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传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传输数据的载体。网络中常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线与卫星通信信道。
1.双绞线的主要特性
双绞线是局域网中最常用的传输介质。图2-6给出了双绞线的基本结构。双绞线可以由1对、2对或4对相互绝缘的铜导线组成。1对导线可以作为1条通信线路。每对导线相互绞合的目的是将通信线路之间的电磁干扰降到最小。
图2-6 双绞线的基本结构示意图
局域网中使用的双绞线分为两类：屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair, STP）与非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair, UTP）。屏蔽双绞线由外部保护层、外屏蔽层、绝缘层与多对双绞线组成；非屏蔽双绞线由外部保护层、绝缘层与多对双绞线组成。在典型的以太网中，常用的非屏蔽双绞线有3类线与5类线。随着千兆以太网（GE）等高速局域网的出现，各种高带宽的双绞线不断推出，如超5类线、6类线与7类线。
2.同轴电缆的主要特性
尽管目前实际的局域网组网中，双绞线与光纤逐步替代了同轴电缆，但是早期以太网是在同轴电缆基础上发展起来的，了解同轴电缆的结构对于理解局域网的工作原理是有益的。
同轴电缆由内导体、绝缘层、外屏蔽层及外部保护层组成。同轴介质的特性参数由内导体、绝缘层及外屏蔽层的电参数与机械尺寸决定。同轴电缆的特点是抗干扰能力较强。图2-7给出了同轴电缆的基本结构。
图2-7 同轴电缆的基本结构示意图
3.光纤的主要特性
（1）光纤结构与传输原理
光纤是传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种。光纤的纤芯是一种直径为8～100μm的柔软、能传导光波的玻璃或塑料，其中用超高纯度石英玻璃纤维制作的纤芯传输损耗最低。在折射率较高的纤芯外面，用折射率较低的包层包裹，外部再包裹涂覆层，这样就构成一条光纤。多条光纤组成一束构成一条光缆，其结构如图2-8a所示。
由于纤芯的折射系数高于外部包层的折射系数，因此可以形成光波在纤芯与包层的界面上的全反射。光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号。图2-8b给出了光波通过光纤内部全反射实现光信号传输的示意图。
图2-8 光纤结构与传输原理示意图
（2）光纤传输系统结构
图2-9给出了典型的光纤传输系统结构。在发送端，使用发光二极管（LED）或注入型激光二极管（ILD）作为光源。在接收端，使用光电二极管（PIN）检波器将光信号转换成电信号。光载波调制方法采用振幅键控（ASK）调制方法，即亮度调制。光纤传输速率可以达到Gbps的量级。
图2-9 典型的光纤传输系统结构
（3）单模光纤与多模光纤
根据光信号的传输模式，光纤可以分为2种类型：单模光纤与多模光纤。在单模光纤中，光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单路光载波传输。在多模光纤中，光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多路光载波传输。单模光纤的性能优于多模光纤。图2-10给出了多模光纤与单模光纤传输模式的比较。
图2-10 多模光纤与单模光纤传输模式的比较
光纤的基本连接方法是点对点方式，在某些实验系统中可以采用多点连接方式。光纤信号的衰减极小，最大传输距离可以达到几十公里。光纤不受外界电磁干扰与噪声的影响，在长距离、高速率的传输中保持低误码率。
（4）对光纤物理层标准的理解
由于光纤的传输速率高、误码率低、安全性好，因此成为计算机网络中最有发展前景的传输介质。同时，由于光纤通信技术的发展，光纤组网的成本在不断降低，光纤已经从主要用于连接广域网核心路由器，逐渐发展到连接城域网、局域网与接入网，目前正在向光纤接入办公室、光纤接入家庭的方向发展。
随着光纤应用范围的扩大，很多终端用户已经开始接触光纤，也会接触物理层关于光纤的传输速率、传输距离等参数的问题。例如，高速以太网的物理层就制定了多个关于光纤的物理层标准，其中涉及多个描述物理层特征的参数。了解有关光纤的物理层标准，需要注意以下几个问题。
● 影响光纤传输距离的因素主要有：传输模式、光载波的频率、光纤的尺寸。
● 计算机产生的电信号需要变换成光载波信号在光纤上传输。由于光纤只能够单方向传输光载波信号，因此要实现计算机与交换机的双向传输就需要使用两根光纤。
● 在物理层协议中，从计算机向交换机传输信号的光纤称为上行光纤，从交换机向计算机传输信号的光纤称为下行光纤。上行与下行光纤使用不同的光载波频率。
● 物理层协议规定的物理参数主要包括：传输模式、上行光纤与下行光纤的光载波频率、光纤的尺寸、光接口，以及最大光纤传输距离。
例如，在传输速率为1Gbps的千兆以太网的物理层1000BASE-LX标准中，规定：传输介质采用单模光纤，光纤直径大于10μm，上行光纤与下行光纤的光载波频率分别为1270nm与1355nm，光纤最大长度为5km。
（5）光缆结构
距离很近的主机与交换机可以用单根光纤连接，在长距离线路上铺设的是光缆。尽管在制作过程中，可通过在纤芯外面用包层与涂覆层包裹的方法，使单根光纤具有一定的抗拉强度，但是单根光纤仍会因弯曲、扭曲等外力作用产生形变，甚至造成断裂。因此，将多根光纤与其他高强度保护材料组合构成光缆，可以增加线路的带宽，同时也能适应各种工程环境的要求。1976年，第一个光纤通信实验系统使用的光缆就由144根光纤组成。典型的光缆由缆芯、中心加强芯与护套这三部分构成，其结构如图2-11所示。
图2-11 光缆结构示意图
光缆结构主要有以下几个特点。
● 缆芯是光缆的主体，它包含多根光纤。
● 中心加强芯用来加强光缆的抗拉强度。中心加强芯是用高强度、低膨胀系数、抗腐蚀与有一定弹性的材料制作的，如钢丝、钢绞线或钢管。在强电磁干扰区和雷区，则需要采用高强度的非金属材料。
● 护套是光缆的外部保护层，使得光缆在各种敷设条件下都能够具有很好的抗拉、抗压和抗弯曲能力。
按照光缆的使用环境，光缆可分为架空光缆、直埋光缆、海底光缆、野战光缆等多种类型。目前，光缆在广域网、城域网与局域网，以及电信传输网、电视传输网中得到广泛的应用。