wordpress 用iis建站,网站推广的内涵,学跨境电商要多少钱,淘宝网页设计网站欢迎大家订阅【计算机网络】学习专栏#xff0c;开启你的计算机网络学习之旅#xff01; 文章目录 1 导引型传输媒体1.1 双绞线1.2 同轴电缆1.3 光缆 2 非导引型传输媒体2.1 无线电微波通信2.2 多径效应2.3 卫星通信2.4 无线局域网 在数据通信系统中#xff0c;传输媒体是发… 欢迎大家订阅【计算机网络】学习专栏开启你的计算机网络学习之旅 文章目录 1 导引型传输媒体1.1 双绞线1.2 同轴电缆1.3 光缆 2 非导引型传输媒体2.1 无线电微波通信2.2 多径效应2.3 卫星通信2.4 无线局域网 在数据通信系统中传输媒体是发送器与接收器之间的物理通路其作用至关重要。根据信号传播的方式传输媒体可分为导引型与非导引型两大类。
1 导引型传输媒体
导引型传输媒体通过固体介质如铜线或光纤导引电磁波传播。在这类媒体中最常见的有以下几种
1.1 双绞线
①基本概念 双绞线是最古老但仍被广泛使用的传输媒体。它由两根互相绝缘的铜导线以规则的方法绞合而成。 绞合度越高可用的数据传输率越高。
②分类 双绞线可以分为两大类
无屏蔽双绞线 (UTP)没有额外的屏蔽层成本较低适用于一般的应用场景。 屏蔽双绞线 (STP)具有屏蔽层可以有效减少电磁干扰适用于对信号质量要求更高的环境。 ③双绞线标准 无论是哪种类别的双绞线衰减都随频率的升高而增大。 双绞线的最高速率还与数字信号的编码方法有很大的关系。
1.2 同轴电缆
同轴电缆由内导体铜质芯线单股实心线或多股绞合线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层也可以是单股的以及保护塑料外层所组成。 同轴电缆具有很好的抗干扰特性被广泛用于传输较高速率的数据。
1.3 光缆
①基本概念 光纤 用于传输光信号的细长透明介质通常由玻璃或塑料制成可高效传输光信号具有极低的损耗和高带宽。
光纤的基本构造包括
纤芯光线在此传输具有较高的折射率。包层包围在纤芯外部具有较低的折射率帮助光信号通过全反射原理保持在纤芯内。
优点
通信容量非常大。传输损耗小中继距离长对远距离传输特别经济。抗雷电和电磁干扰性能好。无串音干扰保密性好不易被窃听或截取数据。体积小重量轻。
光缆由多根光纤组成的集成结构通常还包含保护材料和其他组件以确保光纤在各种环境下的安全和稳定运行。光缆的设计通常包括
光纤多个光纤的集合。护套保护光纤免受物理损害、湿气和温度变化。增强材料如钢丝或其他材料用于增加强度和耐用性。 ②光波在纤芯中的传播 光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时其折射角将大于入射角。如果入射角足够大就会出现全反射光也就沿着光纤传输下去。 ③分类 光纤可分为多模光纤和单模光纤
多模光纤 可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输。光脉冲在多模光纤中传输时会逐渐展宽造成失真只适合于近距离传输。 单模光纤 其直径小到只有一个光的波长几个微米可使光线一直向前传播而不会产生多次反射。制造成本较高但衰耗较小。光源要使用昂贵的半导体激光器不能使用较便宜的发光二极管 ④光纤通信系统 基本的光纤通信系统主要由发送端和接收端组成。
发送端要有光源例如发光二极管、半导体激光器在电脉冲的作用下能产生出光脉冲。接收端要有光检测器利用光电二极管做成在检测到光脉冲时还原出电脉冲。 2 非导引型传输媒体
非导引型传输媒体通过无线电波在自由空间中传播实现多种通信形式。其频段范围从低频到超高频30 kHz ~ 3000 GHz涉及多个应用场景。
2.1 无线电微波通信
①基本概念 无线电微波通信是一种利用无线电波进行信息传输的技术主要应用于远距离通信和数据传输。微波是指频率在300 MHz到300 GHz之间的电磁波具有较短的波长。无线电微波通信利用这一频段的电磁波进行信号传输常用于电视广播、卫星通信、移动通信等。
②组成部分
a. 发送端
微波发射机将原始电信号如语音、视频或数据转换为微波信号并通过天线发射出去。调制器对输入信号进行调制以便适合微波传播例如使用幅度调制AM、频率调制FM或相位调制PM。
b. 传输媒介
空间传播微波信号通过空气传播可以直视传播也可以反射和折射适合点对点的长距离传输。微波链路使用定向天线实现点对点的传输通常需要在发射和接收端之间保持视距。
c. 接收端
微波接收机接收来自发射端的微波信号并将其转换回可用的电信号。解调器对接收到的信号进行解调恢复原始信息。
③特点与应用
高带宽微波频段提供了较大的带宽适合高速数据传输。抗干扰性强微波信号能抵御一定程度的干扰。广泛应用常用于卫星通信、无线网络、雷达、电视广播、移动通信等领域。
④注意事项
视距要求微波通信通常需要发射和接收装置之间有无遮挡物。天气影响雨、雪等天气条件可能会对微波信号造成衰减。
2.2 多径效应
①基本概念 多径效应是无线通信中常见的现象主要是指信号在传播过程中由于反射、折射和散射等原因产生多个相同信号的副本这些副本通过不同的路径到达接收端。这种现象会对信号的质量和通信系统的性能产生影响。
②产生原因
反射信号遇到建筑物、地面或其他障碍物时会反射回去。折射信号在穿越不同介质如空气与水时其传播速度和方向发生变化。散射信号碰到小障碍物或粗糙表面时会向多个方向散射。
③影响
信号衰减由于多条路径传播信号的强度可能会因为相位差而相互抵消导致接收到的信号变弱。延迟扩展不同路径的信号到达接收端的时间不同造成信号波形的展宽。失真由于不同路径信号的相位和幅度差异可能会导致接收到的信号失真影响数据的解码和传输质量。
④应对措施
均衡技术在接收端使用均衡器来补偿多径引起的信号失真。MIMO技术多输入多输出技术通过使用多个发射和接收天线增强信号的可靠性和带宽。OFDM技术正交频分复用技术将信号分散在多个频率上可以有效抵御多径干扰。
2.3 卫星通信
①基本概念 卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行信息传输的通信方式。它在全球范围内提供了广泛的通信服务包括电视广播、互联网接入、电话通信和数据传输等。 ②工作原理
信号发射地面站通过天线将信号发射到轨道上的卫星。信号转发卫星接收到信号后将其处理并转发回地面通常通过不同频率的信号频道。地面接收另一地面站或用户终端接收从卫星转发回来的信号。
③卫星类型
静止卫星GEO位于赤道上空约35,786公里的轨道卫星与地面站保持相对静止适合电视广播和宽带服务。中轨卫星MEO通常在2000到35,786公里之间常用于导航系统如GPS。低轨卫星LEO位于2000公里以下具有较低的延迟适合实时通信和宽带服务近年来被用于星链等项目。
④卫星通信系统组成
地面站包括发射设备和接收设备用于发送和接收信号。卫星搭载转发器和其他通信设备负责信号的接收、处理和转发。终端用户设备如卫星电话、卫星宽带调制解调器等用于最终用户的通信。
⑤优势
全球覆盖卫星通信可以覆盖偏远地区和海洋提供普遍的服务。高容量能够支持大量用户同时进行通信。灵活性可以快速部署和扩展适应不同的通信需求。
⑥挑战
信号延迟尤其是静止卫星由于其高度信号传输延迟较大。气候影响恶劣天气可能会影响信号质量如雨衰现象。成本高卫星的发射和维护成本较高。
七应用领域
广播电视卫星广播是主要的电视节目分发方式之一。互联网接入为偏远地区提供宽带服务。军事通信用于增强军事指挥和控制能力。紧急通信灾害恢复期间提供临时通信支持。
2.4 无线局域网
①基本概念 无线局域网Wireless Local Area Network简称WLAN是一种使用无线技术连接设备的局域网广泛应用于家庭、办公室和公共场所。
②工作原理
无线信号WLAN通过无线电波传输数据设备通过无线路由器或接入点AP进行通信。协议常用的无线通信协议包括802.11系列如802.11a/b/g/n/ac/ax这些协议定义了不同的频率、速度和覆盖范围。
③组成部分
无线路由器负责管理网络流量连接互联网并将信号发送到各个无线设备。接入点AP扩展网络覆盖范围通常用于大型场所。终端设备如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等可以连接到WLAN进行上网。
④优势
灵活性用户可以在覆盖区域内自由移动无需物理连接。易于部署相较于有线网络设置和维护更为简单。成本效益减少了布线和相关基础设施的成本。
⑤挑战
信号干扰其他无线设备或物理障碍物可能会影响信号质量。安全性无线网络容易受到未经授权的访问需要采取加密措施如WPA3来保护数据安全。带宽限制无线网络的带宽通常低于有线网络可能会受到用户数量和使用情况的影响。
⑥安全措施
加密协议使用WPA3或WPA2等加密协议保护数据传输。SSID隐藏隐藏网络名称以增加安全性减少被陌生设备扫描到的风险。MAC地址过滤限制可以连接到网络的设备增强安全性。
⑦应用领域
家庭网络连接个人设备提供互联网接入。企业环境支持员工在办公区域内的灵活工作。公共热点如咖啡店、机场等地提供无线网络服务。
