带你捋捋常见的传输介质，快去看看你家的入户光纤长啥样吧？

原创网工阿城网络工程师笔记

前言

前面两章介绍了TCP/IP分层模型从零开始学网络｜搞懂OSI参考模型和TCP/IP分层模型，看这篇文章就够了以及数据的转发是在TCP/IP分层模型下使用封装和解封装技术实现的从零开始学网络｜一篇文章告诉你平时发送的消息是如何在网络中转发的。

今天起，我打算按照TCP/IP分层模型至下而上给大家介绍每层的协议内容，让大家有体系的去学习网络知识。本篇文章主要就介绍物理层关注的传输介质。

我们知道数据的转发除了依赖网络设备，还需要传输介质的。

那么什么是传输介质？有哪些常用的传输介质（如同轴电缆、双绞线和光纤等）呢？不同的传输介质有什么区别呢？用户对传输介质的要求是啥呢？（我们当然希望传输距离越远越好，传输的速度越快越好）可是现实情况是怎么样的呢？下面我们一起看看吧！

正文

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什么是传输介质

网络传输介质是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。

不同的传输介质具有不同的特性，这些特性直接影响到通信的诸多方面，如线路编码方式、传输速度和传输距离；

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传输介质分类

常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质

有线传输介质

有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方，有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号，光纤传输光信号。

同轴电缆：

同轴电缆是一种早期使用的传输介质，同轴电缆的标准分为两种，10BASE2和10BASE5。这两种标准都支持10Mbps的传输速率，最长传输距离分别为185米和500米。一般情况下，10Base2同轴电缆使用BNC接头，10Base5同轴电缆使用N型接头。

现在，10Mbps的传输速率早已不能满足目前企业网络需求，因此同轴电缆在目前企业网络中很少应用。这两种以太网已基本被淘汰，企业网中也几乎不再使用它们。

双绞线：

双绞线由两条互相绝缘的铜线组成，其典型直径为1mm。这两条铜线拧在一起，就可以减少邻近线对电气的干扰。双绞线即能用于传输模拟信号，也能用于传输数字信号，其带宽决定于铜线的直径和传输距离。

与同轴电缆相比双绞线（Twisted Pair）具有更低的制造和部署成本，因此在企业网络中被广泛应用。

双绞线可分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)和非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP)。屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层，可以屏蔽电磁干扰。

双绞线有很多种类型，不同类型的双绞线所支持的传输速率一般也不相同。

例如，3类双绞线支持10Mbps传输速率；5类双绞线支持100Mbps传输速率，满足快速以太网标准；超5类双绞线及更高级别的双绞线支持千兆以太网传输。

双绞线使用RJ-45接头连接网络设备。为保证终端能够正确收发数据，RJ-45接头中的针脚必须按照一定的线序排列。

线序：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕

光纤：

光纤是由纯石英玻璃制成的。纤芯外面包围着一层折射率比芯纤低的包层，包层外是一塑料护套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。光纤的传输速率可达100Gbit/s.

双绞线和同轴电缆传输数据时使用的是电信号，而光纤传输数据时使用的是光信号。

光纤支持的传输速率包括10Mbps，100Mbps，1Gbps，10Gbps，甚至更高。

根据光纤传输光信号模式的不同，光纤又可分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤只能传输一种模式的光，不存在模间色散，因此适用于长距离高速传输。

如下图所示：黄色为单模光纤。

多模光纤允许不同模式的光在一根光纤上传输，由于模间色散较大而导致信号脉冲展宽严重，因此多模光纤主要用于局域网中的短距离传输。

如下图所示：橙色为多模光纤。

光纤连接器，也就是接入光模块的光纤接头，光纤连接器种类很多，常用的连接器包括ST，FC，SC，LC连接器。

光纤接口连接器的种类

不是经常接触光纤的人可能会误以为GBIC和SFP模块的光纤连接器是同一种，其实不是的。SFP模块接LC光纤连接器，而GBIC接的是SC光纤光纤连接器。下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行详细的说明：

① FC型光纤连接器：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)

② SC型光纤连接器："SC"接头是标准方型接头，它的外壳呈矩形，紧固方式是采用插拔销闩式，不须旋转，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。连接GBIC光模块的连接器，传输设备侧光接口一般用SC接头。(路由器交换机上用的最多)

③ ST型光纤连接器：常用于光纤配线架，外壳呈圆形，紧固方式为螺丝扣。(对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型。常用于光纤配线架)

④ LC型光纤连接器：连接SFP模块的连接器，"LC"接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。(通常应用在企业级路由器、交换机及传输设备的互联)，如下图所示；

以上是四种常见的光纤接头，目前FTTH（光纤到家）基本普及，家里的的光纤通常是米黄色的皮线光缆，皮线光缆的接头一般是SC接头，如果接头损坏，可以通过冷接工具进行更换。快去看看你家的光纤接头吧！

无线传输介质

无线传输介质指我们周围的自由空间。我们利用无线电波在自由空间的传播可以实现多种无线通信。在自由空间传输的电磁波根据频谱可将其分为无线电波、微波、红外线、激光等，信息被加载在电磁波上进行传输。

无线传输的介质有：无线电波、红外线、微波、卫星和激光。

无线传输的优点在于安装、移动以及变更都较容易，不会受到环境的限制。但信号在传输过程中容易受到干扰和被窃取，且初期的安装费用较高。

微波传输：

微波是频率在10的8次方~10的10次方Hz之间的电磁波。在100MHz以上，微波就可以沿直线传播，因此可以集中于一点。通过抛物线状天线把所有的能量集中于一小束，便可以防止他人窃取信号和减少其他信号对它的干扰，但是发射天线和接收天线必须精确地对准。由于微波沿直线传播，所以如果微波塔相距太远，地表就会挡住去路。因此，隔一段距离就需要一个中继站，微波塔越高，传的距离越远。微波通信被广泛用于长途电话通信、监察电话、电视传播和其他方面的应用。

红外线：

红外线是频率在10的12次方~10的14次方Hz之间的电磁波。无导向的红外线被广泛用于短距离通信。电视、录像机使用的遥控装置都利用了红外线装置。红外线有一个主要缺点：不能穿透坚实的物体。但正是由于这个原因，一间房屋里的红外系统不会对其他房间里的系统产生串扰，所以红外系统防窃听的安全性要比无线电系统好。正因为于此应用红外系统不需要得到政府的许可。