有线传输技术

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2. 2双绞线概述
2. 2. 1双绞线的结构
双绞线是由一对带有绝缘层的铜线，以螺旋的方式缠绕在一起所构成的。 通常的双绞线电缆是由一对或多对这样的双绞线对所组成的，如图2. 1 所示。绝缘材料使两根线中的金属导体不会因为互碰而导致电路短路。 双绞线通常用于传输平衡信号，也就是说，在两条导线上同时传输信号， 它们分别携带的信号的相位相差1800。外界的电磁干扰给两条导线带来 的影响将相互抵消，从而使信号不至于迅速衰减。螺旋状的结构也有助 于抵消电流流经导线过程中有可能增大的电容。而如果是两根平行的导 线就会形成一副天线，不存在这种抵消效应。多对双绞线通常被捆扎起 来，并外敷保护层。这样，成捆的电缆就可以被掩埋起来。
(2)误码率:高误码率的传输环境下，肯定会要求使用更为复杂、更为有 效的检纠错技术。
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2. 1传输介质
(3)信号的传输距离:不同的传输介质对信号传输具有不同的衰减，当有 用信号的强度衰减至一定水平之下时，就必须以某种形式进行信号的再 生与放大，以保证接收端的正常工作。光纤通信中的光中继器、微波通 信中的中继站，都是为了完成这一目的而设立的。
2. 1. 2传输介质与传输技术的设计
传输介质只有被相应的传输技术所使用，才能够体现为可供上层业务所 使用的信道，由于传输介质是与传输技术紧密结合的，因此，设计传输 技术就必须考虑并充分利用传输介质本身固有的特点，传输介质的各种 特征对设计传输技术会有不同的影响，以下分别说明。
(1)带宽:也就是可供使用的频谱宽度。高带宽的传输介质可以承载较高 的比特率，例如光纤。如果传输介质的带宽会受到其他因素的影响而改 变，那么还必须针对这些情况，设计不同的传输技术。
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2. 2双绞线概述
与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等 方面均受到一定限制，但价格较为低廉。很长一段时间以来，双绞线一 直被广泛用于电话通信以及局域网建设中，是综合布线工程中最常用的 一种传输介质。
虽然双绞线主要是用来传输模拟声b信息的，但同样适用于数字信号的 传输，特}!1适用于较短距离的信息传输。但是在传输期间，信号的衰减 比较大，并且产生波形畸变。采用双绞线的局域网的带宽取决于所用导 线的质量及传输技术。
传输能力越强。 (3)导线单位长度绕数:表示了导线螺旋缠绕的紧密程度，单位长度内的
绕数越多，对干扰的抵消作用就越强。 (4)屏蔽措施:屏蔽措施越好，抗干扰的能力就越强。根据双绞线是否带
有金属封条的屏蔽层可以把双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞 线(STP)，如图2. 2所示。
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第2章 有线传输技术
5 2 .5 光纤和光缆 6 2 .6 光端机 73 2.7 光放大器· 8 2 .8 光波分复用技术
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2. 1传输介质
传输介质是连接通信设备，并为通信设备之间提供信息传输的物理通道， 是信息传输的实际载体。从本质上讲，有线通信与无线通信中的信号传 输，都是电磁波在不同介质中的传播过程，在这一过程中对电磁波频谱 的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。理论上，任何频率的 信号都可以用作通信，但实际上，我们仍然是根据业务要求、传播特性 等因索来有选择地使用电磁波的频段。本章将介绍双绞线、同轴电缆、 光纤、光缆等常见的有线传输技术。
(3)光纤:光纤也是一种有线介质，它可以提供高达太赫兹级别的带宽， 而且误码率非常低，但缺点是安装复杂，需要专业的人员和专业的设备。 目前，光纤主要应用于骨干网络中。
表2. 1给出了不同通信技术对电磁波频谱的使用，以及不同电磁波频谱 所对应的传输介质和典型应用。
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2. 1传输介质
2. 2. 2双绞线的特征
对于各种类型双绞线，区分和评价的特征主要包括:导线直径、含铜量、 导线单位长度绕数、屏蔽措施等。
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2. 2双绞线概述
这些因索的综合作用决定了双绞线的传输速率和传输距离。 (1)导线直径:即铜导线的直径，一般直径越大，传输能力越强。 (2)含铜量:直观的表现就是导线的柔软程度，越柔软的导线含铜量越高，
(2)无线介质:无线介质在使用中可以划分为可见光、微波、紫外、红外 等频段。
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2. 1传输介质
虽然存在部分不授权就可以使用的频段，如340／433 MHz,2.4GHz等， 但大多数无线频段是需要经过授权甚至是购买之后才可以使用的。例如， 在目前的第三代移动通信网络建设中，很多网络运营商花费了数百亿元 来购买运营牌照，即是购买相应频段的使用权，而最终这些成本都是要 由用户来承担的。
(4)安全:不同的传输介质有不同的安全等级，通信中的加密和认证都是 必不可少的，但不同复杂度的加密与认证技术在传输代价、时间代价等 方面有很大差异，因此必须为各种传输介质选用最为合适的安全保证技 术。
需要说明的是，以上几方面的影响不是独立存在的，它们经常互相作用。 例如，更可靠的检纠错技术会占用更多的比特位，因此也就会减少可供 有用信号使用的带宽。因此，在设计传输技术时必须综合考虑各种因索 的影响，实用的传输技术常常是考虑各种因索影响的折中体现。
2. 2双绞线概述
理论上，屏蔽双绞线的传输性能更好，但在实际的使用中，屏蔽双绞线 对于工程安装的要求较高，而且如果金属屏蔽层的接地不好，有些条件 下其性能甚至还不如非屏蔽双绞线。因此，被广泛使用的实际上是非屏 蔽双绞线。
2.1.1传输介质的分类
很多介质都可以作为通信中使用的传输介质，但这些介质本身有着不同 的属性，适用于不同的环境条件。同时通信业务本身也会对传输介质的 使用提出不同的要求。
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2. 1传输介质
因此，在实际环境中存在着多种多样的传输介质，以下是3类常见的传 输介质。
(1)有线电缆:通信中常见的有线电缆包括非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和 同轴电缆等。有线电缆的优点是成本低、安装简单;缺点是频谱有限，而 且安装之后不便移动。电缆是有线通信中(例如接入网络中)最常见的传 输介质。另外一方面，使用无线介质的显著优点是建网快捷且移动性、 支持好，其缺点是频谱宽度还要低于电缆。此外，使用无线介质的成本 有时要远高于使用有线介质。