# 傳輸介質
###### tags: `Communication System`

## 分類
* 導向式介質 (Guided Media)
* **雙絞線 (Twisted Pair)**
* **同軸電纜縣 (Coaxial Cable)**
* **光纖 (Optical Fiber)**
* 非導向式介質 (Unguided Media)
* **電磁波**
* 即為現在所熟悉的無線通訊

## 雙絞線 (Twisted Pair)
雙絞線是歷史最久且至今仍廣泛使用的傳輸介質，如下所示

### 分類
* 無遮蔽式雙絞線 (UTP, unshielded twisted pair)
一般常見的電話線或網路線屬於UTP，而目前UTP也有被分為許多等級，現在有cat1到cat7，詳細可以參照下面的網址
[雙絞線](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E7%BB%9E%E7%BA%BF)

* 遮蔽式雙絞線 (STP, shielded twisted pari)

### 特性
* 成本最低廉
* 下圖顯示**雙絞**的特性，兩條銅線絞在一起，但各有絕緣的包覆。
* 一條傳導訊號，一條傳導參考訊號(Ground reference)。接收端在收到訊號後，會偵測資料訊號與參考訊號的電位差，若任何一條受到較大的交替干擾(crosstalk)，都有可能出錯。
* 以目前的技術來講，在100公尺內，雙絞線支援的傳輸速率大約在1Mbps到10Gbps之間
* 目前常用於電話線路(類比傳輸)以及[區域網路](https://hackmd.io/s/BkjxV2OGX)的線路(網路線)

## 同軸電纜 (Coaxial Cable)

### 構造

主要由以下4個部分所組成: **內導線**(Inner conductor)、**絕緣材料**、**網狀導體**(Conducting mesh)、**外層絕緣體**，由於都同一圓心，所以稱作同軸電纜。
真正傳輸訊號的是內導線，網狀導體用於防止電磁波能量散射以及接地。

### 特性
* 頻寬與傳輸距離皆優於雙絞線
* 較不易受外界雜訊干擾
* 目前常用於有線電視的纜線

## 光纖 (Optical Fiber)
### 原理
* 光纖主要由三個部分所組成:外層被覆(jacket)、中層纖殼(cladding)、內層纖核(core)
* 傳送的訊號為可見光波，頻率介於$10^{14}$Hz到$10^{15}$之間
* 光訊號是以開/閉的光脈波形式來表示數位資料流
* 內層纖核的折射率比較大，利用全反射原理在光纖中反彈傳送

### 特性
* 頻寬很大
* 衰減率低：訊號接續器(repeater)的間隔可以提升到30~50公里，降低成本
* 位元錯誤率(BER)低
* 體小質輕：部署較容易

### 用途
* 長途電信網路主幹
* [光纖到府](https://hackmd.io/s/HkInWrp87)(FTTH, Fiber to the home)

## 電磁波
* 可見光: $10^{14}-10^{15}$Hz
* 紅外線(Infrared): 300G~$10^5G$Hz (小區域)
* 無線電微波: 2G~40GHz
* 無線電波(radio waves): 20M~1GHz