有线媒介也称为导向媒介，电磁波被引导沿某一固体媒介行进。对于有线媒介，信号传输的限制主要取决于媒介自身的特性。

目前，计算机网络在组网时最常使用的传输媒介是双绞线和光纤，也可以通过调制解调器利用同轴电缆和电力线访问因特网。

电力线通信技术（PLC）是指利用电线传输数据信号的一种通信方式。只要具备PLC调制解调器，就可以通过房间里任意一个电源插座上网。PLC的好处是不用额外布线就能实现上网、打电话、有线电视等多种应用。电力线上网的速率一般为14Mbit/s，某些电力线上网设备可提供高达200Mbit/s的速率。

1.双绞线

双绞线由两根绝缘芯线按照规则的螺旋状绞合而成。芯线大都为软铜线，线径尺寸从0.4～1.4mm不等。扭绞一周形成的芯线长度称为绞距，一般为零点几厘米到十几厘米之间。扭在一起的线对可以减少电磁干扰。当电流在一条导线中流通时，会产生一定的电磁场，干扰相邻导线上的信号。频率越高这种影响就越大。双绞线就是利用两条导线绞合在一起后，由于相位相差180°，从而抵消相互间的干扰。绞距越小，抵消效果越佳，也就越能支持较高的数据传输速率。

除了收、发线路信号的耦合，接线头的信号反射也会造成串扰。导线间的串扰分为近端串扰和远端串扰两种。

近端串扰是指在与发送端处于同一边的接收端处所感应到的从发送线对感应过来的串扰信号。近端串扰就是信号进入链路导体的同一端时的反射，远端串扰就是信号进入链路导体的另一端时的反射。近端串扰（NEXT）可由下式计算

P_1N：主串线对的输入功率。

P_2N：被串线对近端的串扰输出功率。

需要注意的是，NEXT值越大，表示发送的信号与串扰信号的幅度差就越大，串扰噪声相对越小。在串扰信号过大时，接收器将无法判别信号是远端传送来的微弱信号还是串扰杂讯。

对于有线媒介，信号频率越大，衰减越大，NEXT值越小。一般把有线媒介的带宽定义为衰减串扰比（ACR）为10时的信号频率。衰减串扰比是指由线缆传输媒介产生的信号衰减与近端串扰之间的差值，以dB为单位。ACR表明衰减过的信号比接收端的串扰噪声强多少。如果ACR不够大，误码率就很高。在许多场合中，即使对ACR有很小的提高，都能大大降低误码率。

衰减取决于线缆的长度和规格，是一个固定的量值。在实际应用中，除了把双绞线紧紧绞合在一起外，还可以通过正确地固定和安装线缆之间的连接器来减少串扰。

双绞线分屏蔽双绞线（STP）和无屏蔽双绞线（UTP）两种，如图2-6所示。在Ether-net局域网（以太网）中使用的双绞线为8芯的无屏蔽双绞线，接口为RJ45。10Mbit/s的以太网所用的8芯双绞线实际只使用其中的4芯，即第1、2、3、6芯。16Mbit/s的令牌环局域网使用的是屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的金属屏蔽层一般为铝箔或铜网。

根据传输能力，双绞线分为1～7类。3类双绞线的绞距一般为7.5～10cm，传输速率为10Mbit/s。5类双绞线的绞距从0.6～0.85cm，传输速率为100Mbit/s。目前计算机组网用的布线系统一般采用5类或6类无屏蔽双绞线。7类线目前只有屏蔽双绞线。

一个建筑物内的电话网布线（分线盒到电话交换机之间）采用的也是双绞线，不过从分线盒连接到电话机的引线并不是双绞线。在大楼实际布线中常使用对称电缆，对称电缆由许多条双绞线构成，相邻双绞线的绞距不同，这可使双绞线之间的电磁干扰最小。对称电缆广泛用于市话中继线、用户线路和部分长途线路。长途用对称电缆采用四线制双缆传输方式（即收、发两个方向的传输分别使用两根不同的线对），最高线路传输频率为552KHz，可复用132个话路。在市话中继电缆上，可传输30路脉码调制（PCM）数字电话，总的传输速率可达2.048Mbit/s。

图2-6　双绞线的类型

a）无屏蔽双绞线（UTP）　b）屏蔽双绞线（STP）

2.同轴电缆

同轴电缆由一个金属圆管（外导体）和一根位于金属圆管中心的导线（内导体）组成，如图2-7所示。内导体采用半硬铜线，外导体采用铜带或铝带纵包而成。内外导体间用聚乙烯等塑料制成的垫片绝缘。在外部有密闭的护套，护套保护缆芯免遭外界机械、电磁或化学损坏，常用的有铅护套、铝护套、钢护套、塑料护套等。(www.daowen.com)

图2-7　同轴电缆的构成

同轴电缆是以太网初期使用的传输媒介，拓扑结构为总线型，传输速率为10Mbit/s，阻抗为50Ω。

同轴电缆以前在局域网和广域网有线线路传输中占主要地位，目前主要用于有线电视系统（Common Antenna TV，CATV），阻抗为93Ω。同轴电缆在局域网中已被双绞线取而代之，在广域网中已被光纤取而代之。

3.光纤

光纤是光导纤维的简称，是通过全反射传输光信号编码波束的一种传输媒介。光纤的结构是圆柱形，由纤芯和包层组成，如图2-8所示。纤芯直径约5～75μm，包层的外直径约100～150μm，最外面的是塑料套管，供保护纤芯用。纤芯材料是二氧化硅掺以锗和磷，包层材料是纯二氧化硅。纤芯的折射率比包层的折射率高1%左右，因而可使光以全反射形式局限在纤芯与包层的截面以内向前传播，形成光波导。

图2-8　光纤的结构

光纤系统使用的光源有发光二极管（LED）和注入激光二极管（ILD）两种类型。发光二极管比较便宜，激光二极管支持的数据速率比较高。

如果纤芯的直径在8μm以下，则光在波导管中的传播只有一种模式，即光以轴向射线通过光纤，这样的光纤称为单模光纤。如果光纤的直径较粗，则光波导中可能有多重传输路径存在，这样的光纤称为多模光纤。如果纤芯和包层是由两种折射率截然不同的材料构成，则光线在纤芯中的传播是按折线行进的，这种光纤称为阶跃型光纤，如图2-9所示。如果折射率从纤芯到包层是逐渐降低的，则光线在光纤中的传播是按曲线行进的，这种光纤称为渐变型多模光纤。

图2-9　阶跃型多模光纤

单模光纤的尺寸是由所传输的光波长决定的。典型的单模光纤的内芯直径是8μm。只有给定波长（如1.3μm）的光束才能在这种内芯直径的光纤中传输。由于单模光纤采用更稳定的相干光源，所以要比多模光纤传输的距离更远。由于单模光纤更细，安装起来也更加困难与昂贵。单模光纤大多数是突变折射率光纤。由于只有一种波长的光在光纤中传输，因此不存在多模光纤中的色散问题。

光纤的两个重要指标是损耗和色散。损耗是光信号在光纤中传输时单位长度的衰减，单位是dB/km；色散是光到达接收端的时延差，即光脉冲展宽，单位是ns/km。损耗会影响传输的中继距离，色散会影响传输速率。

光纤通信主要有以下优点。

1）通信容量大。就光纤本身而言，目前可以使用的最大带宽约为30THz。光纤的传输速率受限于收发设备，广域网中的主干速率一般为2.5Gbit/s、10Gbit/s和40Gbit/s。局域网最高为10Gbit/s，同时在制定40Gbit/s和100Gbit/s的标准。为了充分利用光纤的容量，常同时采用波分多路复用技术和时分多路复用技术。目前的实际传输系统在单根光纤上的带宽可达几个Tbit/s。

2）衰减小，传输距离远，中继器之间的间隔可达几十千米，某些无中继器的海底光缆系统可达400km。光纤在很大范围内，衰减是常数，而且在很宽的频带内，光纤对各频率的传输损耗和色散几乎相等，一般不需要在接收端或中继站采取幅度和时延处理。

3）电磁绝缘性能好。光纤通信系统不易受外界干扰、脉冲噪声或串话的影响。由于光纤不辐射能量，因此也不干扰别的设备，当然也具有较高的保密性。

4）光纤的主要原料是石英，丰富且便宜。另外，光纤还有线径细、体积小、重量轻、误码率低等优点。

光纤已成为当前主要的传输媒介之一。2009年，光纤之父高锟获得通信界的首个诺贝尔物理奖，也从另一个侧面显示了光纤通信的地位。光纤的发展趋势是越来越靠近计算机用户。目前，光纤主要用于广域网的长途干线和在大楼之间连接局域网。