《计算机网络基础与应用》.ppt

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《计算机网络基础与应用》 天津大学管理学院 信息管理与信息系统系 郁雪 EmailTo:yuki@tju.edu.cn 物理层与数据链路层 第二章 物理层与数据链路层 基本概念 数据通信的基本知识 物理层的传输介质 宽带接入技术 数据链路层的基本概念 工作原理 物理层与数据链路层 物理层的基本概念 物理层的主要任务是:利用某种传输介质和通信技术,以通信接口规程(物理层协议)实现并约束二进制比特流的传输。 对下列信息进行描述和规范 机械特性 电气特性 功能特性 规程特性 物理层与数据链路层 数据通信的基础知识-数据通信系统的模型 物理层与数据链路层 模型功能 源点:源点设备产生待传输的数据 发送器:格式转换、编码成适合传输的信号 (典型的发送器是调制器) 传输系统:传输线路(可能是一条线路,也可能是一个网络系统) 接收器:接收信号并转换为目的设备可识别的数据格式 (典型的接收器是解调器) 终点:接收数据并对其进行所需要的处理 物理层与数据链路层 数据通信的基础知识(cont) 几个基本概念与术语 数据、信息、信号 数据:原始事实的集合,涉及事物的形式。分模拟数据和数字数据 信息:按特定方式组织在一起的事实的集合,是数据所代表的内容及其解释,包括实体、属性、数值三部分。更高层的抽象概念。 信号:数据的电磁编码,是数据在传输过程中的存在形式——动态 物理层与数据链路层 几个基本概念与术语(cont) “模拟的”(analogous):连续变化的 “数字的”(digital) :取值是离散数值的(其物理表达形式通常为脉冲) 调制:把数字信号转换为模拟信号的过程 解调:把模拟信号转换为数字信号的过程 信道:能传送信号的一条通路,由线路及附属设备组成;一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体 一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道 物理层与数据链路层 多路复用:在一个网络系统中,线路容量或者介质带宽是非常宝贵的资源,必须尽量地提高介质利用率。在一般情况下,网络系统的介质带宽要大于传输单一信号所需的带宽。为了有效地利用传输系统,可以采用多路复用(Multiplexing) 技术从空间和时间两个方面来解决多路信号同时复用单一介质问题。多路复用技术主要有两种:频分多路复用FDM(Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM(Time Division Multiplexing)。 物理层与数据链路层 物理层与数据链路层 几个基本概念与术语(cont) 码元:在表示离散信号时,使用时间域的波形表示数字信号,代表不同离散数值的基本波形就成为码元。 信道的最高码元传输速率 Baud 是波特,是码元传输速率的单位,1 波特为每秒传送 1 个码元。 物理层与数据链路层 几个基本概念与术语(cont) 调制分为两类: 基带调制:对基带信号进行变换,使之能与信道特性相适应,变换后的信号仍然是基带信号。(基带信号是来自于信源的信号) 带通调制:需要使用载波进行调制,即把基带信号频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。(调制后的信号称为带通调制)(载波是指被调制以传输信号的波形,一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽) 物理层与数据链路层 从通信的双方信息交互的方式来看,有三种基本方式: 单向通信(单工通信)——只有一个方向的通信而没有反方向的交互。只能从发送器传送到接收器。例如,收音机、电视机、计算机输出设备(打印机或显示器)等设备采用单工操作方式。 物理层与数据链路层 双向交替通信(半双工通信)——通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。半双工操作模式一般用于通信设备或传输信道没有足够的带宽去支持同时双向通信的场合,或者通信双方的通信顺序需要交替进行的场合。例如,对讲机、共享式局域网等设备采用半双工操作方式。 物理层与数据链路层 双向交替通信(半双工通信) 物理层与数据链路层 双向同时通信(全双工通信)——通信的双方可以同时发送和接收信息。这种通信操作模式的优点是吞吐量大,但要求传输信道应提供足够的带宽支持。例如,交换式网络等采用全双工操作方式。 物理层与数据链路层 其它数据传输方式 基带 宽带 并行 串行 异步 同步 单工、半双工、全双工 点对点和多点分支控制 物理层与数据链路层 物理层的传输介质 双绞线 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair) 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 同轴电缆 50 ? 同轴电缆 75 ? 同轴电缆 光缆 物理层与数据链路层 双绞线(Twisted Pair Line)是一种最常用的传输介质,由呈螺线排

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