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LAN的媒体

导读:
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LAN常用的媒体有同轴电缆、双绞线和光缆,以及在无线LAN情况下使用的辐射媒
体。LAN技术在发展过程中,首先使用的是粗同轴电缆,其直径近似13 mm(1/2英寸),
特性阻抗为50欧姆。由于这种电缆很重,缺乏挠性以及价格高等问题,随后出现了细缆,
其直径为6.4mm(1/4英寸),特性阻抗也是50欧姆。使用粗缆构成的Ethernet称为粗缆
Ethernet,使用细缆的Ethernet称为细缆Ethernet。在80年代后期广泛采用了双绞线作为
传输媒体的技术,既10Base-T以及其他LAN实现技术。为将LAN的范围进一步扩大,随
后又出现了10Base-F这种技术是使用光纤构成链路段,使用距离可延长到2km但速率仍为
10Mbps。FDDI则是与IEEE802.3、802.4和802.5完全不同的新技术,构成FDDI的媒体,不仅是
光纤,而且访问媒体的机制有了新的提高,传输速率可达100Mbps。下面就这些实现技术所用
的媒体逐一进行讨论。
  1.同轴电缆
  同轴电缆由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的金属屏蔽网和最外层的护套组成,如图
7 所示。这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场,也可用来防止外界电磁场
干扰中心导体的信号。

图7


  在LAN技术中。常用的同轴电缆有下述几种:
  1、RG-8和RG-11,通常用来实现粗缆Ethernet。
  2、RG-58,通常用来实现细缆Ethernet。
  3、RG-59,通常用来实现电视传输,其阻抗为75欧姆,也可用于宽带数据网络。
  4、RG-62,ARCnet用来连接IBM3270终端的93欧姆的同轴电缆。

  2.双绞线
  双绞线是由相互按一定扭距绞合在一起的类似于电话线的传输媒体,每根线加绝缘层并
有色标来标记,如图 8所示。成对线的扭绞旨在使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小。双绞
线按其电气特性而进分级或分类。

图8


  EIA/TIA(电气工业协会/电信工业协会)第一类双绞线通常在LAN技术中不使用,主
要用于模拟话音。
  EIA/TIA第二类可用于综合业务数据网(数据),数字话音IBM3270等。这两类双绞线在
LAN技术中很少使用。
  EIA/TIA第三类双绞线是一种24WG的四对不屏蔽双绞线,符合EIA/TIA568标准中确定
的100欧姆水平步线电缆的要求,可用来进行10Mbps和IEEE802.3 10Base-T的话音和数据
传输。
  EIA/TIA第四类双绞线在性能上比第三类有一定改进,适用于包括16Mbps令牌环局域网在
内的数据传输速率。其传输特性满足EIA/TIA Technical Services Bulletin 定义的第四类
电缆的规范,也满足NEMA和UL Twisted-pair Qualification Program定义的规范这类双绞
线可以是UTP,也可以是STP。
  EIA/TIA第五类双绞线是24AWG的4对电缆,比100欧姆低损耗电缆具有更好的传输
特性,并适用于16Mbps以上的速率,最高可达100Mbps。
  150欧姆STP是另外一种高性能屏蔽式22AWG或24AWG的电缆它支持的数据传
输速率可达100Mbps或更高,并支持600MHz频带上的全息图象。
  上述电缆的主要特性和应用如表1所示

描述性名称 参考 应用
  EIA/TIA类1 简单老式电话服务
模拟话音
数字话音
  EIA/TIA类2 ISDN(数据)1.44Mb/s
T1:1.544Mb/s
数字话音
IBM 3270
IBM system/3x
AS/400
100欧姆UTP EIA/TIA类3
NEMA 100-24-LL
UL Level III
10Base-T
4Mb/s
IBM3270,3X,AS/400
ISDN话音
100欧姆低损耗 EIA/TIA类4
NEMA 100-24-LL
UL Level IV
10Base-T
16Mb/s令牌环
100欧姆
Extended Frequency
EIA/TIA 5
NEMA 100-240-XF
UL Level V
10Base桾
16Mb/s令牌环
150欧姆STP EIA/TIA 150欧姆STP
NEMA 150-22-LL
16 Mb/s令牌环
100 Mb/s LAN
全息图象

 3.光缆
  光缆不仅是目前可用的媒体,而且是今后若干年后将会继续使用的媒体,其主要原因是
这种媒体具有很大的带宽。光纤与电导体构成的传输媒体最基本的差别是,它的传输信息是
光束,而非电气信号。因此,光纤传输的信号不受电磁的干扰。

(a)

(b)

(c)

(d)

             图9


  光纤由单根玻璃光纤、紧靠纤心的包层以及塑料保护涂层组成,如图9(a)所示。为使用光
纤传输信号,光纤两端必须配有光发射机和接收机,如图9(b)~(d)所示光发射机执行从光信号
到电信号的转换。实现电光转换的通常是发光二极管(LED)或注入式激光二极管(ILD);实现光
电转换的是光电二极管或光电三极管。
  根据光在光纤中的传播方式,光纤有两种类型:多模光纤和单模光纤。多模光纤又根据其
包层的折射率进一步分为突变型折射率和渐变型折射率。以突变型折射率光纤作为传输媒介时,
发光管以小于临界角发射的所有光都在光缆包层界面进行反射,并通过多次内部反射沿纤心传
播。这种类型的光缆主要适用于适度比特率的场合,如图9(b)所示。
  多模突变型折射率光纤的散射通过使用具有可变折射率的纤心材料来减小,如图9(c)所示。
折射率随离开纤心的距离增加导致光沿纤心的传播好象是正弦波。将纤心直径减小到一种波长
(3-10um),可进一步改进光纤的性能,在这种情况下,所有发射的光都沿直线传播,这种光
纤称为单模光纤,如图9(d)所示。这种单模光纤通常使用ILD作为发光元件,可操作的速率
为数百Mbps。
  从上述三种光纤接受的信号看,单模光纤接收的信号与输入的信号最接近,多模渐变型次
之,多模突变型接收的信号散射最严重,因而它所获得的速率最低。

来源:   作者:  2006/9/25 16:50:53
栏目: [ 接口总线]

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