传输媒体

传输媒体是信号传播的物理路径。它不属于计算机网络体系结构的层次，但物理层接口必须适配媒体的电气、光学、频率、距离等约束，因此传输媒体通常放在物理层中讨论。

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传输媒体分为两类：

导引型传输媒体

导引型传输媒体提供明确的物理路径。双绞线、同轴电缆和光纤都属于导引型传输媒体，但它们使用的信号形式、抗干扰方式和适用场景不同。

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双绞线由两根互相绝缘的铜导线按一定密度绞合而成。绞合的作用是让一对导线受到的外界电磁干扰尽量相近，使差分接收时能抵消一部分干扰。

双绞线分为：

双绞线常按类别描述能力，例如 5 类、超 5 类、6 类、7 类。类别越高，通常可支持的频率带宽越大、串扰控制越好，适合更高的数据传输速率。

速率不是只由线缆类别决定

双绞线链路的实际速率还与编码方法、收发设备、传输距离、接口标准和电磁环境有关。线缆类别只是链路能力的一部分。

## 同轴电缆

同轴电缆由内导体、绝缘层、外导体屏蔽层和外护套构成。内导体和外导体共轴，外导体屏蔽层能降低外界电磁干扰。

同轴电缆曾用于早期以太网和有线电视系统。它的抗干扰能力强于普通铜线，但布线、维护和组网灵活性不如双绞线。

光纤使用光脉冲传递信息。可以用“有光脉冲”表示 1，用“无光脉冲”表示 0。光纤由纤芯和包层组成，纤芯折射率高于包层，使光在边界处发生全反射并沿纤芯传播。

光纤的主要优点：

光纤的主要代价是连接、割接、光电转换接口对设备和施工要求较高。

光纤可分为多模光纤和单模光纤：

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以太网物理层标准名通常能直接读出速率、信号方式和传输介质。例如 10BASE-T 可以拆成三部分：

常见后缀的含义：

标准	传输介质	典型含义	常见网络形态
`10BASE-5`	粗同轴电缆	`5` 表示单段最大长度约 500 m，10表示带宽 10 Mb/s	早期总线型共享式以太网
`10BASE-2`	细同轴电缆	`2` 近似表示单段最大长度约 200 m，实际约 185 m	早期总线型共享式以太网
`10BASE-T`	双绞线	`T` 表示 Twisted Pair	使用集线器或交换机的星型以太网
`10BASE-F`	光纤	`F` 表示 Fiber	使用光纤链路的以太网

这些标准名描述的是物理层特征。比如 10BASE-T 说明链路速率、基带传输和双绞线介质。

Note

经典 10 Mb/s 以太网在物理层常使用曼彻斯特编码。曼彻斯特编码有自同步能力，但每个比特周期中间都要发生跳变，因此对带宽要求较高。

# 非导引型传输媒体

非导引型传输媒体使用自由空间传播电磁波。它不需要铺设从发送端到接收端的实体线路，但会受到频谱许可、遮挡、天气、距离、方向性和安全性的影响。

微波频率高、容量大，但主要沿直线传播。地面微波接力通信需要相邻站点之间尽量视距传播，适合跨越山区、江河等难以铺设有线线路的场景。

它的限制也来自直线传播：站点之间不能有明显遮挡，恶劣天气可能影响传输质量，多条反射路径还可能造成失真。

卫星通信用人造卫星作为中继站。同步地球卫星距离地面约 $36000\text{ km}$，覆盖范围大，通信距离远，通信费用与地面距离关系不大。

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同步卫星链路的突出缺点是传播时延大。地球站经同步卫星到另一地球站的单程传播时延通常约 $250\sim300\text{ ms}$，常取 $270\text{ ms}$。交互式业务会明显感受到这种时延。