2.6 数据通讯媒体
2.6.1 双绞线
2.6.2 同轴电缆
2.6.3 光缆
2.6.4 自由空间
第 2章 数据通信
2
2.6.1 双绞线
把两根互相绝缘的铜导线用规则的方法扭绞起来就构成了
双绞线,如图 2.24所示。
互绞可以使线间及周围的电磁干扰最小 。电话系统中使用
双绞线较多，差不多所有的电话都用 双绞线连接到电话交换
机。通常由一对或多对双绞线组成，在其外面包上硬的护套。
图 2.24 双绞线
第 2章 数据通信
3
2.6.1 双绞线
双绞线用于模拟传输或数字传输,其通信距离一般为几公
里到十几公里。对于模拟传输，当传输距离太长时要加放大
器，以将衰减了的信号放大到合适的数值。对于数字传输则
要加中继器，以将失真了的数字信号进行整形放大。
双绞线主要用于点到点的连接,如星形拓扑结构的局域网
中，计算机与集线器 Hub之间常用双绞线来连接，但其长度
不超过 100米。双绞线也可用于多点连接。作为一种多点传
输介质，它比同轴电缆的价格低，但性能要差一些。
双绞线按其是否有屏蔽，可分为 屏蔽双绞线 和 无屏蔽双绞
线 。双绞线还可以按其电气特性进行分级或分类。电气工业
协会 /电信工业协会（ EIA/TIA） 将其定义为 7种型号 。 局域
网中常用第 5类和第 6类双绞线，它们都为无屏蔽双绞线，均
由 4对双绞线构成一条电缆。
第 2章 数据通信
4
2.6.2 同轴电缆
同轴电缆由 内导体铜质芯线, 绝缘层,网状编织的 外导体
屏蔽层 以及 保护塑料 外层所组 成,如图 2.25 所示。
这种结构中的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁波，
也可用来 防止外界电磁场干扰中心导体的信号，因而具有很
好的抗干扰特性，被广泛用于较高速率的 数据传输。
通常按特性阻抗数值的不同，将其分为 基带同轴电缆
（ 50?同轴电缆）和 宽带同轴电缆 （ 75?同轴电缆）。
图 2.25 同轴电缆
第 2章 数据通信
5
2.6.2 同轴电缆
基带同轴电缆 的特性阻抗为 50 ?,仅用于传输数字信号，并
使用曼彻斯特编码方式和基 带传输方式，即直接把数字信号
送到传输介质上，无需经过调制，故把这种电缆称为 基带同
轴电缆 。
宽带同轴电缆 的特性阻抗为 75 ?,带宽可达 300～ 500MHz,
用于传输模拟信号。它是公用天线电视系统 CATV 中的标准
传输电缆，目前在有线电视中广为采用。在这种电缆上传送
的信号采用了频分多路复用的宽带信号，故 75 ?同轴电缆又
称为 宽带同轴电缆 。
第 2章 数据通信
6
2.6.3 光缆
光导纤维电缆，简称 光缆,是网络传输介质中性能最好、
应用前途广泛的一种。以金属 导体为核心的传输介质，其所
能传输的数字信号或模拟信号，都是电信号。而 光纤则只能
用光脉冲形成的数字信号进行通信 。有光脉冲相当于 1,没有
光脉冲相当于 0。
光纤通常由极透明的石英玻璃拉成细丝作为纤芯, 外面分
别有 包层, 吸收外壳 和 防护层 等构成,图 2.26是一根光纤剖
面的示意图 。
图 2.26 光纤剖面的示意图
第 2章 数据通信
7
2.6.3 光缆
包层较纤芯有较低的折射率 。 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,如图 2.27
（ a）所示。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，
即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复，光
也就沿着光纤向前传输。图 2.27（ b）画出了光波在纤芯中
传输的示意图。
图 2.27 光线射入到光缆和包层界面时的情况
第 2章 数据通信
8
2.6.3 光缆
典型的光纤传输系统的结构 如图 2.28 所示。
光纤传输速率可达几千 Mbps。目前投入使用的光纤在几公里范围
内速率可达几百 Mbps。在 1km范围内，能以 1000Mbps的速率发送
数据，大功率的激光器可以驱动 100km长的光纤而不带中继器。
图 2.28 光缆传输系统结构示意图
第 2章 数据通信
9
2.6.4 自由空间
1,微波信道和卫呈信道
（ 1）微波信道
微波通信 是把微波信号作为载波信号, 用被传输的模拟信
号或数字信号来调制它, 故微波通信是模拟传输 。
由于微波的频率很高, 故可同时传输大量信息。又由于微
波能穿透电离层而不反射到地面, 故只能使微波沿地球表面
由源向目标直接发射。微波在空间是直线传播, 而地球表面
是个曲面, 因此其传播距离受到限制, 一般只有 50km左右。
但若采用 100m高的天线塔, 则距离可增大到 l00km。 此外,
因微波被地表吸收而使其传输损耗很大。
第 2章 数据通信
10
2.6.4 自由空间
（ 2）卫星信道
为了增加微波的传输距离，应提高微波收发器或中继站的
高度 。当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通
信系统，如图 2.29所示。 例如可以利用位于 36000km高的
人造同步地球卫星作为中继器，进行微波通信。
图 2.29 卫星微波通信
地面接收 /发送站
第 2章 数据通信
11
2.6.4 自由空间
2,红外线信道和激光信道
（ 1）红外线信道
红外线 是一种较新的无线传输介质，它利用红外线来传输
信号。常见于电视机等家电中的红外线遥控器，在发送端设
有红外线发送器，接收端有红外线接收器。发送器和接收器
可任意安装在室内或室外，但需使它们处于视线范围内，即
两者彼此都可看到对方，中间不允许有障碍物。
第 2章 数据通信
12
2.6.4 自由空间
（ 2）激光信道
在空间传播的激光束可以调制成
光脉冲以传输数据，和地面微波或
红外线一样，可以在视野范围内安
装两个彼此相对的 激光发射器 和 接
收器 进行通信，如图 2.30所示。
激光通信与红外线通信一样是全
数字的，不能传输模拟信号 ；激光
也具有高度的方向性，从而难于窃
听、插入数据及干扰；激光同样受
环境的影响，特别当空气污染、下
雨下雾、能见度很差时，可能使通
信中断。
图 2.30 激光通信
2.6.1 双绞线
2.6.2 同轴电缆
2.6.3 光缆
2.6.4 自由空间
第 2章 数据通信
2
2.6.1 双绞线
把两根互相绝缘的铜导线用规则的方法扭绞起来就构成了
双绞线,如图 2.24所示。
互绞可以使线间及周围的电磁干扰最小 。电话系统中使用
双绞线较多，差不多所有的电话都用 双绞线连接到电话交换
机。通常由一对或多对双绞线组成，在其外面包上硬的护套。
图 2.24 双绞线
第 2章 数据通信
3
2.6.1 双绞线
双绞线用于模拟传输或数字传输,其通信距离一般为几公
里到十几公里。对于模拟传输，当传输距离太长时要加放大
器，以将衰减了的信号放大到合适的数值。对于数字传输则
要加中继器，以将失真了的数字信号进行整形放大。
双绞线主要用于点到点的连接,如星形拓扑结构的局域网
中，计算机与集线器 Hub之间常用双绞线来连接，但其长度
不超过 100米。双绞线也可用于多点连接。作为一种多点传
输介质，它比同轴电缆的价格低，但性能要差一些。
双绞线按其是否有屏蔽，可分为 屏蔽双绞线 和 无屏蔽双绞
线 。双绞线还可以按其电气特性进行分级或分类。电气工业
协会 /电信工业协会（ EIA/TIA） 将其定义为 7种型号 。 局域
网中常用第 5类和第 6类双绞线，它们都为无屏蔽双绞线，均
由 4对双绞线构成一条电缆。
第 2章 数据通信
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2.6.2 同轴电缆
同轴电缆由 内导体铜质芯线, 绝缘层,网状编织的 外导体
屏蔽层 以及 保护塑料 外层所组 成,如图 2.25 所示。
这种结构中的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁波，
也可用来 防止外界电磁场干扰中心导体的信号，因而具有很
好的抗干扰特性，被广泛用于较高速率的 数据传输。
通常按特性阻抗数值的不同，将其分为 基带同轴电缆
（ 50?同轴电缆）和 宽带同轴电缆 （ 75?同轴电缆）。
图 2.25 同轴电缆
第 2章 数据通信
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2.6.2 同轴电缆
基带同轴电缆 的特性阻抗为 50 ?,仅用于传输数字信号，并
使用曼彻斯特编码方式和基 带传输方式，即直接把数字信号
送到传输介质上，无需经过调制，故把这种电缆称为 基带同
轴电缆 。
宽带同轴电缆 的特性阻抗为 75 ?,带宽可达 300～ 500MHz,
用于传输模拟信号。它是公用天线电视系统 CATV 中的标准
传输电缆，目前在有线电视中广为采用。在这种电缆上传送
的信号采用了频分多路复用的宽带信号，故 75 ?同轴电缆又
称为 宽带同轴电缆 。
第 2章 数据通信
6
2.6.3 光缆
光导纤维电缆，简称 光缆,是网络传输介质中性能最好、
应用前途广泛的一种。以金属 导体为核心的传输介质，其所
能传输的数字信号或模拟信号，都是电信号。而 光纤则只能
用光脉冲形成的数字信号进行通信 。有光脉冲相当于 1,没有
光脉冲相当于 0。
光纤通常由极透明的石英玻璃拉成细丝作为纤芯, 外面分
别有 包层, 吸收外壳 和 防护层 等构成,图 2.26是一根光纤剖
面的示意图 。
图 2.26 光纤剖面的示意图
第 2章 数据通信
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2.6.3 光缆
包层较纤芯有较低的折射率 。 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,如图 2.27
（ a）所示。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，
即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复，光
也就沿着光纤向前传输。图 2.27（ b）画出了光波在纤芯中
传输的示意图。
图 2.27 光线射入到光缆和包层界面时的情况
第 2章 数据通信
8
2.6.3 光缆
典型的光纤传输系统的结构 如图 2.28 所示。
光纤传输速率可达几千 Mbps。目前投入使用的光纤在几公里范围
内速率可达几百 Mbps。在 1km范围内，能以 1000Mbps的速率发送
数据，大功率的激光器可以驱动 100km长的光纤而不带中继器。
图 2.28 光缆传输系统结构示意图
第 2章 数据通信
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2.6.4 自由空间
1,微波信道和卫呈信道
（ 1）微波信道
微波通信 是把微波信号作为载波信号, 用被传输的模拟信
号或数字信号来调制它, 故微波通信是模拟传输 。
由于微波的频率很高, 故可同时传输大量信息。又由于微
波能穿透电离层而不反射到地面, 故只能使微波沿地球表面
由源向目标直接发射。微波在空间是直线传播, 而地球表面
是个曲面, 因此其传播距离受到限制, 一般只有 50km左右。
但若采用 100m高的天线塔, 则距离可增大到 l00km。 此外,
因微波被地表吸收而使其传输损耗很大。
第 2章 数据通信
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2.6.4 自由空间
（ 2）卫星信道
为了增加微波的传输距离，应提高微波收发器或中继站的
高度 。当将微波中继站放在人造卫星上时，便形成了卫星通
信系统，如图 2.29所示。 例如可以利用位于 36000km高的
人造同步地球卫星作为中继器，进行微波通信。
图 2.29 卫星微波通信
地面接收 /发送站
第 2章 数据通信
11
2.6.4 自由空间
2,红外线信道和激光信道
（ 1）红外线信道
红外线 是一种较新的无线传输介质，它利用红外线来传输
信号。常见于电视机等家电中的红外线遥控器，在发送端设
有红外线发送器，接收端有红外线接收器。发送器和接收器
可任意安装在室内或室外，但需使它们处于视线范围内，即
两者彼此都可看到对方，中间不允许有障碍物。
第 2章 数据通信
12
2.6.4 自由空间
（ 2）激光信道
在空间传播的激光束可以调制成
光脉冲以传输数据，和地面微波或
红外线一样，可以在视野范围内安
装两个彼此相对的 激光发射器 和 接
收器 进行通信，如图 2.30所示。
激光通信与红外线通信一样是全
数字的，不能传输模拟信号 ；激光
也具有高度的方向性，从而难于窃
听、插入数据及干扰；激光同样受
环境的影响，特别当空气污染、下
雨下雾、能见度很差时，可能使通
信中断。
图 2.30 激光通信
