计算机网络-物理层传输介质（导向传输介质-双绞线 同轴电缆 光纤和非导向性传输介质-无线波 微波 红外线 激光）

传输介质及分类

物理层规定电气特性：规定电气信号对应的数据

导向传输介质-双绞线

双绞线的主要作用是传输数据和语音信息。它通过将两根导线以特定的方式缠绕在一起，可以有效地减少电磁辐射、相邻线对间的串扰，并且抑制外部干扰信号。这种设计使得双绞线在短距离通信中非常有效，尤其是在局域网（LAN）环境中。

双绞线电缆通常由一对或多对这样的双绞线组成，并放置在一个绝缘套管中。尽管双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度方面受到一定限制，但它们的成本相对较低，因此在很多应用场合中仍然是首选的传输介质。

此外，双绞线的类型多样，包括屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），它们在不同的应用场景下有着不同的优缺点。例如，屏蔽双绞线提供了更好的抗干扰性能，而非屏蔽双绞线则因为成本较低而更受欢迎。

图中对应的两个绝缘层就是两根双绞线

屏蔽层的主要作用是减少外部电磁场对电源或通信线路的影响，并防止线路向外辐射电磁能。

• 金属屏蔽：对于没有金属护套的中低压电力电缆，除了设置有半导电屏蔽层外，还会增加金属屏蔽层。金属屏蔽层通常由铜带或铜丝绕包而成，主要起到屏蔽电场的作用。
  

导向传输介质-同轴电缆

共用一条轴
基带信号是未经过调制的信号，通常是低频信号，而宽带信号则是经过调制后的信号，可以包含更宽的频率范围

抗干扰性好所以传输距离远受到的干扰累积也不会太大
用于传输速率高的数据是因为其外部屏蔽层也能够减少内部信号向外辐射损失。

导向传输介质-光纤

光线没有折射出去（进入包层时），直接反射，那么光线损耗低

光的频率高，携带的信号自然也高。与之对应的带宽也高

单模光纤不需要折射所以损耗小。光纤直径小
多模光纤（有多条入射的光线）距离太长折射太多那么损耗太多会失真，所以适合近距离传输

光纤小，为了保护光纤，一般需要多根光纤和一些保护层

中继距离是指在光纤传输过程中，信号在光纤中传输的最大距离，这个距离受到光纤线路损耗和色散的限制。

此外，在无线通信领域，中继技术通过增加中继节点来转发无线信号，从而扩展覆盖范围和提高链路容量。中继距离在这里指的是基站到中继站，以及中继站到移动台之间的距离。这种技术可以将一个质量较差的长距离链路替换为两个质量较好的短距离链路。

光纤的抗雷电和电磁干扰性能很好。具体如下：

• 抗电磁干扰：光纤的基本成分是石英，它不导电，因此不受电磁场的影响。在光纤中传输的是光信号，而不是电流，所以光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。这使得光纤在高压线、变电站等强电磁干扰环境下仍能保持稳定的通信能力。
• 抗雷电干扰：光纤属绝缘体，不怕雷电和高压，即使在极端环境下，如原子弹爆炸产生的电磁脉冲，光纤通信线路也能保持畅通无阻。

串音干扰：可理解为两条信号线会相互干扰
光纤通信无串音干扰是由于其信号难以影响到其他光纤（或者说难以泄露出去，自然保密性好）

传输同样数据量，光纤的体积更小，更轻，因为需要的光纤更少

非导向性传输介质

这三种波都是根据频率不同或者说波长不同划分的
无线电波不需确定某个方向来通信

地波微波接力通信是一种利用微波在地面视距（直线）范围内进行远距离通信的技术。

地波微波接力通信系统，也称为微波中继系统或微波接力通信系统，它使用波长从1米到0.01米的微波频段，通过地面的视距接力站来转换和传递信号。由于微波传播的特性，这种通信方式主要依赖于直线传播，因此需要在两个终端站之间建立一系列的中间站，即接力站或中继站，以逐站传递信号。这些接力站会将接收到的微波信号经过处理（如变频和放大）后转发到下一个接力站，从而实现超视距的远距离通信。

卫星通信：
传输距离长，受气候影响大，自然出现误码的概率高
频带宽容量大：卫星通信使用的频段宽，可以提供更大的通信容量，满足高数据传输速率的需求。

广播通信是指一个发射端向多个接收端发送信息的方式，而多址通信则涉及多个发射端和一个或多个接收端之间的信息传输

卫星通信之所以易于实现广播和多址通信，主要是因为其具有独特的技术特点和优势。具体如下：

• 覆盖范围广：卫星通信系统的一个显著特点是其广泛的覆盖范围。由于卫星位于地球的高空轨道上，它们的信号可以覆盖地球上的大部分地区。这意味着在卫星信号覆盖的区域内，任何两点之间都可以进行通信，不受地形和地理条件的限制。
• 广播能力强：卫星通信系统的广播能力非常强大。一颗地球同步卫星可以覆盖地球表面的三分之一，因此，利用三颗适当分布的地球同步卫星就可以实现除两极以外的全球通信。这种广播特性使得卫星通信非常适合于传播新闻、天气预报、教育和娱乐节目等内容。
• 多址联接方式：卫星通信支持多址联接方式，这意味着多个地球站可以通过同一颗卫星与不同的目的地进行通信。这种多址技术处理了由不同地球站发出的信号，通过卫星转发器的中继，实现了多个用户之间的通信链路的建立。
• 灵活性高：卫星通信的电路设置非常灵活，可以根据需要随时分散过于集中的话务量，同一信道也可以用于不同方向或不同区间的通信。这种灵活性使得卫星通信能够迅速响应各种通信需求，尤其是在紧急情况下，能够快速建立通信链路。

微波不需要转格式，红外线和激光需要转格式

小结