1.1.2 网络传输媒介
在通信网络中,目前常用的信息传输媒介有很多种,如双绞线传输(电话线)、微波传输、卫星传输、同轴电缆传输、无线传输、光波传输等。这里简单介绍最常见的以导线、无线电波和光波为媒介的3种传输方式。
(1)导线传输
用普通的铜芯导线作为信息传输媒介(如电话网),应用广泛,历史悠久。在铜导线类媒介中,有两种最常见的类型:一是平行双导线,彼此是相互绝缘的,它们对自由空间是开放的;二是双绞线(TP,Twisted Pair)传输。双绞线是把两根导线紧紧地绞合在一起。外部干扰源对双绞线产生的干扰被两根线同时接收,结果使所产生的感应信号有一部分被抵消而大为减弱,因而双绞线比平行双导线具有较好的抗干扰能力。同样,双绞线对外界的干扰也比平行双导线小。有的双绞线外部还加上了屏蔽层,可进一步减少外来信号的干扰。为了节省成本,大部分双绞线是不加屏蔽的,如在计算机联网中应用十分广泛的非屏蔽双绞线(UTP,Unshielded TP)。
(2)无线传输
利用有线方式组网传输往往因地理环境或流动性等原因不容易实现。此时,采用无线传输,以无线电波作为传输媒介便可以有效地克服这些不足,实现无线数据通信的组网,如移动通信网,中波、短波、超短波通信网,微波中继通信网等。目前,无线数据网有以地面区域和蜂窝服务设计的网络,也有以微小区设计的局域或广域计算机网。
移动通信网是最大的无线传输网络,现处在第2代(2G,2nd Generation)、第3代(3G,3rd Generation)和第4代(4G,4th Generation)移动通信并存的阶段。尽管4G正在普及阶段,但对第5代(5G,5th Generation)移动通信的研究、开发和实验早已开始。
(3)光波传输
与无线电波相似,光在本质上也是一种电磁波,能承载用户信息,只是它的波长要比普通的电磁波波长短得多(约10-3~10-7m)。光波若被限制在光纤中传输,即常见的光纤传输系统。光纤是光导纤维(Optical Fiber)的简称,它由纤芯和包层两部分组成。由于纤芯和包层的折射率不同,纤芯的折射率大于包层的折射率,因此进入光纤的激光光波会沿着纤芯传播。光纤传输的优点是速率高、距离远、抗干扰能力强。速率高是由于光波频率很高,以波长为1.3 mm的光纤为例,传输速率可达200 Gbit/s;传输距离远是因为光在光纤中传输的衰减很小,一般光纤的无中继传输距离可达几十到上百千米,甚至更长;抗干扰能力强是因为光纤是非金属光导纤维,不会产生电磁感应,能在强电磁干扰环境中很好地工作。在光纤传输中,真正起通信媒介作用的是被光纤约束、沿着光纤传播的光波,其波长范围为700~1 700 nm。如果没有光纤约束,就可形成另一种以光波为媒介的自由空间的光通信(Optical Communication)方式,这种方式近年来发展比较快。