Appearance
408
计算机网络
CN-02-04 传输介质（双绞线/同轴电缆/光纤/无线）
一、定位信息
- 圈层：核心层
- 前置知识：物理层的基本功能、信号传输基本概念（CN-02-02）
- 知识网络位置：本单元是物理层的硬件基础，为理解不同网络技术（以太网、Wi-Fi等）提供物理层支撑
- 考点热度等级：L级（低频了解）——传输介质特性偶尔以选择题形式考查，近5年约1次
二、知识点讲解
1. 导向性传输介质
信号沿固定方向传播的介质。
（1）双绞线（Twisted Pair）
最常用的传输介质，由两根互相绝缘的铜导线绞合而成。分为：
| 类型 | 屏蔽 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| UTP（非屏蔽双绞线） | 无 | 便宜、灵活 | 以太网（10BASE-T等） |
| STP（屏蔽双绞线） | 有 | 抗干扰强、贵 | 电磁干扰大的环境 |
双绞线传输距离一般不超过100米。绞合的目的是减少电磁干扰。
（2）同轴电缆（Coaxial Cable）
由内导体、绝缘层、外导体屏蔽层和保护外层组成。抗干扰能力优于双绞线。
| 类型 | 阻抗 | 应用 |
|---|---|---|
| 50Ω同轴电缆 | 50Ω | 基带传输（数字信号） |
| 75Ω同轴电缆 | 75Ω | 宽带传输（有线电视） |
（3）光纤（Optical Fiber）
利用光的全反射传输信号，由纤芯和包层组成。
| 类型 | 纤芯直径 | 光源 | 传输距离 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| 单模光纤（SMF） | 很小（约8–10μm） | 激光 | 远（几十km） | 衰减小，适合长距离 |
| 多模光纤（MMF） | 较大（约50–62.5μm） | LED | 较近（2km） | 成本低，适合局域网 |
光纤优点：带宽极大、抗电磁干扰、衰减小、安全性好。缺点：连接和切割需要专用设备。
2. 非导向性传输介质（无线）
信号在自由空间传播。
| 传输方式 | 频段 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 无线电波 | 低频–高频 | 穿透力强，传播距离远 | 广播、手机 |
| 微波 | GHz级 | 直线传播，需中继 | 卫星通信、微波中继 |
| 红外线 | 红外频段 | 直线传播，不能穿墙 | 遥控器、IrDA |
3. 各传输介质对比总表
| 介质 | 带宽 | 抗干扰 | 传输距离 | 成本 | 安装难度 |
|---|---|---|---|---|---|
| UTP | 中（1Gbps） | 弱 | 100m | 低 | 易 |
| STP | 中 | 较强 | 100m | 中 | 中 |
| 同轴电缆 | 中 | 较强 | 500m | 中 | 中 |
| 多模光纤 | 高 | 极强 | 2km | 中高 | 较难 |
| 单模光纤 | 极高 | 极强 | 几十km | 高 | 难 |
| 无线 | 低–高 | 弱 | 变化大 | 中 | 易 |
三、记忆与理解辅助
- 光纤口诀："单模激光远，多模LED近"——单模用激光、传得远；多模用LED、传得近
- 双绞线口诀："绞合抗干扰，百米是上限"
- 抗干扰排序：光纤 > 同轴电缆 > STP > UTP > 无线
四、例题与精解
例题1（基础巩固）
题目：下列传输介质中，抗电磁干扰能力最强的是（ ） A. 非屏蔽双绞线 B. 同轴电缆 C. 光纤 D. 微波
命题意图：考查各传输介质的基本特性对比。
精解：
审题分析：比较四种介质的抗电磁干扰能力。
解题思路：光纤使用光信号传输，不受电磁干扰。
完整步骤：
- A：UTP无屏蔽，抗干扰弱。
- B：同轴电缆有屏蔽层，抗干扰较强。
- C：光纤用光信号传输，完全不受电磁干扰，抗干扰能力最强。
- D：微波在空气中传播，受天气和电磁干扰影响。
- 答案为 C。
方法反思：光纤的核心优势之一就是抗电磁干扰，这是由光信号的物理性质决定的。
例题2（中等提升）
题目：在局域网建设中，要求传输距离为 2 km，传输速率为 1 Gbps，应选择哪种传输介质？
命题意图：考查根据实际需求选择传输介质的能力。
精解：
审题分析：需求：距离2km，速率1Gbps，局域网环境。
解题思路：排除法——双绞线最大100m不满足，同轴电缆500m不满足，需要光纤。
完整步骤：
- UTP/STP：最大传输距离100m，不满足2km要求。排除。
- 同轴电缆：最大传输距离约500m，不满足。排除。
- 多模光纤：传输距离可达2km，支持1Gbps，成本适中。✓
- 单模光纤：传输距离远超2km，成本较高。可以但不经济。
- 结论：选择多模光纤。
方法反思：实际选择介质时需综合考虑距离、速率、成本。多模光纤在2km范围内是最经济的选择。
五、考情分析
- 考查频次：传输介质特性近5年偶尔出现，约1次
- 常见题型：选择题
- 分值占比：2分
- 命题趋势：通常以"下列说法正确/错误的是"形式考查各介质的特性。基于大纲与命题规律推测
六、易错点提醒
错误表现：混淆单模光纤和多模光纤的特性 错误原因：名称相似，特性相反 正确理解：单模纤芯小、用激光、传得远；多模纤芯大、用LED、传得近
错误表现：误认为同轴电缆已被完全淘汰 错误原因：以太网不再使用同轴电缆 正确理解：同轴电缆在有线电视等领域仍在使用
错误表现：认为无线传输不受任何干扰 错误原因：将"无线"理解为"无干扰" 正确理解：无线信号受天气、障碍物、其他信号干扰，抗干扰能力最弱
七、来源标注
- 依据2026考研统考大纲
- 依据《计算机网络》（第8版）谢希仁版
- 依据大学本科经典教材共识