前言

　　隨著計算機(jī)應(yīng)用的普及，特別是20世紀(jì)90年代以后網(wǎng)絡(luò)時代的到來，在現(xiàn)代化大樓中計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必將與電話一樣，日益成為一個不可或缺的系統(tǒng)。因此將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)與電話布線系統(tǒng)結(jié)合考慮，組成一個統(tǒng)一的綜合布線網(wǎng)絡(luò)，必能更加方便用戶，降低用戶的總投資，也使得計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身更加易于管理，更加靈活、可靠。

　　在多媒體、音視頻技術(shù)被廣泛應(yīng)用的今天，用戶對于網(wǎng)絡(luò)要求越來越高，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也變的越來越大。網(wǎng)絡(luò)用于數(shù)據(jù)的傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸必須依賴于某種介質(zhì)來進(jìn)行。在這種環(huán)境下，作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)某休d體：傳輸介質(zhì)變的更加重要，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線中，可以分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩種，而有線介質(zhì)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最主要的傳輸介質(zhì)，通常又被分為銅介質(zhì)(雙絞線和同軸電纜)和光介質(zhì)兩種，無線介質(zhì)作為有線介質(zhì)的有效補(bǔ)充，被廣泛的應(yīng)用于不適合布線的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。本文主要介紹各種常見傳輸介質(zhì)，以及各自的特點(diǎn)。

一 有線傳輸介質(zhì)

　　1.1 銅介質(zhì)

　　銅介質(zhì)是被廣泛應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的一種電信號傳輸介質(zhì)，主要有雙絞線和同軸電纜兩種，現(xiàn)在新構(gòu)建的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本上都是以雙絞線作為傳輸介質(zhì)的星型拓樸結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，而同軸電纜則在漸漸退出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)市場，目前應(yīng)用最多的場景是我們熟知的有線電視網(wǎng)絡(luò)，家中的有線電視連接線纜就是細(xì)同軸電纜。

　　1.1.1 雙絞線

　　雙絞線是在星型拓樸結(jié)構(gòu)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的一種傳輸介質(zhì)，內(nèi)部是由八根銅導(dǎo)線組成，為了減少電磁信號的相互干擾，每兩根按一定的密度纏絞在一起。這樣，在傳輸電信號時相互之間輻身出的電波就會相互抵消，有效的消除干擾。雙絞線這個名字也是因為這樣的結(jié)構(gòu)而引申出來的。在外部，有一層韌性及高的保護(hù)外皮保護(hù)。

　　(1)屏蔽雙絞線

　　按其雙絞線是否有屏蔽層，我們可以把雙絞線分為屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線兩種，在區(qū)分的時候，可以直觀的去看外保護(hù)套內(nèi)是否有鋁錫包裹。基本上我們在布線時都會選擇無屏蔽雙絞線，其最大的原因是因為這種雙絞線在制作工藝上要比屏蔽雙絞線容易很多。從安全性的角度來考慮，屏蔽雙絞線要比無屏蔽雙絞線有更高的防竊聽能力，傳輸性能也優(yōu)于無屏蔽雙絞線。

　　(2)無屏蔽雙絞線

　　雙絞線最早的使用是被用于電話信號的傳輸，后來才被漸漸引入到數(shù)字信號的傳輸當(dāng)中，在很久以前，我們基本上都是使用的3類雙絞線，最大只能達(dá)到16Mbps的帶寬，而現(xiàn)在我們在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的都是超五類雙絞線及六類雙絞線。最大能達(dá)到1000Mbps的帶寬。通常我們都是RJ45連接器，也就是俗稱的水晶頭進(jìn)行連接雙絞線與網(wǎng)絡(luò)端口，其中在使用的只有八根線芯中的4根，用于雙向傳輸(全雙工)，根據(jù)連接兩端的網(wǎng)絡(luò)端口不同，會有直通線、交叉線及rollover三種，直通線主要用于不同的兩個端口，比如網(wǎng)卡-交換機(jī)，交叉線用于連接相同的兩個端口，如網(wǎng)卡-網(wǎng)卡，而rollover線主要被用于使用RJ45轉(zhuǎn)換器連接交換機(jī)或者路由器的控制端口。雙絞線唯一的缺點(diǎn)就是傳輸距離較短，只能達(dá)到100m，所以在布線的時候，如果使用星型拓樸結(jié)構(gòu)，覆蓋的范圍只能達(dá)到200m×200m。

　　1.1.2 同軸電纜

　　同軸電纜銅介質(zhì)的另一類就是同軸電纜，這種電纜與雙絞線不同，內(nèi)部只有一根做為傳輸信號用途的銅導(dǎo)線，在銅導(dǎo)線和保護(hù)外套中間還有屏蔽層，不同的同軸電纜屏蔽層不盡相同，如在基帶同軸電纜當(dāng)中，屏蔽性通常都是銅制材料的網(wǎng)狀，而寬帶同軸電纜則使用鋁狀的沖壓技術(shù)材料。這都使得銅軸電纜具有更高的屏蔽性能，抗干擾能力要優(yōu)于雙絞線。因為同軸電纜內(nèi)部只有一根銅導(dǎo)線，所以全部的設(shè)備都必須使用BNC連接頭連接到這一根導(dǎo)線上，這就是我們常說的總線型物理拓樸結(jié)構(gòu)。在總線型拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，信號是從發(fā)送機(jī)器向線纜兩頭同時發(fā)送的，所以在這種結(jié)構(gòu)的末端需要有接地。通過使用接地，信號才不會反射回線纜。如果不安裝接地，線纜中就會產(chǎn)生重復(fù)的電信號，淹沒正常的信號。同軸電纜主要有兩種，粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜，粗同軸電纜是銅介質(zhì)中傳輸距離最長的，在10base5的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，可以達(dá)到500米的傳輸距離。細(xì)同軸纜在10base2的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中可以傳輸185米。

　　1.2 光介質(zhì)

　　光纖因為使用光信號，在傳輸距離、數(shù)據(jù)承載量及信號的抗干擾性能等方面都有銅介紹不可比擬的優(yōu)勢，但其造價相對過高。從光纖的結(jié)構(gòu)來看，基本都包括三個部分外部保護(hù)層，內(nèi)部敷層及光纖核心組成。其中外部保護(hù)層主要是為了保護(hù)光纖的內(nèi)部，通常都會使用非常堅硬的材料制成，內(nèi)部敷層主要功能是防止光信號的泄露。在光纖的核心部分，是傳輸光信號的主要部分，一般都是使用石英玻璃制成，橫截面積非常小，光纖的線芯直徑一般都被設(shè)計為62.5微米或150微米。還有一種是沒有外部保護(hù)層和內(nèi)部敷層的光纖，我們稱之為裸光纖，光纖跳線就是裸光纖的一種。

　　根據(jù)不同的分類方式，光纖通常會被分為多模光纖和單模光纖或者階躍光纖和漸變光纖，后者由于涉及到光學(xué)理論，讀者會比較難理解。所以這里我們?yōu)榇蠹医榻B多模光纖和單模光纖。

　　(1)多模光纖的線芯橫截面比單模光纖要寬很多，光信號可以從不同的角度進(jìn)入光纖的線芯進(jìn)行傳輸。在多模光纖中，光信號可以以不同的模式進(jìn)行傳輸，可以直線傳輸也可以使用折射和反射來向前發(fā)送信號。由于信號的發(fā)送模式的不同，同時進(jìn)入光纖的光信號到達(dá)目的地的時間也會不同，同時由于多組信號在一條通道上傳輸，形成光散的可能性也較大。

　　(2)單模光纖的線芯橫截面通常很窄，只能有一道光信號傳輸，正因只使用單獨(dú)模式的光信號，所以在單模光纖中，無光的信號色散，這使得傳輸信號的距離會更長，傳輸數(shù)據(jù)量也更高。

　　(3)兩根光纖的全雙工傳輸。一根光纖一般只能單向傳輸信號，所以如果想要組成全雙工系統(tǒng)，就必須得要有兩根光纖組成。光信號傳輸實(shí)際上是電信號傳輸?shù)囊环N變體。完整的光纖通信系統(tǒng)都會有一個光信號到電信號和電信號到光信號的轉(zhuǎn)換過程，這個過程由光電轉(zhuǎn)換器來完成。為了保證光信號遠(yuǎn)距離、低損耗的傳輸，整條光纖鏈路必須滿足非�？量糖颐舾械奈锢項l件。任何細(xì)微的幾何形變或者輕微污染都會造成信號的巨大衰減，甚至中斷通信。在實(shí)際工作中，引起光纜鏈路故障的主要原因有：光纜過長、彎曲過渡、光纖受壓或斷裂、熔接不良、核心直徑不匹配、模式混用、填充物直徑不匹配、接頭污染、接頭拋光不良、接頭接觸不良。

二 無線傳輸介質(zhì)

　　無線介質(zhì)不使用電或光導(dǎo)體進(jìn)行電磁信號的傳遞工作。從理論上講，地球上的大氣層為大部分無線傳輸提供了物理數(shù)據(jù)通路。由于各種各樣的電磁波都可用來攜載信號，所以電磁波就被認(rèn)為是一種介質(zhì)。

　　2.1 無線電頻率電波

　　電磁波頻譜10KHz至1GHz之間為無線電頻率，它包含的廣播頻道被稱為短波無線頻帶：甚高頻(VHF)電視及調(diào)頻無線電頻帶：超高頻(UHF)無線電及電視頻帶。無線電頻率按管制帶寬和非管制帶寬劃分管制帶寬的用戶必須從無線電管理部門得到許可證才能使用。對無線電管理部門有權(quán)管理的頻率區(qū)域，用戶一旦得到使用許可，即可保證能在這一特定區(qū)域內(nèi)得到良好的傳輸效果。

　　(1)低功率、單頻率無線電僅適用于短距離、開放式環(huán)境中。盡管低頻相對長的波長可在大多數(shù)材料上通過，但是低功率的特性限制了這種系統(tǒng)只能在短距離或者是無障礙的通路上傳輸。低功率、低頻不能保持高的傳輸率，它的標(biāo)準(zhǔn)傳輸率是1Mbps。單頻系統(tǒng)可以提供與銅線相近的傳輸率，然而它的衰減率較大，抗電磁干擾的能力也非常小，因而它一般的有效距離僅為幾十米。

　　(2)大功率、單頻率無線電也可以在整個無線電頻率范圍使用，同小功率、單頻率無線電的差別是主要用于長距離戶外環(huán)境。大功率決定了信號通路的靈活性，目前它已成為理想的移動式傳輸手段。它的傳輸率可達(dá)10Mbps，但所需費(fèi)用是相當(dāng)昂貴的。

　　2.2 微波

　　微波數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要分為地面系統(tǒng)與衛(wèi)星系統(tǒng)兩種。盡管它們使用同樣的頻率，又非常相似，但能力上有較大差別。

　　(1)地面微波，一般采用定向拋物面天線，這要求發(fā)送與接收方之間的通路沒有大障礙或視線能及。地面微波信號一般在低GHz頻率范圍。由于微波連接不需要什么電纜，所以它比起基于電纜方式的連接，較適合跨躍荒涼或難以通過的地段。一般它經(jīng)常用于連接兩個分開的建筑物或在建筑群中構(gòu)成一個完整網(wǎng)絡(luò)。微波數(shù)據(jù)系統(tǒng)無論大小，它的安裝都比較困難，需要良好的定位，并要申請許可證。傳輸率一般取決于頻率，小的是1～10Mbps。衰減程度隨信號頻率和天線尺寸而變化。對于高頻系統(tǒng)，長距離會因雨天或霧天而增大衰減；近距離對天氣的變化不會有什么影響。無論近距離、遠(yuǎn)距離，微波對外界干擾都非常靈敏。

　　(2)衛(wèi)星微波，是利用地面上的定向拋物天線，將視線指向地球同頻衛(wèi)星。衛(wèi)星微波傳輸跨越陸地或海洋。所需要的時間與費(fèi)用，與只傳輸幾公里沒有什么差別。由于信號傳輸?shù)木嚯x相當(dāng)遠(yuǎn)，所以會有一段傳播延遲。這段傳播延遲時間小為500毫秒，大至數(shù)秒。衛(wèi)星微波也常使用低GHz頻率，一般在11～14GHz之間，它的設(shè)備費(fèi)用相當(dāng)昂貴，但是對于超長距離通信時，它的安裝費(fèi)用則會比電纜安裝要低。由于涉及衛(wèi)星這樣現(xiàn)代空間技術(shù)，它的安裝要復(fù)雜得多。地球站的安裝要簡單一些。對于單頻數(shù)據(jù)傳輸來講，傳輸速率一般小于1～10MHz。同地面微波一樣，高頻微波會由于雨天或大霧，使衰減增加較大，抗電磁干擾性也較差。

　　2.3 紅外系統(tǒng)

　　還有一種無線傳輸介質(zhì)是建立在紅外線基礎(chǔ)之上的。紅外系統(tǒng)采用光發(fā)射二極管(LED)、激光二極管(ILD)來進(jìn)行站與站之間的數(shù)據(jù)交換。紅外設(shè)備發(fā)出的光，非常純凈，一般只包含電磁波或小范圍電磁頻譜中的光子。傳輸信號可以直接或經(jīng)過墻面、天花板反射后，被接收裝置收到。紅外信號沒有能力穿透墻壁和一些其它固體，每一次反射都要衰減一半左右，同時紅外線也容易被強(qiáng)光源給蓋住。紅外波的高頻特性可以支持高速度的數(shù)據(jù)傳輸，它一般可分為點(diǎn)到點(diǎn)與廣播式兩類。

　　(1)點(diǎn)到點(diǎn)紅外系統(tǒng)

　　這是我們大家最熟悉的，如大家常用的遙控器。紅外傳輸器使用光頻(大約1OOGHz到1000THz)的最低部分。除高質(zhì)量的大功率激光器較貴以外，一般用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)募t外裝置都非常便宜。然而它的安裝必須精確到絕對點(diǎn)對點(diǎn)。目前它的傳輸率一般為幾Kbps，根據(jù)發(fā)射光的強(qiáng)度、純度和大氣情況，衰減有較大的變化，一般距離為幾米到幾公里不等。聚焦傳輸具有極強(qiáng)的抗干擾性。

　　(2)廣播式紅外系統(tǒng)

　　廣播式紅外系統(tǒng)是把集中的光束，以廣播或擴(kuò)散方式向四周散發(fā)。這種方法也常用于遙控和其它一些消費(fèi)設(shè)備上。利用這種設(shè)備，一個收發(fā)設(shè)備可以與多個設(shè)備同時通信。

三 結(jié)語

　　從各種通信介質(zhì)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以看出，通信介質(zhì)的選用在很大程度上取決于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不同的介質(zhì)和設(shè)備適用于不同的場合，必須通過用戶現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行設(shè)計。不但要考慮其性能指標(biāo)和參數(shù)，還要考慮其價格、施工難易程度和對連接硬件的要求等。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，傳輸介質(zhì)將會在各個方面有更大程度的完善，從而更好的實(shí)現(xiàn)各類信息的可靠、安全、高速的傳輸。

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本文標(biāo)題：如何選取網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)

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