通信工程师传输与接入考试传输介质

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2.1  传输介质
2.1.1  基本概念
所谓传输介质，是指传输信号的物理通信线路。任何数据在实际传输时都会被转换成电信号或光信号的形式在传输介质中传输，数据能否成功传输则依赖于两个因素：被传输信号本身的质量和传输介质的特性。
1865年，英国物理学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell)首次预言电子在运动时会以电磁波的形式沿导体或自由空间传播。1887年，德国物理学家赫兹通过实验证明了麦克斯韦电磁场理论的正确性，该理论奠定了现代通信的理论基础。
就信号而言，无论是电信号还是光信号，本质都是电磁波。实际中用来传输信息的信号都由多个频率成分组成。信号包含的频率成分的范围称为频谱，而信号的带宽就是频谱的绝对宽度。由于信号所携带的能量并不是在其频谱上均匀分布的，因此又引入了有效带宽的概念，它指包含信号主要能量的那一部分带宽。例如，人的语音频率大多数在100～8000 Hz范围内，但其主要能量集中在300～3400 Hz范围内，因此话音信号的有效带宽为3100 Hz。如不加说明，带宽通常均指有效带宽。
就传输介质的特性而言，其对信号传输不利的一个物理限制是：现实中任何给定波形的信号都含有相当宽的频谱范围，尤其是数字波形，它们都包含无限的带宽，但同时任何一种传输媒介都只能容纳有限带宽的信号。换句话说，传输介质也有带宽，其工作特性就像一个带通滤波器，在一定的距离内，如信号带宽不超过传输媒介的有效传输带宽，则信号将被可靠地传输，否则，信号将在很短的传输距离内快速衰减，造成畸变。
简单来说，可以用传输介质的有效传输距离和带宽来衡量其质量，其中传输距离与带宽成反比，同时带宽越宽，成本越高。而在数字传输中，具有一定带宽的传输介质的最大传输速率与信号的调制方式也紧密相关。另一方面，不同的传输介质都有自己的传输特性，因此传输介质的选择，应从性能、成本、适用场合等方面综合考虑。

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