通信技术 - 传输介质
为了使任何网络有效，必须通过某种介质将原始数据流从一个设备传输到另一个设备。 可以使用各种传输介质来传输数据。这些传输介质可以分为两种类型：
导向型 - 在导向型介质中，传输的数据通过具有固定路径的布线系统传输。例如，铜线、光纤等。
非导向型 - 在非导向型介质中，传输的数据以电磁信号的形式通过自由空间传输。例如，无线电波、激光等。
每种传输介质在带宽、速度、延迟、每比特成本、安装和维护的难易程度等方面都有其自身的优缺点。让我们详细讨论一些最常用的介质。
双绞线
铜线是用于传输信号的最常见线缆，因为它在低成本下具有良好的性能。它们最常用于电话线。但是，如果两根或多根导线放在一起，它们可能会相互干扰信号。为了减少这种电磁干扰，将一对铜线以螺旋状缠绕在一起，就像DNA分子一样。这种缠绕的铜线称为双绞线。为了减少相邻双绞线之间的干扰，每对线的缠绕率都不同。
最多25对双绞线被放在一个保护套中，形成双绞线电缆，它是电话系统和以太网网络的骨干。
双绞线电缆的优点
双绞线电缆是世界上最古老、最流行的电缆。这是由于它们提供的许多优点：
- 由于学习曲线平缓，易于找到受过培训的人员
- 可用于模拟和数字传输
- 短距离传输成本最低
- 如果网络的一部分损坏，整个网络不会瘫痪
双绞线电缆的缺点
双绞线电缆虽然有很多优点，但也有一些缺点：
- 信号在不使用中继器的情况下无法远距离传输
- 超过100米距离的误码率很高
- 非常细，因此容易断裂
- 不适合宽带连接
双绞线电缆屏蔽
为了克服双绞线电缆拾取噪声信号的趋势，电线可以通过以下三种方式进行屏蔽：
- 每对双绞线都进行屏蔽。
- 电缆中多对双绞线的集合进行屏蔽。
- 每对双绞线以及所有双绞线都进行屏蔽。
这种双绞线称为屏蔽双绞线（STP）电缆。未屏蔽而只是捆绑在保护套中的电线称为非屏蔽双绞线（UTP）电缆。这些电缆的最大长度为100米。
屏蔽会使电缆变得笨重，因此UTP比STP更受欢迎。UTP电缆用作家庭和办公室的最后一公里网络连接。
同轴电缆
同轴电缆是比双绞线电缆具有更好屏蔽性能的铜电缆，因此传输信号可以在更长的距离内以更高的速度传输。同轴电缆由以下几层组成，从最内层开始：
作为芯线的硬铜线
围绕芯线的绝缘材料
围绕绝缘体的导电材料编织网
包裹导线的保护性塑料护套
同轴电缆广泛用于有线电视连接和局域网（LAN）。
同轴电缆的优点
同轴电缆的优点包括：
优异的抗噪性
信号可以在更长的距离内以更高的速度传输，例如1公里电缆的传输速度为1到2 Gbps
可用于模拟和数字信号
与光纤电缆相比，价格便宜
易于安装和维护
同轴电缆的缺点
同轴电缆的一些缺点包括：
- 与双绞线电缆相比，价格昂贵
- 与双绞线电缆不兼容
光纤
使用光波传输数据的细玻璃或塑料线称为光纤。发光二极管（LED）或激光二极管（LD）在源端发出光波，在另一端的检测器读取光波。光纤电缆具有捆绑在一起并置于保护套中的这种线或纤维束。每根光纤由以下三层组成，从最内层开始：
由高质量石英玻璃或塑料制成的纤芯
由高质量石英玻璃或塑料制成的包层，其折射率低于纤芯
称为缓冲层的保护外层
请注意，纤芯和包层均由类似材料制成。但是，由于包层的折射率较低，任何试图逃离纤芯的散射光波都会由于全内反射而反射回纤芯。
光纤正在迅速取代电话线、互联网通信甚至有线电视连接中的铜线，因为传输的数据可以在很长的距离内传输而不会衰减。单模光纤电缆的最大段长为2公里，带宽高达100 Mbps。多模光纤电缆的最大段长为100公里，带宽高达2 Gbps。
光纤的优点
由于光纤提供的以下优点，它正在迅速取代铜线：
- 高带宽
- 不受电磁干扰
- 适用于工业和噪声环境
- 承载数据的信号可以在很长的距离内传输而不会衰减
光纤的缺点
尽管段长和带宽很高，但由于以下缺点，使用光纤可能并非对每个人都是可行的选择：
- 光纤电缆价格昂贵
- 光纤电缆的制造、安装和维护需要复杂的技术
- 光波是单向的，因此全双工传输需要两个频率
红外线
低频红外线用于非常短距离的通信，例如电视遥控器、无线扬声器、自动门、手持设备等。红外线信号可以在房间内传播，但不能穿透墙壁。然而，由于这种短距离的特性，它被认为是最安全的传输模式之一。
无线电波
使用无线电频率传输数据称为无线电波传输。我们都熟悉广播娱乐节目的无线电频道。无线电台使用发射器传输无线电波，这些无线电波由我们设备中安装的接收器接收。
发射器和接收器都使用天线来辐射或捕获无线电信号。这些无线电频率也可用于在分配的范围内进行直接语音通信。此范围通常为10英里。
无线电波的优点
无线电波传输的一些优点包括：
- 廉价的信息交换方式
- 无需获取土地铺设电缆
- 设备的安装和维护成本低廉
无线电波的缺点
无线电波传输的一些缺点包括：
- 不安全的通信介质
- 容易受到天气变化的影响，如雨、雷暴等。