綜述報告范本

1、班級計算機姓 名xx課題名稱計算機物理層研究目錄1前百2網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡設備3數(shù)據(jù)編碼技術4數(shù)據(jù)調(diào)制技術5寬帶接入技術6總結(jié)指導教師審批簽名：意見年 月日計算機物理層的研究（計算機學院xxxx班 xxxxxxxxxx）1 前言眾所周知，隨著計算機網(wǎng)絡的普及，越來越多的人通過計算機通信，而物理層則是計算 機網(wǎng)絡中重要的一個組成部分，在數(shù)據(jù)傳輸通信間發(fā)揮著重要的作用，物理層是OSI的第一層, 它雖然處于最底層，卻是整個開放系統(tǒng)的基礎。物理層為設備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體 及互連設備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。2 物理層的接口類型與特征網(wǎng)絡節(jié)點物理層控制網(wǎng)絡節(jié)點與物理通信通道之間的物理連接。物理

2、層上的協(xié)議有時也 稱為接口。物理層協(xié)議規(guī)定與建立、維持及斷開有關特性，這些特性包括機械的、電氣的、 功能性的和規(guī)程性的四個方面。這些特性保證物理層能通過物理信道在相鄰網(wǎng)絡節(jié)點之間正 確地收、發(fā)比特流信息，即保證比特流能送上物理信道，并且能在一端取下它。物理層僅單 純關心比特流信息的傳輸，而不涉及比特流中各比特之間的關系，對傳輸差錯也不作任何控 制，這就象裝御工只管裝或御貨物，但并不關心貨物為何物和作一樣。 1 *，.您 9 , *f * ¥時3 Adi 4. 一后 福串.ijqi工ikwi岳，-fav¥ Jr« 4 fi h, -ISOXt OS模型的物理層所作定

3、義為： 在物理信道實體之間合理地通過中間系統(tǒng)，為比特傳輸所需的物理連接的激活、保持和去除提供機械、電氣的、功能性和規(guī)程性的手段。比特 流傳輸可以采用異步傳輸，也可以采用同步傳輸完成。另外，CCITTEX.21建議第一級（物理級）中也作了類似定義：利用物理的、電氣的、功能和規(guī)程特性在DT序口DC且問實現(xiàn)對物理信道的建立、保持和拆除功能。DTE （Data Terminal Equipment ）指的是數(shù)據(jù)終端設備，是對屬于用戶所有的連網(wǎng)設備 或工作站的通稱，它們是數(shù)據(jù)的源或目的或既是源又是目的，例如數(shù)據(jù)輸入/輸出設備、通信處理機或計算機。DTn有根據(jù)協(xié)議控制數(shù)據(jù)通信的功能。DC EData Ci

4、rcuit-Terminating Equipment或Data Communications Equipment ）指的是數(shù)據(jù)電路終接設備或數(shù)據(jù)通信設備， 前者為CCITT所用，后者為EIA所用。 物理層圖2.1物理層DCE1對網(wǎng)絡設備的通稱，該設備為用戶設備提供入網(wǎng)的連接點。自動呼叫應答設備、 調(diào)制解調(diào)器及其它一些中間裝置均屬DCE圖2.1是DTE/DC的接口框圖，由圖中可見，物理層接口協(xié)議實際上是DT序口DC或其它通信設備之間的一組約定，主要解決網(wǎng)絡節(jié)點物理信 道如何連接的問題。物理層協(xié)議規(guī)定了標準接口的機械連接特性、電氣信號特性、信號的功能特性以及交換電路的規(guī)程特性，這樣做的基本目的就

5、是便于不同的設備和制造廠家能夠根 據(jù)公認的標準各自獨立地制造設備，使各個不同廠家的產(chǎn)品都能相互兼容。物理層圖2.2機械特性：DTE和DCE間的接口首先涉及從機械上分界的問題， 即規(guī)定機械上分界的方法， DTE DCE乍為兩種分立的不同設備通常采用連接器實現(xiàn)機械上的互連， 即一種設備的引出導 線連接插頭、另一種設備的引出導線連接插座，然后通過插頭、插座將兩種設備連接起來。為了使不同廠家生產(chǎn)的DTE DCEK備便于連接，物理層的機械特性對插頭和插座的幾何尺寸、 插針或插孔芯數(shù)及其排列方式、鎖定裝置形式等作了詳細的規(guī)定。圖2.2列出了各類已被ISO 標準化了的DCES接器的幾何尺寸及插孔芯數(shù)和排列方

6、式。一般來說，DTE的連接器常用插針形式，其幾何尺寸與 DCB4接器相配合，插針芯數(shù)和排列方式與DCB1接器成鏡象對稱。25芯接頭：ISO- 2110標準，EIARS- 232C和EIARS- 366A等標準均與之相兼容。這種 25芯 的連接器可用于用/并行音頻調(diào)制解調(diào)器、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡接口、電報（包括用戶電報）接口 和自動呼叫設備中。34芯接頭：ISO 2593標準，這種連接器可用于 CCITT V.25建議的寬 帶調(diào)制解調(diào)器中。雖然還沒有一個 EIA標準與之對應，但這種標準在美國已獲應用。37芯及9芯接頭：ISO 4902標準，用于用行音頻和寬帶調(diào)制解調(diào)器中，與EIARS-449標準兼容。1

7、5芯接頭：ISO- 4903標準，這種連接器可用于 CCITT X.20、X.21和X.22建議中規(guī)定的公 用數(shù)據(jù)網(wǎng)接口中。電氣特性：DTE與DC乏間有多根導線相連，這組導線中除了地線是無方向性的以外，其它 信號線均有方向性。物理層的電氣特性規(guī)定了這組導線的電氣連接及有關電路的特性，一般包括：接收器和發(fā)送器電路特性的說明、表示信號狀態(tài)的電壓/電流電平的識別、最大數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼f明，以及與互連電纜相關的規(guī)則等。DTE與DCEg口的各根導線（也稱電路）的電氣連接方式有非平衡方式、采用差動接收器的非平衡方式和平衡方式三種。圖2.3物理層非平衡方式采用分立元件技術設計的非平衡接口，每個電路使用一根導線，收

8、發(fā)兩個方向共用一根信號地線，信號速率小于等于20kbps,傳輸距離小于等于15ml由于共用信號地 線會產(chǎn)生比較大的用擾，CCITTV.28建議采用這種電氣連接方式。| EIA RS 232的準基本與 之兼容。 采用差動接收器的非平衡方式：采用集成電路技術設計的非平衡接口，與前一種 方式相比，發(fā)生器仍使用非平衡式，但接收器使用差動接收器。每個電路使用一根導線，每 個方向使用獨立的信號地線，使用擾信號較小。這種方式的信號速率可達300kbps,傳輸距離10m （300kbps時）至1000m（=3kbps時）。CCITT V.10/X.26建議采用這種電氣連接方式。 EIA RS- 432即準與之

9、兼容。平衡方式：采用集成電路技術設計的平衡接口，使用平衡式發(fā)生器和差動式接收器，每個電路采用兩根導線，構(gòu)成各自完全獨立的信號回路，使得申擾信 號減至最小。這種方式的信號速率小于 10Mbps傳輸距離為10m（10Mbps寸）至1000m（=100kbps時）。 CCITT V.11/X.27建議采用這種電氣連接方式。EIA RS422AB準與之兼容。圖2.3給出這三 種電氣連接方式的結(jié)構(gòu)。物理層表2.1物理層的電氣特性還規(guī)定了 DTE/DCE口線的信號電平、發(fā)生器的輸出阻抗、接收器的輸入阻抗等電氣參數(shù)。功能特性：物理層的功能特性是指接口的信號根據(jù)其來源、作用以及與其它信號之間 的關系而各自具有

10、的特定功能。CCITT V.24建議采用每根接口信號線定義一個功能的方法， 這個建議已使用很多年了，是規(guī)定接口信號線功能的主要標準之一。而CCITT X.24則建議采用每根接口信號線可定義多個功能的方法，這種多重復用一根接口信號線的方法可以減少接 口信號線的數(shù)量。EIARS-232和EIARS-499標準采用V.24建議，CCITT X.21接口則采用X.24 建議。接口信號線按功能一般可分為數(shù)據(jù)信號線、控制信號線、定時信號線和接地線等四 . 類。信號線的名稱可以采用數(shù)字、字母組合或英文縮寫三種方式來命名。CCITTV.24建議數(shù)字命名法。規(guī)程特性：物理層的規(guī)程性規(guī)定了使用交換電路進行數(shù)據(jù)交換

11、的控制步驟，這些控制步 驟的應用使得比特流傳輸?shù)靡酝瓿?。一個標準的最后形成，是一個需要經(jīng)過不斷的探討和逐 步完善的過程。目前，有關專家正在考慮是否將物理層規(guī)程特性中的部分較高級的功能劃分 到OS模型的第二層即數(shù)據(jù)鏈路層中去。3網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡設備的品牌型號、功能特性、和性能指標3.1 網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)是指在兩個通信設備之間實現(xiàn)的物理連接部分，它能將信號從一方傳輸?shù)搅硪环剑芯€傳輸介質(zhì)主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。雙絞線和同軸電纜傳輸電信號， .光纖傳輸光信號。無線傳輸介質(zhì)指我們周圍的自由空間。我們利用無線電波在自由空間的傳播可以實現(xiàn)多種無線通信。在自由空間傳輸?shù)碾姶挪ǜ鶕?jù)頻譜可將其分

12、為無線電波、微波、紅外線、激 光等，信息被加載在電磁波上進行傳輸。不同的傳輸介質(zhì)，其特性也各不相同。他們不同的特性對網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)通信質(zhì)量和通信速度有較大影響絡傳輸介質(zhì)是指在網(wǎng)絡中傳輸信息的.載體，常用的傳輸介質(zhì)分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)兩大類。3.2 網(wǎng)絡設備中繼器是局域網(wǎng)互連的最簡單設備，它工作在OSI體系結(jié)構(gòu)的物理層，它接收并識別網(wǎng)絡信號，然后再生信號并將其發(fā)送到網(wǎng)絡的其他分支上。要保證中繼器能夠正確工作，首先 要保證每一個分支中的數(shù)據(jù)包和邏輯鏈路協(xié)議是相同的。例如，在802.3以太局域網(wǎng)和802.5令牌環(huán)局域網(wǎng)之間，中繼器是無法使它們通信的。網(wǎng)橋工作于OS體系的數(shù)據(jù)鏈路層。所以OS模型

13、數(shù)據(jù)鏈路層以上各層的信息對網(wǎng)橋來 . 說是毫無作用的。所以協(xié)議的理解依賴于各自的計算機。網(wǎng)橋包含了中繼器的功能和特性， 不僅可以連接多種介質(zhì)，還能連接不同的物理分支，如以太網(wǎng)和令牌網(wǎng)，|能將數(shù)據(jù)包在更大 的范圍內(nèi)傳送。網(wǎng)橋的典型應用是將局域網(wǎng)分段成子網(wǎng)，從而降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i，這樣的網(wǎng)橋叫“本地”橋。用于廣域網(wǎng)上的網(wǎng)橋叫做“遠地”橋。兩種類型的橋執(zhí)行同樣的功能， 只是所用的網(wǎng)絡接口不同。路由器工作在OS體系結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡層，這意味著它可以在多個網(wǎng)絡上交換和路由數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)包。路由器通過在相對獨立的網(wǎng)絡中交換具體協(xié)議的信息來實現(xiàn)這個目標。比起網(wǎng)橋， 路由器不但能過濾和分隔網(wǎng)絡信息流、連接網(wǎng)絡分支，還

14、能訪問數(shù)據(jù)包中更多的信息。并且 用來提高數(shù)據(jù)包的傳輸效率。網(wǎng)關把信息重新包裝的目的是適應目標環(huán)境的要求。網(wǎng)關能互連異類的網(wǎng)絡，網(wǎng)關從一個環(huán)境中讀取數(shù)據(jù)，剝?nèi)?shù)據(jù)的老協(xié)議，然后用目標網(wǎng)絡的協(xié)議進行重新包裝。 網(wǎng)關的一個較為常見的用途是在局域網(wǎng)的微機和小型機或大型機之間作翻譯。硬件防火墻是指把防火墻程序做到芯片里面，由硬件執(zhí)行這些功能，能減少CPU勺負擔,使路由更穩(wěn)定。硬件防火墻是保障內(nèi)部網(wǎng)絡安全的一道重要屏障。它的安全和穩(wěn)定，直接關系到整個內(nèi)部網(wǎng)絡的安全。因此，日常例行的檢查對于保證硬件防火墻的安全是非常 重要的。4數(shù)據(jù)編碼技術數(shù)據(jù)編碼是指把需要加工處理的數(shù)據(jù)庫信息，用特寫的數(shù)字來表示的一種技術

15、，是根據(jù)一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和目標的定性特征，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為代碼或編碼字符，在數(shù)據(jù)傳輸中表示數(shù)據(jù)組 成，并作為傳送、接受和處理的一組規(guī)則和約定。由于計算機要處理的數(shù)據(jù)信息十分龐雜， 有些數(shù)據(jù)庫所代表的含義又使人難以記憶。為了便于使用，容易記憶，常常要對加工處理的 對象進行編碼用一個編碼符合代表一條信息或一審數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)進行編碼在計算機的管理中非常重要，可以方便地進行信息分類、校核、合計、檢索等操作。因此，數(shù)據(jù)編碼就成為 計算機處理的關鍵。 即不同的信息記錄應當采用不同的編碼，I 一個碼點可以代表一條信息記 錄。人們可以利用編碼來識別每一個記錄，區(qū)別處理方法，進行分類和校核，從而克服項目 參差不齊的缺點，

16、節(jié)省存儲空間，提高處理速。幾種常見的數(shù)據(jù)編碼方案有：單極性碼 ，極性碼,雙極性碼，歸零碼，不歸零碼，雙相碼， 曼徹斯特編碼，差分曼徹斯特編碼，多電平編碼。單極性碼：在這種編碼方案中，只適用正的（或負的）電壓表示數(shù)據(jù)。單極性碼用在電傳打字機接口以及PCL和TT怵容的接口中，這種代碼需要單獨的時鐘信號配合定時，否則當傳送一長用0或1時，發(fā)送機和接收機的時鐘將無法定時，單極性碼的抗噪聲特性也不好.曼徹斯特碼七高電平到低電平的轉(zhuǎn)換邊表示"0",低電平到高電平的轉(zhuǎn)換邊表示"1",位中間的電平轉(zhuǎn)換邊既表示數(shù)據(jù)代碼 ，也作定 時信號使用.曼徹斯特編碼用在以太網(wǎng)中| .

17、差分曼徹斯特碼：碼元中間的電平轉(zhuǎn)換邊只作定時信號，而不表示數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)的表示在于每一位開始處是否有電平轉(zhuǎn)換 ：有電平轉(zhuǎn)換表示0, 無電平轉(zhuǎn)換表示1,差分曼徹斯特編碼用在令牌環(huán)網(wǎng)中。5數(shù)據(jù)調(diào)制技術“調(diào)制”是用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)?！罢{(diào)制”與“解調(diào)”才是完全相反的兩個過程。模擬通信中可采用調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相等多種調(diào)制方式來調(diào)制信號；在數(shù)字通信中，數(shù) 字數(shù)據(jù)通常采用：幅移鍵控（Amplitude Shift Keying , ASK、頻移鍵控（Frequency Shift Keying, FSK、相移鍵控（Phase Shift Keying , PSK這三種調(diào)制方式常用的數(shù)字調(diào)制技術有 2AS

18、K 4ASK 8ASK BPSK QPSK 8PSK 2FSK 4FSK,頻帶利 用率從1bit/s/Hz3bit/s/Hz 。更有將幅度與相位聯(lián)合調(diào)制的 QAMfc術數(shù)字調(diào)制就是將數(shù)字符號變成適合于信道傳輸?shù)牟ㄐ?。所用載波一般是余弦信號，調(diào)制 信號為數(shù)字基帶信號。利用基帶信號去控制載波的某個參數(shù)，就完成了調(diào)制。調(diào)制的方法主要是通過改變余弦波的幅度、相位或頻率來傳送信息。其基本原理是把數(shù)據(jù)信 號寄生在載波的上述三個參數(shù)有栽一個上，即用數(shù)據(jù)信號來進行幅度調(diào)制、頻率調(diào)制，或相 位調(diào)制。調(diào)制的基本原理是用數(shù)字信號對載波的不同參量進行調(diào)制，其基本公式：載波S （t）=Acos （ t+ 巾）S （t）

19、的參量包括：幅度A頻率、初相位少,調(diào)制就是要使 A、或少隨數(shù)字基帶信 號的變化而變化。其中AS明制方式是用載波的兩個不同振幅表示 0和1; FSKM制方式是用載 波的兩個不同頻率表示0和1；而PSKS制方式是用載波的起始相位的變化表示 0和1。6寬帶接入技術寬帶是相對傳統(tǒng)撥號上網(wǎng)而言，盡管目前沒有統(tǒng)一標準規(guī)定寬帶的帶寬應達到多少，但 依據(jù)大眾習慣和網(wǎng)絡多媒體數(shù)據(jù)流量考慮，網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸速率至少應達到256Kbps才能稱之為寬帶，其最大優(yōu)勢是帶寬遠遠超過 56Kbps撥號上網(wǎng)方式。光纖接入網(wǎng)：光纖具有寬帶、遠距離傳輸能力強、保密性好、抗干擾能力強等優(yōu)點，是未來接入網(wǎng)的主要實現(xiàn)技術。FTTHf式指

20、光纖直通用戶家中，一般僅需要一至二條用戶線，短 期內(nèi)經(jīng)濟性欠佳，但卻是長遠的發(fā)展方案！FTTX+LAN這接入方式是一種利用光纖加五類網(wǎng)絡線方式實現(xiàn)寬帶接入方案，實現(xiàn)千兆 光纖到小區(qū)（大樓）中心交換機，中心交換機和樓道交換機以百兆光纖或五類網(wǎng)絡線相連，樓 道內(nèi)采用綜合布線，用戶上網(wǎng)速率無上限限制，網(wǎng)絡可擴展性強，投資規(guī)模小。另有光纖到 辦公室、光纖到戶、光纖到桌面等多種接入方式滿足不同用戶的需求。FTTX+LANf式采用星型網(wǎng)絡拓撲，用戶共享帶寬。在光纖到大樓或小區(qū)后采用以太網(wǎng)接入（即FTTx+LAN是被廣泛看好而又爭議不斷的寬帶接人手段。以太網(wǎng)接入采用 5類非屏蔽雙絞線（UTP）作為接入線路， 需要在樓