[系统运维]物理层--传输介质

双绞线

双绞线由粗约1nm的互相绝缘的一对铜线绞扭在一起组成，对称均匀地绞扭可以减少线对之间的电磁干扰。这种双绞线大量使用在传统电话系统中，适用于短距离传输。
双绞线分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线，常用的无屏蔽双绞线电缆(Unshielded Twisted Pair，UTP)由不同颜色的4对绞线组成。屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)电缆的外层由铝箔包裹着，价格相对高一些，并且需要支持屏蔽功能的特殊连接器和适当的安装技术，但是传输速率比相应的无屏蔽双绞线高。

屏蔽双绞线

根据屏蔽方式的不同，屏蔽双绞线可分为两类：
* STP(Shielded Twisted-Pair)：指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线。
* FTP(Foil Twisted-Pair)：指采用整体屏蔽的屏蔽双绞线。
屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹以减小辐射，但这并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线的价格相对较高，但屏蔽双绞线有较高的传输速率，100米内可以达到155Mb/s，比相应的非屏蔽双绞线高。

无屏蔽双绞线

非屏蔽双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起，成对扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响。将双绞线按电气特性区可分为三类线、四类线、五类线、超五类线、六类线。网络中最常用的是五类线、超五类线和六类线。
1) 双绞线的线序
标准568A：线序为绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕；
标准568B：线序为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕；
2) 交叉线和直连线
交叉线：一端是568A标准，另一端是568B标准的双绞线；
直连线：两端都是568A或568B标准的双绞线。

同轴电缆

同轴电缆的芯线为铜质导线，外包一层绝缘材料，再外面是由细铜丝组成的网状外导体，最外面加一层绝缘塑料保护层，芯线与网状导体同轴，故名同轴电缆。
通常把表示数字信号的方波所固有的频带称为基带，所以这种电缆也叫基带同轴电缆，直接传输方波信号称为基带传输。常用的另一种同轴电缆是特性阻抗为75欧的CATV电缆(RG-59)，用于传输模拟信号，这种电缆也叫宽带同轴电缆。所谓宽带，在电话行业中是指比4kHz更宽的频带，而这里是泛指模拟传输的电缆网络。

1. 基带系统
   数字信号是一种电压脉冲，他从发送处沿着基带电缆向两端均匀传播，这种情况就像光波在以太介质中各向同性地均匀传播一样，所以总线网的发明者把这种网络称为以太网。以太网使用特性阻抗为50欧的同轴电缆，这种电缆具有较小的低频噪声，在接头处产生的反射也较小。
   基带系统的设计需要在数据速率、传播距离、站点数量之间进行权衡。一般来说，数据速率越小，传输的距离越远；传输系统(收发器和电缆)的电气特性越好，可连接的站点数就越多。

   参数	10Base 5	10Base 2
   电缆直径	0.4in(RG-11)	0.25in(RG-58)
   数据速率	10Mbps	10Mbps
   最大段长	500m	185m
   传播距离	2500m	1000m
   每段节点数	100	30
   节点距离	2.5m	0.5m

2. 宽带系统
   宽带系统是指采用频分多路技术传播模拟信号的系统。不同频率的信道可分别支持数据通信、TV和CD质量的音频信号。
   宽带系统使用特性阻抗为75欧的CATV电缆。根据系统中模/数转换设备采用的调制技术的不同，1bps的数据速率可能需要1~4Hz的带宽，而支持150Mbps的数据速率可能需要300MHz的带宽。

光缆

光纤是光导纤维的简称，光导纤维介质由可以传送光波的玻璃纤维或透明塑料制成，外包一层比玻璃折射率低的材料。进入光纤的光波在两种材料的介面上形成全反射，从而不断地向前传播。
光纤信道中的光源可以是发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或注入式激光二极管(Injection Laser Diode，ILD)。这两种器件在有电流通过时都能发出光脉冲，光脉冲通过光导纤维传播到达接收端。接收端有一个光检测器–光电二极管，它遇到光时产生电信号，这样就形成了一个单向的光传输系统。
光波在光导纤维中以多种模式传播，不同的传播模式有不同的电磁场分布和不同的传播路径，这样的光纤叫做多模光纤。如果芯线的直径小到光波波长大小，则光纤就成为波导，光在其中无反射地沿着直线传播，这种光纤叫单模光纤。

无线信道

前面提到的由双绞线、同轴电缆和光纤等传输介质组成的信道可统称为有线信道。这里要讲到的信道都是通过空间传播信号，称之为无线信道。无线信道包括微波、红外和短波信道。

微波

微波通信系统可分为地面微波系统和卫星微波系统，两者的功能相似，但通信能力有很大的差别。
微波通信的频率段为吉兆段的低端，一般是1~11GHz，因而它具有带宽高、容量大的特点。

1. 地面微波通信
   地面微波系统由视距范围内的两个互相对准方向的抛物面天线组成，长距离通信则需要多个中继站组成微波中继链路。
2. 卫星微波通信
   通信卫星可看作是悬在太空中的微波中继站。卫星上的转发器把波束对准地球上的一定区域，在此区域中的卫星地面站之间就可互相通信。地面站以一定的频率段向卫星发送信息(称为上行频段)，卫星上的转发器将接收到的信号放大并变换到另一个频段上(称为下行频段)发回地面接收站。

红外

红外传输系统利用墙壁或屋顶反射红外线从而形成整个房间内的广播通信系统。这种系统所用的红外光反射和接收器常见于电视机的遥控装置中。红外通信的设备相对便宜，可获得高的带宽，这是这种通信方式的优点。其缺点是传输距离有限，而且易受室内空气状态的影响。

短波

无线电短波通信早已用在计算机网络中了，已经建成的无线通信局域网使用了甚高频(30_{300MHz)和超高频(300}MHz)的电视广播频段，这个频段的电磁波是以直线方式在视距范围内传播的，所以用作局部地区的通信是适宜的。

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