Easiest to install Suffers from external EM interference Shielded Twisted Pair (STP) Metal braid or sheathing that reduces inte
9、rference More expensive Harder to handle (thick, heavy),20,UTP(Unshielded Twisted-Pair )电缆,21,Physical UTP,22,STP(Shielded Twisted-Pair)电缆,23,STP Physical Structure,衬铂,24,Physical STP,25,UTP Categories,Cat 3 up to 16MHz Voice grade found in most offices Twist length of 7.5 cm to 10 cm Cat 4 up to 20
10、 MHz Cat 5 up to 100MHz Commonly pre-installed in new office buildings Twist length 0.6 cm to 0.85 cm Cat 5E (Enhanced) see tables Cat 6 Cat 7,26,UTP电缆的分类 （EIA/TIA-568标准中定义了前五类）,27,Comparison of Shielded and Unshielded Twisted Pair,28,Twisted Pair Categories and Classes,29,Avaya Gigaspeed UTP Wires,
11、10BASE-T 100BASE-TX/T4 1000BASE-T,30,UTP 连接器,RJ-11,RJ-45,RJ-12,31,Avaya RJ-45 Jackes,32,Avaya UTP Inside of RJ45 Jack,33,4对线的UTP与RJ-45的连接,RJ-45 UTP线对 引脚线 颜色 1 绿白 2 绿 3 橙白 4 蓝 5 蓝白 6 橙 7 棕白 8 棕,T R T R T R T R 1 2 3 4 5 6 7 8,对3,对4,对2,对1,34,4对线的UTP与RJ-45的另一种连接,T R T R T R T R 1 2 3 4 5 6 7 8,对2,对4,对3
12、,对1,RJ-45 UTP线对 引脚线 颜色 1 橙白 2 橙 3 绿白 4 蓝 5 蓝白 6 绿 7 棕白 8 棕,35,双绞线的网线制作,RJ-45接头 (水晶头),压线钳,36,37,双绞线接线标准,铰齐线头，插入插头,用压线钳夹紧，使用测试仪测试,接线的标准有EIATIA T568A和EIATIA T568B,38,RJ-45,制作,39,同轴电缆(Coaxial Cable) 由单股实心或多股绞合的铜质芯线（内导体）、绝缘层、网状编织的屏蔽层(外导体)以及保护外层所组成,40,Coaxial Cable,41,Coaxial Cable Applications,Most versa
13、tile medium Television distribution Ariel to TV Cable TV Long distance telephone transmission Can carry 10,000 voice calls simultaneously Being replaced by fiber optic Short distance computer systems links Local area networks,42,Coaxial Cable - Transmission Characteristics,Analog Amplifiers every fe
14、w km Closer if higher frequency Up to 500MHz Digital Repeater every 1km Closer for higher data rates,43,Categories of Coaxial Cables,44,粗同轴电缆 简称粗缆，用于传送基带数字信号.,细同轴电缆 简称细缆，也用于传送基带数字信号。 最大传输距离不及粗缆，但因比粗缆 便宜而被广泛使用。,TV电缆 用于模拟传输系统，它是社区天线电 视系统(CATV)中的标准传输电缆。 采用的是频分复用的宽带信号。,同轴电缆的种类,45,10BASE5 Media Specifica
15、tion,Thick Coaxial Cable,46,10BASE5,47,10BASE2,48,Optical Fiber （光纤）,光纤的基本知识 光及其自然特性 光纤的物理结构 光纤的导光原理 光纤的应用 光纤的优点 光纤的应用场合 光纤的传输特性 光纤传输模式 损耗特性与色散特性 最佳波长窗口,49,光纤的基本知识（一）,光 光是一种电磁能量形式 在真空中传播最快，300000km/s 光速与传输媒质密度成反比 光的自然特性 折射 全反射角 反射（全反射）,50,Bending of Light Ray,51,Refraction (折射),在均匀物质中光以直线形式传播。 当一束光线
16、由某种密度的媒质传播到不同密度的另一种媒质时，光线会在两种媒质的界面处向垂直的法线方向折射。 折射光线发生的角度变化取决于媒质发生的密度变化的大小（如斯涅尔定律所描述） 光线从密度较低的媒质穿入较高密度的媒质中时，折射角小于入射角 光线从密度较高的媒质穿入较低密度的媒质中时，折射角大于入射角,52,Refraction,折射角R比入射角I小 折射角R比入射角I大,53,Critical Angle (全反射角),从高密度媒质进入到低密度媒质的光线，随着入射角增大，折射角也增大，并逐渐远离垂直轴而靠近水平轴 入射角的变化使折射角增大到90度，折射光线完全成了沿媒质界面传播水平光线，此时的入射角称为临界角，或称全反射角。,54,Reflection (反射),对于从高密度媒质到低密度媒质的光线，当入射角大于全反射角时，就产生了反射 光
