计算机网络课件物理层.ppt

计算机网络讲义第三章物理层3.1物理层的基本概念物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。规程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。3.2数据通信的基础知识

3.2.1数据通信系统的模型几个术语数据(data)——运送信息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。“模拟的”(analogous)——连续变化的。“数字的”(digital)——取值是离散数值。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。模拟的和数字的数据、信号2.2.2有关信号的几个基本概念单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。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)。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。第2章物理层传输介质电话系统（PSTN）Internet的本地接入传输介质双绞线同轴电缆光缆无线传输双绞线（twistedpair）线间干扰较小、价格便宜、易于安装可传输模拟信号，也可传输数字信号在电话系统的最后一公里，用于传输模拟信号在计算机网络中，用于传输数字信号，常用8芯无屏蔽双绞线（UTP）通常的传输距离为100m如Cat3（10Mbps）和Cat5（100Mbps） 各种电缆同轴电缆50Ω同轴电缆50Ω同轴电缆用于数字信号传输，目前基本已被双绞线所替代75Ω同轴电缆75Ω同轴电缆用于模拟信号传输，目前主要用于电视信号的传输由于75Ω同轴电缆的带宽极宽，所以，也被用于城域网，如有线通传输介质双绞线同轴电缆光缆无线传输光纤的工作原理多模光纤与单模光纤光缆多模光缆：信号通过光的折射在光纤中传输，距离2km单模光缆：直线传输，距离10km光缆相对铜缆的特性带宽高距离远损耗低重量轻无电磁干扰防窃听端口设备价格高传输介质双绞线同轴电缆光缆无线传输无线传输无线电传输微波传输红外线和毫米波光波传输用于通信的电磁波频段地面无线通信模型传输距离：天线的高度、类型和信号强度传输可靠性：障碍物传输正确性：气象条件卫星通信模型VSAT：甚小孔径卫星终端verysmallaperturesatelliteterminals第2章物理层传输介质电话系统（PSTN）Internet的本地接入电话系统（PSTN）公用电话交换网，简称：PSTNPublicSwitchedTelephoneNetwork电话系统的树状结构每部电话完全互联是不可能的，所以一般为树状结构电话系统的数字化趋势与模拟传输相比，数字传输具有明显的优势，所以电话系统数字化是发展趋势本地回路电话系统中的电话局间都已采用光缆连接，并大多已实现数字传输本地回路要实现光纤到户成本太高且无必要，因为家庭电话毋需复用，也不允许复用Internet是OVER在电话系统上的，所以必须实现远距离数字数据的传输，并且应用对带宽的需求必将对本地回路的信道复用提出要求Internet可通过本地回路的接入方法接入电话系统的数字化趋势与模拟传输相比，数字传输具有明显的优势，所以电话系统数字化是发展趋势第2章物理层传输介质电话系统（PSTN）Internet的本地接入Internet的本地接入拨号接入ADSL接入InternetoverCable拨号接入家庭主机拨号上网示意图MODEM调制解调器家庭主机拨号上网示意图家庭主机通过拨号对远程服务器的访问不归零制编码的数字数据（数字信号）：A、G经MODEM调制后的数字数据（模拟信号）：B、F经Codec编码解码后的数字数据（数字/模拟信号）：C、D、E、H数据传输需考虑的问题任何传输介质在传输信号时都伴随着干扰（噪声）和衰减噪声有热噪声和随机冲击噪声两种衰减与信号的频率有关，频率越高衰减程度越大由于数字信号中包含着大量的高次谐波，所以基带信号不适合作长距离和高速的传输尤其应关注在电话系统中使用的是频分多路复用，人为地限制了每个信道的带宽为4kHz拨号接入家庭主机拨号上网示意图MODEM调制解调器MOD