什么是传输媒介?

[拼音]：chuanshu meijie

[外文]：transmission media

信息传输所经由的空间或实体。它是电信系统的组成部分，其作用是将发信设备所发出的信息传输至收信设备。信息在媒介中传输时的特性对于通信系统的构成、特征和通信质量有重要影响。

媒介对于电磁波传播有两方面的主要影响，一是由于传播时的扩散以及媒介物的吸收或反射，使能量减弱，表现为传输损耗。损耗的大小和随时间变化的情况是媒介的重要特性。二是在媒介中传播时产生失真。例如，由于信号中不同频率成分在媒介中传输速度不同（色散效应）而造成的失真，限制了媒介的传输频率范围;或由于空间存在多径效应而使接收信号失真甚至不稳定；或由于媒介中还有其他电磁波传播，其中有人为的、也有自然界的，造成对所需信号的干扰。这些都会使收到的信号不同于原来的信号，严重时不可辨认。

按电磁波传播的方式，媒介可分为两大类：一类是收发信设备之间有导引电磁波的实体线路，如导线、同轴管、波导管或光导纤维等，电磁波沿线路传播，能量集中在导线附近或约束在导波的管内，这称为有线方式，其构成的信道称为有线信息；另一类是收发信设备之间无实体线路相连，利用电磁波在空间传播而传输信息，这称为无线方式，其构成的信道称为无线信道。

包括明线、电缆、波导、光缆等。它们传输稳定、干扰小，有较大的容量和较强的保密性。但是须敷设线缆，沿线路建设增音站以补偿线路损耗，投资大，建设时间长。因此，扩大系统容量、提高线路利用率和降低每个话路的成本，是有线通信的重要问题。有线线路有以下几种。

由一对或多对裸铜导线构成的通信线路。通常在30千赫以下提供三个双向载波话路，在30～150千赫之间提供12个双向载波话路。频率再高时，损耗和电磁辐射增加较快，频率超过150千赫只在少数情况下利用。长距离平行线对之间的相互串扰是用线对交叉技术来减弱的。电杆上所能架设的线对不多，所以明线系统容量不大，而且易受气候条件的影响。

缆芯由一对或多对相互绝缘的金属导线组成，外护套由金属或其他复合材料制成。由于芯线对地对称，故称对称电缆。线对之间的串音是通过扭绞和平衡来减弱的。对称电缆多半是埋于地下而且有外护套屏蔽，因而电磁辐射小，抗干扰和保密性能优于明线。其中，有适用于音频通信的音频电缆和适用于载波通信的高频电缆。高频电缆中一对芯线可通60或 120个单向载波电话，其最高复用频率分别为252或552千赫。对最高频率的限制主要是串音，在无需考虑串音时，复用频率还可提高。

缆芯由若干个同轴管组成，同轴管则由相互绝缘的两导体同心套置而成。由于外导体在高频时的屏蔽作用，外来的电磁干扰和同轴管间的相互串扰已减弱到可以忽略的程度。同轴电缆可在很宽的频带内保证很高的通信质量，适于用作大容量系统的传输媒介。损耗近似按


的规律变化，因此复用频率f 越高，损耗就越大，增音段距离也越短。表列出两种规格的同轴电缆的系统容量和平均增音段距离。

更大的同轴电缆(如尺寸为3.7/13.5毫米)用得不多。另外还有专门用于数字传输系统的微同轴电缆(0.7/2.9毫米)。敷设在海底的电缆往往采用单管同轴结构，外部用钢丝铠装，根据需要可在内导体中装钢绞线以增加其抗拉强度。

能传送频率极高的电磁波的金属管。50年代末期，曾研制适宜用作长距离传输媒介的圆形波导，在频率为40～110吉赫时，其损耗低于5分贝／公里。因此，它可用来构成超大容量（几万至几十万话路）的毫米波波导通信系统。但是，波导的制作和敷设的要求极高，从而限制了这种传输系统的实用和发展。

单色光可以携带的信息量极大，因此，从1960年发明激光以来，人们一直高度重视研究适于传输激光的媒介，其中最有成效的是用高纯度的石英玻璃纤维来导引光波。在单模光纤中，光波以单一的波型传输，色散失真较小，传输速率可超过10吉比／秒）。因此，单模光纤是极有希望的大容量或超大容量系统的传输媒介，但因它的芯径仅几微米，所以耦合和连接所要求的精度极高（见光纤通信）。

无线电通信已成为重要的通信手段。由于频谱资源是有限的，因此，开辟新波段以避免相互干扰是发展无线电通信的重要问题。从使用的波长来说，长的已扩到超长波、极长波；短的已缩至毫米波、亚毫米波，以至于光波。从利用的空间来说，也已发展到地下、水下以至外层空间。电磁波通过媒介的传播方式可分为地球表面传播、电离层反射传播和视距传播三种。

也称地波。其传播能力一方面取决于电波沿地球曲面的绕射能力，包括绕过地面障碍物的能力；另一方面取决于地面对电波的吸收损耗。长波、超长波和极长波绕射能力强，吸收损耗小，从而沿地面传播的能力最强，可达几千以至几万公里。但是，频率范围窄，信道容量小，大气干扰较大，设备和天线庞大。频率越高，沿地面传播的能力越差。例如，短波用地波只能传播几十公里，至于微波，一般不使用地波（见地波传播）。

电波沿地面传播时，部分能量传入地下或水下，可用以实现部分的地下或水下通信。波长越长，穿透能力越强，可以达到几米或几十米(见地下通信、水下通信)。

也称天波。电离层对长、中、短波均有反射作用，其中短波最适于利用天波传播，可以用较小的设备和天线实现远距离以至全球的通信。但是，短波的频带窄，容量不大。超短波和微波能穿出电离层，不能靠电离层反射传播。利用天波通信时，由于电离层的变化（如昼夜不同、四季不同、太阳黑子的变化等因素均会影响电离层）对电波传播影响极大，因而通信的稳定性较差（见电离层电波传播）。

对流层中的不均匀气团对超短波和微波有散射作用，可用以实现数百公里的散射通信。但由于色散效应的限制，有效的传输带宽较窄，只能满足中小容量通信的需要（几十或几百个话路）。

从发信端经由空间媒介按直线传播到收信端。超短波和微波多用这种方式传播。若收、发信端均在地面时，传播距离限于直视范围，约几十公里。要实现远距离通信，必须建立若干个接力站，将信号按站依次传向远端，故称为接力通信（见微波接力通信）。虽然这种方式投资较大、机动性差，但其频率范围较中、短波宽得多，从而容量也大得多，而且传输比较稳定，所以发展很快。但在毫米波和亚毫米波波段，大气的温度和水汽含量变化影响已较显著，雨、雪也会造成严重衰减，对通信的稳定性有一定影响。

若通信一端在地面，另一端在外层空间，构成地-空通信（见空间通信），则必须选择不被电离层反射而且雨、雾等吸收尚不严重的频率范围，即所谓地-空通信的“窗口”。

参考书目

程新民编：《无线电波传播》，人民邮电出版社，北京，1982。简水生主编：《通信线路原理》，人民铁道出版社，北京，1984。