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计算机通信网络技术（二）物理层,深圳市螺光科技有限公司网址：,2,背景知识,物理层,总结,1,2,3,Outline,3,1.Background,回 顾,OSI七层体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层,三网合一,4,运输部门,甲地,乙地,1.Background,5,邮局对于写信人来说是下层运输部门是邮局的下层 下层为上层提供服务写信人与收信人之间使用相同的语言邮局之间的约定 同层次之间使用相同的协议,1.Background,6,调制解调器,PC 机,公用电话网,调制解调器,数字比特流,数字比特流,模拟信号,模拟信号,输入汉字,显示汉字,PC 机,1.Background,7,1.Background,1 物理层,2 数据链路层,3 网络层,4 运输层,5 会话层,6 表示层,7 应用层,选择合适的路由,在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据,管理和协调不同主机上的各种进程之间的通信,提供可靠的端到端的服务,透明地传送比特流,用户与网络的接口,处理流经节点的数据编码的表示方式,图1-1 OSI体系结构的各层功能简介,8,1.Background,图1-2 开放系统互连7层模型示意图,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,接口,接口,接口,接口,接口,接口,1,2,3,4,5,6,7,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,接口,接口,接口,接口,接口,接口,1,2,3,4,5,6,7,网络层,数据链路层,物理层,接口,接口,应用进程,协议,协议,协议,协议,协议,协议,应用进程,A,B,9,Internet,Hello!,1.Background,10,IP包头,图1-3 数据的封装与解封装过程,Hello,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特,帧,报文,段,PDU,Hello,LLC子层,MAC子层,TCP/UDP头,高层数据,MAC子层,LLC子层,FCS,1.Background,11,背景知识,物理层,总结,1,2,3,Outline,12,物理层是OSI模型的最底层物理层为数据传输提供可靠环境,2.PHY（Physical Layer）,13,物理层是一个硬件层。作用：从链路的一端向另一端传送二进制比特流。规定了建立、保持和拆除物理信道（双绞线、同轴光缆、无线信道等）的有关特性。,DTE,DCE,DTE,DCE,数据通信系统的构成,物理层关心的是信号、接口和传输介质,2.PHY（Physical Layer）,传输媒介,信号线及控制线,14,DTE,DCE,DTE,DCE,数据站,数据站,接口,接口,传输信道,数据电路,数据链路,2.PHY（Physical Layer）,15,机械特性,电气特性,功能特性,规格特性,说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。,说明在接口电缆的哪条线上出现的电压为什么范围。,说明某条线上出现的某一电平表示何种意义。,说明对于不同功能的各种事件的出现顺序。,物理层关心什么？,2.PHY（Physical Layer）,16,信息、数据和信号模拟信号和数字信号,什么是信号,2.PHY（Physical Layer）,17,信号的指标,频率和带宽数据传输速率和比特率,2.PHY（Physical Layer）,18,信号在传输过程中产生的失真,噪声和衰减,2.PHY（Physical Layer）,19,串行接口的分类,同步接口对应于同步通信，异步接口对应于异步通信 同步通信和异步通信,2.PHY（Physical Layer）,20,目前通用的接口标准有美国电子工业协会EIA的EIA-232接口ITU-T的V系列接口和X系列接口国际标准化组织ISO的ISO 2110、ISO 1177等,2.PHY（Physical Layer）,串行接口的标准,21,串行接口举例2-1,EIA-232目前使用最广泛的串行物理接口 提供了一个利用公用电话网络作为传输媒体，并通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定,2.PHY（Physical Layer）,22,串行接口举例2-2,EIA-232,2.PHY（Physical Layer）,23,以太网接口,RJ45RJ是描述公用电信网络的接口，常用的有RJ-11和RJ-45光纤接口用以稳定地但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件 FC 圆形带螺纹光纤接头 ST 卡接式圆形光纤接头 SC 方型光纤接头 LC 窄体方形光纤接头 MT-RJ 收发一体的方型光纤接头,2.PHY（Physical Layer）,24,物理层的传输介质,有线介质双绞线光纤无线介质无线电微波激光红外线,2.PHY（Physical Layer）,25,无线电,微波,红外线,可见光,紫外线,X射线,射线,双绞线,同轴电缆,卫星,地面微波,调幅无线电,调频无线电,海事无线电,光纤,电视,LF,MF,HF,VHF,UHF,SHF,EHF,THF,波段,104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016,100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024,移动无线电,电信领域使用的电磁波的频谱,2.PHY（Physical Layer）,26,双绞线,双绞线TP是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质由两根绝缘铜导线相互缠绕组成，以减少对邻近线对的电气干扰由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP,2.PHY（Physical Layer）,27,双绞线的标准,EIA/TIA-568“商用建筑物电信布线标准”Cat 5：适用于100Mbps的100Base-TX和100Base-T4支持高达100MHz的数据通信传输频率为100MHz用于语音传输和最高传输速率为1000Mbps的数据传输主要用于100base-T和10base-T网络。Cat 5e：超五类双绞线Cat 6:传输频率为200MHz,Cat 5e UTP,Cat 5e STP,2.PHY（Physical Layer）,28,双绞线的重要性能指标,以超五类双绞线为例，其性能参数如下：,2.PHY（Physical Layer）,29,六类布线系统,六类系统向下兼容三类、五类、超五类布线产品，同时满足混合使用的要求六类提供2倍于超五类的带宽改善了在串扰以及回波损耗方面的性能6类线与5类和超5类标准存在许多不同之处：最高工作带宽200MHz 按照250MHz下检测进行设计 可作为UTP和STP的解决方案包括超5类的所有测试，并加入新的参量,2.PHY（Physical Layer）,30,光传输系统,光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器,2.PHY（Physical Layer）,31,光信号在光纤中的传输,光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理光纤分为多模光纤和单模光纤,多模光纤,单模光纤,2.PHY（Physical Layer）,32,光缆的结构和传播特性,光缆的结构光缆的传播特性损耗色散,2.PHY（Physical Layer）,33,多模光纤和单模光纤的比较,2.PHY（Physical Layer）,34,无线通信,无线介质是指信号通过空气传输，信号不能被约束在一个物理导体内无线介质实际上就是无线传输系统，主要包括:无线电微波红外线激光卫星通信,2.PHY（Physical Layer）,35,无线电,无线电就是利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面的多次反射而到达接收端的一种远距离通信方式传播距离远，容易穿过建筑物，全方向传播无线电波的传播特性与频率有关在低频上，无线电波能轻易地绕过一般障碍物，但其能量随着传播距离的增大而急剧递减在高频上，无线电波趋于直线传播并易受障碍物的阻挡，还会被雨水吸收质量不稳定，容易受到其他电子设备的各种电磁干扰,2.PHY（Physical Layer）,36,微波,微波是能量集中于一点并沿直线传播，且频率在1GHz以上的无线电波微波通信是利用无线电波在对流层的视距范围内进行信息传输的一种通信方式使用频率范围一般在1GHz至20GHz左右 需要使用中继站延长传输距离成本低，常用于长途通信缺点是保密性不如电缆和光缆好,2.PHY（Physical Layer）,37,各种传输介质总结,2.PHY（Physical Layer）,38,以太网标准中的线缆规范,2.PHY（Physical Layer）,39,本节小结,分层模型,双绞线,光缆,无线通信,网络接口卡,中继器,集线器,物理层的功能,物理层关心的问题,物理层概述,信号,线缆的规范和连接,物理层的设备,接口,传输介质,物理层是网络的最底层，直接面向实际承担数据传输的物理媒体（即信道）物理层传输单位为比特,物理层关心的是信号、接口和传输介质,物理层的传输介质分为有线介质和无线介质,以太网在发展过程中使用了各种不同的介质，不同的以太网标准使用不同的传输介质并有不同的要求,双绞线按照不同的规范可以制成标准网线、交叉网线和全反线,2.PHY（Physical Layer）,40,背景知识,物理层,总结,1,2,3,Outline,41,4.Conclusion,Thank you,
