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通訊系統/通訊介質

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訊號需要一個通道來遵循,以便它們可以從一個地方移動到另一個地方。這些通訊介質,或“通道”是像電線和天線這樣的東西,它們將訊號從一個位置傳輸到另一個位置。下面列出了一些最常見的通道。

雙絞線

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雙絞線 是一種傳輸介質,它使用兩根相互纏繞的導線形成一對。纏繞導線的概念是為了防止干擾。理想情況下,每對導線基本上接收相同數量的干擾,正負干擾,有效地抵消了干擾的影響。通常,大多數內部佈線有四對,每對都有不同的纏繞率。不同的纏繞率有助於透過使各對在彼此的參考中表現出不同的電氣特性來進一步降低串擾的可能性。如果所有對都具有相同的纏繞率,它們將在彼此的參考中電氣相同,從而導致串擾,這也稱為電容耦合。雙絞線常用於電話和資料電纜,並有各種類別和纏繞率。

雙絞線的其他變體是遮蔽雙絞線電纜。遮蔽型別的工作原理與非遮蔽型別非常相似,只是遮蔽雙絞線還在所有對或每對周圍有一層金屬箔或網狀遮蔽,以進一步遮蔽對免受電磁干擾。遮蔽雙絞線通常部署在電纜承受比正常水平更高的干擾的情況下。

同軸電纜

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另一種常見的電線型別是同軸電纜。同軸電纜(或簡稱為“同軸電纜”)是一種帶有單根資料線的電纜,周圍包裹著各種填充層和遮蔽層。最常見的同軸電纜,普通電視電纜,有一層金屬絲網包裹著填充的芯線,吸收大量的電磁干擾,並有助於確保傳輸和接收相對乾淨的訊號。同軸電纜的頻寬比雙絞線高得多,但同軸電纜也比等長雙絞線貴得多。同軸電纜的可用頻寬通常超過數百兆赫茲(與雙絞線的數百千赫茲相比)。

最初,同軸電纜用作電話網路的骨幹,因為一條同軸電纜可以透過一種稱為“頻分複用”(將在後面章節中討論)的方法承載數百個同時進行的電話呼叫。然而,最近光纖電纜已取代同軸電纜成為電話網路的骨幹,因為光纖通道可以承載更多同時進行的電話通話(一次數千個),並且比同軸電纜更不易受干擾、串擾和噪聲的影響。

光纖電纜是細小的玻璃絲,它們透過長距離傳輸光脈衝(通常是紅外光)。光纖通道通常不受常見射頻干擾的影響,並且可以非常快地傳輸難以置信數量的資料。光纖電纜主要有兩種型別:單頻電纜和多頻電纜。單頻電纜只傳輸單一頻率的雷射光,因此線路上沒有自干擾。單頻光纖電纜可以達到每秒數十億赫茲的驚人頻寬。多頻光纖電纜允許一系列頻分複用的訊號分別佔據給定的頻率範圍。但是,不同訊號之間的干擾會降低可靠資料可以傳輸的範圍。

無線傳輸

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無線傳輸系統中,訊號作為電磁波透過自由空間傳播。無線訊號由發射器發射,由接收器接收。無線系統價格低廉,因為不需要安裝電線來傳輸訊號,但無線傳輸不僅容易受到電磁干擾的影響,而且也容易受到物理干擾的影響。例如,城市中的一棟大型建築會干擾手機接收,一座大山會阻擋 AM 無線電傳輸。此外,使用 WiFi 無線網路的使用者可能已經注意到他們的無線網路訊號不能很好地穿透牆壁。

無線通訊中使用的天線主要有兩種型別,即全向定向

人們應該熟悉全向天線,因為它們無處不在:在你的汽車裡,在你的收音機上等等……全向天線是全向的,因為它們以相同(或幾乎相同)的方式向所有方向發射資料。這些天線非常適合需要向多個方向的多個接收器傳輸資料的系統(例如 FM 無線電傳輸)。此外,全向天線適用於接收器相對於發射器方向未知的系統(例如蜂窩電話系統)。

定向天線將它們的傳輸功率集中在一個狹窄的方向範圍內。定向天線的一些例子包括衛星天線和波導。定向天線的缺點是,它們需要始終指向接收器才能保持傳輸功率。當接收器和發射器不移動時,這很有用(例如,與地球同步衛星通訊時)。

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