西北工业大学_计算机局域网_第02讲_传输介质或媒体.pptVIP

* 光缆类型 光缆按照光的传播模态可分为单模光纤和多模光纤。 光缆的结构决定光在纤芯中传输的传输模态。单模光纤和多模光纤可使用相同的材料和制造过程。两者都要求纤芯比填充层的折射率要高。 单模光纤 单模光纤的纤芯直径小， 通常为8 到 10微米。每个频率的光波只有一个传播路径。 * 多模光纤 光缆类型 多模光纤对每个频率的光波存在多达100个以上的传播路径。模态的数量取决于光纤的数字孔径(NA)。孔径 NA增大，传输模态增多。多模光纤的纤芯直径通常大于50微米(1微米等于 10-6 米)。 然而，模态的数量增加，同样地，模态散射增大。模态散射是指不同模态的光线到达接收端的时间不同，结果是使光脉冲宽度增大。 多模光纤可分为二类：阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤。 阶跃型多模光纤： 渐变型多模光纤：随着离纤芯轴线的距离增大，纤芯的折射率逐渐地变小。 * 光缆类型 在渐变型多模光纤中光依照折射和全内部反射进行传播。随着离纤芯轴线的距离增大，纤芯的折射率逐渐地变小，这将使光线在纤芯内部发生多次折射，每一次的折射都将增大下一个折射点的入射角。当入射角增大到临界角时发生全内部反射。 远离纤芯轴线的光线传输的距离较长, 并且在纤芯中所经过的材料折射率较低，因而传输速度较快。这意味着不同路径的光线到达接收端的时间几乎相同。 * 光缆中光信号衰减 光缆中光信号衰减：主要是由光吸收、散射(Scattering)、弯曲损失和色散（Dispersion)。 纤芯-填充层交接处不平滑，粗糙的表面使光线产生散射。即，光线会以不同的方向传输。 另外的散射是由于光缆的纤芯制造的材料密度不完全均匀所产生的，这种散射称为Rayleigh散射。 吸收是信号损失的主要原因。它是光能量转变为其他能量的结果，例如，转换成热能。 弯曲损失依赖于光缆弯曲程度，它能改变光线传输的距离和方向。 * 光缆中光信号衰减 色散会造成光脉冲宽度增大。光缆中有两种色散：色度色散[intramodal (chromatic) dispersion] 和模态色散[ intermodal (modal) dispersion]. 色度色散产生的原因是传输光源。通常，光源不能产生单个波长的光脉冲。 因而组成光脉冲的不同波长的光线具有不同的传输速度，这会使到达接收端的光脉冲宽度增大。 模态色散只在多模光纤中发生。由于光脉冲具有多个模态， 不同模态的光线到达接收端的时间不同，也会使到达接收端的光脉冲宽度增大。这是因为不同模态的光线具有不同的传输方向，因而，具有不同的传输距离。 色度色散只在单模光纤中产生。模态色散在单模光纤和多模光纤中都发生。两种色散都是使到达接收端的光脉冲宽度增大。 * 非导引传输媒体 非导引传输媒体包括：大气层, 海洋, 和太空。它们都能传输或广播电磁信号。 使用非导引传输媒体通信，信号发送和接收依赖于天线。在发送端，天线将数据调制成电磁波并在空中发送，接收端的天线接收电磁波，并转换成数据。 电磁波自传输天线发出后, 它可能朝所有方向传输，或朝某个相对固定的方向传输。电磁波的传播方向取决于它的频率。通常，电磁波的频率越高，传播的方向性就越强。 根据所使用的电磁波频段，无线传输系统基本上可分为两类：有向的和全方位的传输系统。 对于有向传输, 电磁信号几乎在一个方向上传播, 因而发送和接收天线必须严格地进行对位排列。对于全方位传输，电磁信号在所有方向上传播，因而，可同时被所有天线接收，不需要天线进行对位安装。 * 非导引传输媒体 从电波的传输来看, 大气层可分为二层： 对流层：大气的最低层，是指从地面到30Km高的空间，主要成分是空气。 电离层：从对流层的顶部延伸到太空所包含的空间。主要成分是被电离化的氧分子。电离层的作用相当于一面镜子，将电磁波简单地返送回地面。 根据对流层和电离层在无线传输中的作用, 电磁波的传输可分为下列五类： 表面传播——无线电波沿地球表面传输。传输是全方位的。 对流层传播——较低频率的无线电波可能是直线传播(天线到天线 line-of-sight)，或以某个角度传输到电离层，由电离层返送回地面。 电离层传播——较高频率无线电波向上发射到电离层，再由电离层返送回地面。 直线传播——特高频率无线电波是以直线或从天线到天线直接传输。天线安装具有方向性，必须严格对准。另外，天线必须有一定的高度和距离，以便信号传输不受地球的曲面影响。 太空传播——利用卫星中转。电磁波被同步卫星接收，再重新转播到地面微波接收站。 * 表面传播 对流层传播 电离层传播 直线传播 太空传播 对流层 电离层 非导引传输媒体 * 地面微波 微波信号在一个方向上传输，因而适用于点到点通信。 双向通信需要两个频率。一个频率用于发送，另一个频率用于接收。 微波通信频段 在2到40 GHz之间。所使