前言

　　隨著計(jì)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(shí)代的到來(lái)，在現(xiàn)代化大樓中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必將與電話一樣，日益成為一個(gè)不可或缺的系統(tǒng)。因此將計(jì)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(gè)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(jì)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(duì)于網(wǎng)絡(luò)要求越來(lái)越高，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也變的越來(lái)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(lái)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線中，可以分為有線介質(zhì)和無(wú)線介質(zhì)兩種，而有線介質(zhì)是計(jì)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(wú)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的一種電信號(hào)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(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，目前應(yīng)用最多的場(chǎng)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(jì)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(hào)的相互干擾，每?jī)筛�按一定的密度纏絞在一起。這樣，在傳輸電信號(hào)時(shí)相互之間輻身出的電波就會(huì)相互抵消，有效的消除干擾。雙絞線這個(gè)名字也是因?yàn)檫@樣的結(jié)構(gòu)而引申出來(lái)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(wú)屏蔽雙絞線兩種，在區(qū)分的時(shí)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?cè)诓季�時(shí)都會(huì)選擇無(wú)屏蔽雙絞線，其最大的原因是因?yàn)檫@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(lái)考慮，屏蔽雙絞線要比無(wú)屏蔽雙絞線有更高的防竊聽能力，傳輸性能也優(yōu)于無(wú)屏蔽雙絞線。

　　(2)無(wú)屏蔽雙絞線

　　雙絞線最早的使用是被用于電話信號(hào)的傳輸，后來(lái)才被漸漸引入到數(shù)字信號(hào)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?cè)谟?jì)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(huì)有直通線、交叉線及rollover三種，直通線主要用于不同的兩個(gè)端口，比如網(wǎng)卡-交換機(jī)，交叉線用于連接相同的兩個(gè)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(shí)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(hào)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?yàn)橥�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(shuō)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(hào)是從發(fā)送機(jī)器向線纜兩頭同時(shí)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(hào)才不會(huì)反射回線纜。如果不安裝接地，線纜中就會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的電信號(hào)，淹沒正常的信號(hào)。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(zhǎng)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?yàn)槭褂霉庑盘?hào)，在傳輸距離、數(shù)據(jù)承載量及信號(hào)的抗干擾性能等方面都有銅介紹不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但其造價(jià)相對(duì)過高。從光纖的結(jié)構(gòu)來(lái)看，基本都包括三個(gè)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(huì)使用非常堅(jiān)硬的材料制成，內(nèi)部敷層主要功能是防止光信號(hào)的泄露。在光纖的核心部分，是傳輸光信號(hào)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(jì)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(huì)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(huì)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(hào)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(hào)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(lái)向前發(fā)送信號(hào)。由于信號(hào)的發(fā)送模式的不同，同時(shí)進(jìn)入光纖的光信號(hào)到達(dá)目的地的時(shí)間也會(huì)不同，同時(shí)由于多組信號(hào)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(hào)傳輸，正因只使用單獨(dú)模式的光信號(hào)，所以在單模光纖中，無(wú)光的信號(hào)色散，這使得傳輸信號(hào)的距離會(huì)更長(zhǎng)，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(hào)，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(hào)傳輸實(shí)際上是電信號(hào)傳輸?shù)囊环N變體。完整的光纖通信系統(tǒng)都會(huì)有一個(gè)光信號(hào)到電信號(hào)和電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程，這個(gè)過程由光電轉(zhuǎn)換器來(lái)完成。為了保證光信號(hào)遠(yuǎn)距離、低損耗的傳輸，整條光纖鏈路必須滿足非常苛刻且敏感的物理?xiàng)l件。任何細(xì)微的幾何形變或者輕微污染都會(huì)造成信號(hào)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(zhǎng)、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(wú)線傳輸介質(zhì)

　　無(wú)線介質(zhì)不使用電或光導(dǎo)體進(jìn)行電磁信號(hào)的傳遞工作。從理論上講，地球上的大氣層為大部分無(wú)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(lái)攜載信號(hào)，所以電磁波就被認(rèn)為是一種介質(zhì)。

　　2.1 無(wú)線電頻率電波

　　電磁波頻譜10KHz至1GHz之間為無(wú)線電頻率，它包含的廣播頻道被稱為短波無(wú)線頻帶：甚高頻(VHF)電視及調(diào)頻無(wú)線電頻帶：超高頻(UHF)無(wú)線電及電視頻帶。無(wú)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(wú)線電管理部門得到許可證才能使用。對(duì)無(wú)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(wú)線電僅適用于短距離、開放式環(huán)境中。盡管低頻相對(duì)長(zhǎng)的波長(zhǎng)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(wú)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(wú)線電也可以在整個(gè)無(wú)線電頻率范圍使用，同小功率、單頻率無(wú)線電的差別是主要用于長(zhǎng)距離戶外環(huán)境。大功率決定了信號(hào)通路的靈活性，目前它已成為理想的移動(dòng)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(hào)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(gè)分開的建筑物或在建筑群中構(gòu)成一個(gè)完整網(wǎng)絡(luò)。微波數(shù)據(jù)系統(tǒng)無(wú)論大小，它的安裝都比較困難，需要良好的定位，并要申請(qǐng)?jiān)S可證。傳輸率一般取決于頻率，小的是1～10Mbps。衰減程度隨信號(hào)頻率和天線尺寸而變化。對(duì)于高頻系統(tǒng)，長(zhǎng)距離會(huì)因雨天或霧天而增大衰減；近距離對(duì)天氣的變化不會(huì)有什么影響。無(wú)論近距離、遠(yuǎn)距離，微波對(duì)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(shí)間與費(fèi)用，與只傳輸幾公里沒有什么差別。由于信號(hào)傳輸?shù)木嚯x相當(dāng)遠(yuǎn)，所以會(huì)有一段傳播延遲。這段傳播延遲時(shí)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(duì)于超長(zhǎng)距離通信時(shí)，它的安裝費(fèi)用則會(huì)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(jiǎn)單一些。對(duì)于單頻數(shù)據(jù)傳輸來(lái)講，傳輸速率一般小于1～10MHz。同地面微波一樣，高頻微波會(huì)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(wú)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(lái)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(hào)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(hào)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(shí)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(duì)點(diǎn)對(duì)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(gè)收發(fā)設(shè)備可以與多個(gè)設(shè)備同時(shí)通信。

三 結(jié)語(yǔ)

　　從各種通信介質(zhì)在計(jì)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(jì)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(chǎng)合，必須通過用戶現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。不但要考慮其性能指標(biāo)和參數(shù)，還要考慮其價(jià)格、施工難易程度和對(duì)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(huì)在各個(gè)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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