計算機網(wǎng)絡(luò)第章物理層

計算機網(wǎng)絡(luò)（第6版）第2章物理層第

2章物理層2.1物理層的基本概念2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識

2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

2.2.2有關(guān)信道的幾個基本概念2.3物理層下面的傳輸媒體

2.3.1導(dǎo)引型傳輸媒體

2.3.2非導(dǎo)引型傳輸媒體2.4信道復(fù)用技術(shù)2.4.1頻分復(fù)用、2.4.2時分復(fù)用和2.4.3統(tǒng)計時分復(fù)用2.5寬帶接入技術(shù)2.1物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過程特性指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識

2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號輸出數(shù)據(jù)源點終點發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號輸入漢字顯示漢字數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC幾個術(shù)語數(shù)據(jù)——運送消息的實體。信號——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)?！澳M的”——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的?！皵?shù)字的”——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。碼元——在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形。信源——信息的發(fā)送端。信宿——信息的接收端。調(diào)制解調(diào)器——對信號進行調(diào)制和解調(diào)。2.2.2有關(guān)信號的幾個基本概念單向通信（單工通信）——只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）——通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時接收)。雙向同時通信（全雙工通信）——通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。基帶(baseband)信號和

帶通(bandpass)信號基帶信號（即基本頻帶信號）——來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號?；鶐盘柾休^多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶信號進行調(diào)制(modulation)。帶通信號——把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。幾種最基本的調(diào)制方法基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。為了解決這一問題，就必須對基帶信號進行調(diào)制(modulation)。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。

2.3物理層下面的傳輸媒體

2.3.1導(dǎo)引型傳輸媒體1、雙絞線（1）分類（a）屏蔽雙絞線STP（b）無屏蔽雙絞線UTP銅線聚氯乙烯套層絕緣層無屏蔽雙絞線UTP銅線聚氯乙烯套層絕緣層屏蔽雙絞線STP同軸電纜2、同軸電纜同軸電纜分為：粗同軸電纜與細同軸電纜。粗纜適用于比較大型的局部網(wǎng)絡(luò)，它的標準距離長，可靠性高，由于安裝時不需要切斷電纜，因此可以根據(jù)需要靈活調(diào)整計算機的入網(wǎng)位置，但粗纜網(wǎng)絡(luò)必須安裝收發(fā)器電纜，安裝難度大，所以總體造價高。相反，細纜安裝則比較簡單，造價低，但由于安裝過程要切斷電纜，兩頭須裝上基本網(wǎng)絡(luò)連接頭（BNC），然后接在T型連接器兩端，所以當(dāng)接頭多時容易產(chǎn)生不良的隱患.外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護套層內(nèi)導(dǎo)體同軸電纜同軸電纜細纜細纜的直徑為0.26厘米，最大傳輸距離185米，使用時與50Ω終端電阻、T型連接器、BNC接頭與網(wǎng)卡相連，線材價格和連接頭成本都比較便宜，而且不需要購置集線器等設(shè)備，十分適合架設(shè)終端設(shè)備較為集中的小型以太網(wǎng)絡(luò)。纜線總長不要超過185米，否則信號將嚴重衰減。細纜的阻抗是50Ω。粗纜粗纜(RG-11)的直徑為1.27厘米，最大傳輸距離達到500米。由于直徑相當(dāng)粗，因此它的彈性較差，不適合在室內(nèi)狹窄的環(huán)境內(nèi)架設(shè)，而且RG-11連接頭的制作方式也相對要復(fù)雜許多，并不能直接與電腦連接，它需要通過一個轉(zhuǎn)接器轉(zhuǎn)成AUI接頭，然后再接到電腦上。由于粗纜的強度較強，最大傳輸距離也比細纜長，因此粗纜的主要用途是扮演網(wǎng)絡(luò)主干的角色，用來連接數(shù)個由細纜所結(jié)成的網(wǎng)絡(luò)。粗纜的阻抗是75Ω。同軸電纜光纖光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。單模光纖這是指在工作波長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖（SMF：SingleModeFiber）。目前，在有線電視和光通信中，是應(yīng)用最廣泛的光纖。多模光纖將光纖按工作波長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUltiModeFiber）。纖芯直徑為50μm，由于傳輸模式可達幾百個，與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用于有線電視和通信系統(tǒng)的短距離傳輸。自從出現(xiàn)SMF光纖后，似乎形成歷史產(chǎn)品。但實際上，由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光源結(jié)合容易，在眾多LAN中更有優(yōu)勢。所以，在短距離通信領(lǐng)域中MMF仍在重新受到重視。光纖光線在光纖中的折射折射角入射角包層（低折射率的媒體）包層（低折射率的媒體）包層纖芯光纖寄的工架作原斥理高折曉射率(纖芯)低折跟射率(包層)光線執(zhí)在纖虧芯中什傳輸舉的方惹式是位不斷站地全去反射多模要光纖慣與單題模光編纖輸入脈沖輸出脈沖單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模列光纖2.降3.匙2非導(dǎo)抓引型碎傳輸促媒體無線慘傳輸司所使賞用的炕頻段盾很廣即。短波地通信攻主要彼是靠并電離吹層的脂反射鳥，但貌短波占信道渾的通腳信質(zhì)摩量較隸差。微波痰在空宗間主坑要是釘直線諒傳播捕。地面活微波坊接力乎通信衛(wèi)星械通信2.療4信道壇復(fù)用抵技術(shù)2.籌4.晶1頻分旗復(fù)用涉、時弓分復(fù)筑用和倦統(tǒng)計浴時分伏復(fù)用復(fù)用(m桑ul光ti學(xué)pl陰ex紗in虧g)是通拼信技碼術(shù)中鄭的基掙本概壇念。+(叮)+B1B2C1C2A1A2B1B2共享殿信道(a偽)使用濾單獨苦的信衣道(b染)使用潔共享旅信道復(fù)用分用頻分彈復(fù)用FD晃M用戶揭在分革配到己一定寫的頻蘭帶后沸，在夕通信宗過程覆中自感始至伯終都吹占用絕這個盲頻帶半。頻分似復(fù)用的所天有用醬戶在澆同樣鄭的時努間占價用不郵同的壩帶寬肯資源科（請闖注意區(qū)這里宴的“介帶寬惑”是亞頻率梳帶寬然而不臥是數(shù)莊據(jù)的帖發(fā)送縮慧速率).頻率頻帶1頻帶2頻帶3頻帶n時間時分韻復(fù)用TD扣M時分裝復(fù)用則是抽將時勒間劃撤分為牙一段賠段等臂長的時分換復(fù)用賣幀（TD哄M幀）傳。每勁一個前時分耳復(fù)用濫的用霸戶在割每一帆個TD搖M幀中妨占用坐固定窮序號鋸的時撲隙。每一鉤個用脂戶所槐占用掉的時迎隙是周期裕性地劈燕出現(xiàn)（其獻周期爐就是TD避M幀的典長度槐）。TD園M信號牌也稱劍為等時(i茫so榜ch貨ro伙no啊us尼)信號懼。時分肝復(fù)用某的所監(jiān)有用賢戶是索在不如同的雅時間敲占用同樣禁的頻帶靜寬度油。時分婦復(fù)用時分各復(fù)用頻率時間BCDBCDBCDBCDAAAATDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀周期呈性出利現(xiàn)統(tǒng)計管時分刪復(fù)用ST互DM統(tǒng)計獨時分史復(fù)用ST吧DM用戶ABCDabcdtttt3個ST蘋DM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計紅時分腫復(fù)用2.腥6寬帶限接入強技術(shù)筑（AD庸SL）AD谷SL技術(shù)衫就是明用數(shù)捏字技避術(shù)對抗現(xiàn)有揉的模斥擬電佛話用螞戶線扶進行皂改造亂，使酒它能奏夠承影載寬趨帶業(yè)殃務(wù)。AD貧SL的極兵限傳緒輸距腎離與蹄數(shù)據(jù)椒率以始及用匯戶線慈的線初徑都抵有很以大的耗關(guān)系碎（用間戶線躬越細恩，信勒號傳睡輸時渠的衰征減就環(huán)越大麥），歇而所麻能得厲到的