計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第07講)

1、軟件學(xué)院軟件學(xué)院1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第七講）主講：李 勇二零一四年九月軟件學(xué)院2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講義2上次課主要內(nèi)容o 數(shù)據(jù)傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式n同步傳輸同步傳輸n異步傳輸異步傳輸o 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)n頻分復(fù)用頻分復(fù)用n時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用n波分復(fù)用波分復(fù)用n碼分多址碼分多址o 差錯(cuò)校驗(yàn)與控制差錯(cuò)校驗(yàn)與控制軟件學(xué)院32.5 傳輸媒體傳輸媒體o 在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，傳輸媒體在物理層之外在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，傳輸媒體在物理層之外。o 傳輸媒體又稱為媒體、傳輸介質(zhì)或傳輸媒介傳輸媒體又稱為媒體、傳輸介質(zhì)或傳輸媒介。o 傳輸媒體是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收傳輸媒體是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理

2、線路。器之間的物理線路。o 媒體分為導(dǎo)向媒體和非導(dǎo)向媒體。媒體分為導(dǎo)向媒體和非導(dǎo)向媒體。軟件學(xué)院41、導(dǎo)向傳輸媒體o 所謂的導(dǎo)向傳輸媒體是指信號沿著媒體鋪設(shè)所謂的導(dǎo)向傳輸媒體是指信號沿著媒體鋪設(shè)的方向傳播并被限制在媒體的物理邊界內(nèi)的的方向傳播并被限制在媒體的物理邊界內(nèi)的媒體。媒體。 1、雙絞線、雙絞線 2、同軸電纜、同軸電纜 3、光纜、光纜軟件學(xué)院5雙絞線概述o雙絞線由兩條包著絕緣材料的導(dǎo)體組成，這兩條導(dǎo)體按照每雙絞線由兩條包著絕緣材料的導(dǎo)體組成，這兩條導(dǎo)體按照每10厘厘米交叉至少米交叉至少3次的標(biāo)準(zhǔn)均勻的纏繞在一起（絞合度）。次的標(biāo)準(zhǔn)均勻的纏繞在一起（絞合度）。1、之所以采用雙絞線是因?yàn)橥ㄟ^

3、交叉可以抵消導(dǎo)線上的噪聲，、之所以采用雙絞線是因?yàn)橥ㄟ^交叉可以抵消導(dǎo)線上的噪聲，從而減少對雙絞線中信號的影響。從而減少對雙絞線中信號的影響。2、根據(jù)是否提供對其他線路引起的干擾屏蔽功能，雙絞線分為、根據(jù)是否提供對其他線路引起的干擾屏蔽功能，雙絞線分為屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線(UTP)。軟件學(xué)院6屏蔽雙絞線o 屏蔽雙絞線（屏蔽雙絞線（STPSTP）是屏蔽的雙絞線由）是屏蔽的雙絞線由8 8根根4 4對外部包有對外部包有絕緣材料的導(dǎo)體組成，在絕緣材料的導(dǎo)體組成，在4 4對雙絞線的外層加上一層金對雙絞線的外層加上一層金屬箔或金屬網(wǎng)格，然后再加一層聚氯乙烯外皮。屬箔或金

4、屬網(wǎng)格，然后再加一層聚氯乙烯外皮。 1 1、之所以加一層金屬箔或金屬網(wǎng)格，是用來屏蔽外、之所以加一層金屬箔或金屬網(wǎng)格，是用來屏蔽外來的干擾。來的干擾。 2 2、需要注意的是，如果使用屏蔽的雙絞線進(jìn)行布線、需要注意的是，如果使用屏蔽的雙絞線進(jìn)行布線，則屏蔽層必須接地。，則屏蔽層必須接地。軟件學(xué)院7非屏蔽雙絞線o非屏蔽雙絞線（非屏蔽雙絞線（UTP） 是經(jīng)常使用的一種雙絞線。與屏蔽雙絞是經(jīng)常使用的一種雙絞線。與屏蔽雙絞線唯一不同的是沒有金屬箔或金屬網(wǎng)格。線唯一不同的是沒有金屬箔或金屬網(wǎng)格。 1、抗干擾能力不如屏蔽雙絞線、抗干擾能力不如屏蔽雙絞線序號序號電纜種類電纜種類抗干擾能力抗干擾能力1UTP 電

5、纜（無屏蔽層）電纜（無屏蔽層）40dB2STP 電纜（鋁箔屏蔽）電纜（鋁箔屏蔽）85dB 2、在非屏蔽雙絞線中、在非屏蔽雙絞線中8根導(dǎo)體具有不同的顏色，通常是：根導(dǎo)體具有不同的顏色，通常是： （1）白橙、橙：纏繞在一起，成為一對；）白橙、橙：纏繞在一起，成為一對； （2）白藍(lán)、藍(lán)：纏繞在一起，成為一對；）白藍(lán)、藍(lán)：纏繞在一起，成為一對； （3）白綠、綠：纏繞在一起，成為一對；）白綠、綠：纏繞在一起，成為一對； （4）白褐、褐：纏繞在一起，成為一對。）白褐、褐：纏繞在一起，成為一對。軟件學(xué)院8雙絞線分類o雙絞線按質(zhì)量劃分為如下雙絞線按質(zhì)量劃分為如下8種：種： 1、1類雙絞線類雙絞線 750kHZ

6、 在電話系統(tǒng)中使用的雙絞線，這種類別的雙絞線只適合傳輸語音信號和低速的數(shù)據(jù)信號。在電話系統(tǒng)中使用的雙絞線，這種類別的雙絞線只適合傳輸語音信號和低速的數(shù)據(jù)信號。 2、2類雙絞線類雙絞線 1MHz 適用于傳輸語音信號和適用于傳輸語音信號和4Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 3、3類雙絞線類雙絞線 16MHz 絞合長度為絞合長度為2.53.3cm，適用于語音傳輸和最大，適用于語音傳輸和最大10Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 4、4類雙絞線類雙絞線 20MHz 絞合長度小于絞合長度小于2.5cm ，加上其他條件使線路適用于語音傳輸和最大，加上其他條件使線路適用于語音傳輸和最大16Mb

7、ps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 5、5類雙絞線類雙絞線 100MHz 絞合長度為絞合長度為0.60.85cm,適用于語音傳輸和最大適用于語音傳輸和最大100Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 6、超、超5類雙絞線類雙絞線 100MHz 適用于語音傳輸和最大適用于語音傳輸和最大155Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。 7、6類雙絞線類雙絞線 250MHz 適用于語音傳輸和最大適用于語音傳輸和最大1000Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸 。 8、7類雙絞線類雙絞線 600MHz 在在10G以太網(wǎng)中使用。以太網(wǎng)中使用。 軟件學(xué)院9雙絞線接線標(biāo)準(zhǔn)o 1991年，針對在工程中如何使

8、用雙絞線，美國電子工年，針對在工程中如何使用雙絞線，美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)業(yè)協(xié)會(huì)EIA和電信工業(yè)協(xié)會(huì)和電信工業(yè)協(xié)會(huì)TIA聯(lián)合發(fā)布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)合發(fā)布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，EIA/TIA-586。o 1995更新為更新為EIA/TIA-568A，隨后又產(chǎn)生了，隨后又產(chǎn)生了EIA/TIA-568B。o EIA/TIA-568B是工程中經(jīng)常采用的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是工程中經(jīng)常采用的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在工程如何進(jìn)行雙絞線的連接。規(guī)定了在工程如何進(jìn)行雙絞線的連接。軟件學(xué)院10EIA/TIA-568B 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容線序表表 EIA/TIA-568BEIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)鉸接線的線序標(biāo)準(zhǔn)鉸接線的線序序號序號顏色色標(biāo)顏色色標(biāo)對應(yīng)

9、于對應(yīng)于RJ45RJ45序號序號1 1橙白橙白1 12 2橙橙2 23 3綠白綠白3 34 4藍(lán)藍(lán)4 45 5藍(lán)白藍(lán)白5 56 6綠綠6 67 7棕白棕白7 78 8棕棕8 8EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)接線示意圖標(biāo)準(zhǔn)接線示意圖EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)RJ45接線示意圖接線示意圖軟件學(xué)院11EIA/TIA-568B 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容接線方法Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)定義普通線的連接示意圖標(biāo)準(zhǔn)定義普通線的連接示意圖 Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)定義鉸接線的連接示意圖標(biāo)

10、準(zhǔn)定義鉸接線的連接示意圖軟件學(xué)院12同軸電纜o 同軸電纜分為同軸電纜分為50和和75兩種。兩種。1、同軸電纜比雙絞線屏蔽性好，因此可以以、同軸電纜比雙絞線屏蔽性好，因此可以以更高的速度傳輸?shù)酶h(yuǎn)；更高的速度傳輸?shù)酶h(yuǎn)；2、同軸電纜的連接采用、同軸電纜的連接采用T型頭和型頭和BNC頭；頭；3、50的同軸電纜采用基帶傳輸，的同軸電纜采用基帶傳輸，75采用采用寬帶傳輸。寬帶傳輸。o 寬帶電纜系統(tǒng)分為雙電纜系統(tǒng)和單電纜系統(tǒng)。寬帶電纜系統(tǒng)分為雙電纜系統(tǒng)和單電纜系統(tǒng)。軟件學(xué)院13光纜o光纜主要使用其中的光纖傳輸光信號，光纖通常由纖芯和包層構(gòu)成。光纜主要使用其中的光纖傳輸光信號，光纖通常由纖芯和包層構(gòu)成。1

11、、非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，稱為纖芯，然后和包層一起構(gòu)成雙層、非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，稱為纖芯，然后和包層一起構(gòu)成雙層通信圓柱體。纖芯很細(xì)，其直徑只有通信圓柱體。纖芯很細(xì)，其直徑只有8至至100um。光波通過纖芯進(jìn)行傳。光波通過纖芯進(jìn)行傳導(dǎo)；導(dǎo)；2、光線在光纖中利用全反射進(jìn)行傳播，之所以產(chǎn)生全反射是因?yàn)楣庠诓?、光線在光纖中利用全反射進(jìn)行傳播，之所以產(chǎn)生全反射是因?yàn)楣庠诓煌芏鹊慕橘|(zhì)中的傳輸速度不一致，具體體現(xiàn)在折射率上；同密度的介質(zhì)中的傳輸速度不一致，具體體現(xiàn)在折射率上；3、由于包層和纖芯具有不同的折射率，當(dāng)光線從高折射率射向低折射率、由于包層和纖芯具有不同的折射率，當(dāng)光線從高折射率射向

12、低折射率時(shí)，其折射角大于入射角，如果入射角足夠大，就會(huì)出現(xiàn)全反射。時(shí)，其折射角大于入射角，如果入射角足夠大，就會(huì)出現(xiàn)全反射。軟件學(xué)院14光纜構(gòu)成o光纜由光纖及其輔助材料組成。光纜由光纖及其輔助材料組成。外護(hù)套外護(hù)套遠(yuǎn)供電源線遠(yuǎn)供電源線光纖及其包層光纖及其包層填充物填充物加強(qiáng)芯加強(qiáng)芯外徑外徑內(nèi)徑內(nèi)徑光纖示意圖光纖示意圖4芯光纜構(gòu)成示意圖芯光纜構(gòu)成示意圖o光纜通信至少需要收發(fā)兩條光纖。光纜通信至少需要收發(fā)兩條光纖。o光纜可以有光纜可以有2芯、芯、4芯等。芯等。o光纜可以分為室外光纜和室內(nèi)光纜光纜可以分為室外光纜和室內(nèi)光纜。軟件學(xué)院15光纖中的光信號與光傳播系統(tǒng)o光的全反射，解決了光信號在介質(zhì)中傳播

13、的問題，為光信號在光纖中光的全反射，解決了光信號在介質(zhì)中傳播的問題，為光信號在光纖中的傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。的傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。o光信號利用光傳播系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。光傳播系統(tǒng)包括光源、傳輸介質(zhì)和光信號利用光傳播系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。光傳播系統(tǒng)包括光源、傳輸介質(zhì)和檢測器；檢測器；o在光傳播系統(tǒng)中利用光脈沖表示數(shù)據(jù)，一個(gè)光脈沖表示在光傳播系統(tǒng)中利用光脈沖表示數(shù)據(jù)，一個(gè)光脈沖表示1，無光脈沖，無光脈沖表示表示0。 1、主要使用的波段為、主要使用的波段為0.85um、1.30um 和和1.55um， 0.85um衰減較大；衰減較大；2、每個(gè)波段具有、每個(gè)波段具有25000-30000GHz的帶寬。的帶寬。o光通訊系統(tǒng)的模

14、型應(yīng)用示例如下：光通訊系統(tǒng)的模型應(yīng)用示例如下：光電光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器光電光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器電信號電信號光信號光信號電信號電信號電介質(zhì)電介質(zhì)光介質(zhì)光介質(zhì)電介質(zhì)電介質(zhì)軟件學(xué)院16多模光纖與單模光纖o 根據(jù)傳播機(jī)制的不同，光纖分為單膜和多膜。根據(jù)傳播機(jī)制的不同，光纖分為單膜和多膜。 1、單膜傳輸距離遠(yuǎn)；、單膜傳輸距離遠(yuǎn)； 2、多膜傳輸距離近。、多膜傳輸距離近。軟件學(xué)院17多模光纖o 光纖的孔徑可以容納多條不同角度入射的光線在光纖中光纖的孔徑可以容納多條不同角度入射的光線在光纖中傳輸，這樣的光纖稱為多模光纖。傳輸，這樣的光纖稱為多模光纖。o 光脈沖在多模光纖中傳輸會(huì)逐漸展寬，造成失真，因此光脈沖在多模光纖

15、中傳輸會(huì)逐漸展寬，造成失真，因此只適合近距離傳輸。只適合近距離傳輸。輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖內(nèi)徑內(nèi)徑外徑外徑o 常用的多模光纖為常用的多模光纖為50/125um，62.5/125um。軟件學(xué)院18單模光纖o 光纖的孔徑只能容納一條光線（光纖的直徑只有一個(gè)光光纖的孔徑只能容納一條光線（光纖的直徑只有一個(gè)光的波長）在光纖中傳輸，這樣的光纖稱為單模光纖。的波長）在光纖中傳輸，這樣的光纖稱為單模光纖。o 光脈沖在單模光纖中傳輸不會(huì)產(chǎn)生多次反射，不會(huì)造成光脈沖在單模光纖中傳輸不會(huì)產(chǎn)生多次反射，不會(huì)造成失真，因此適合長距離傳輸。失真，因此適合長距離傳輸。輸入脈沖輸入脈沖內(nèi)徑內(nèi)徑外徑外徑o 常用的單

16、模光纖為常用的單模光纖為10/125um，9/125um。輸出脈沖輸出脈沖軟件學(xué)院19光纖的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)o光纖的主要優(yōu)點(diǎn)光纖的主要優(yōu)點(diǎn) 1、傳輸頻帶非常寬，通信容量大；、傳輸頻帶非常寬，通信容量大； 2、傳輸損耗小，中繼距離長；、傳輸損耗小，中繼距離長； 3、抗雷電和電磁干擾性好；、抗雷電和電磁干擾性好； 4、無串音干擾，保密性好；、無串音干擾，保密性好； 5、體積小、重量輕，減小施工難度。、體積小、重量輕，減小施工難度。o光纖的缺點(diǎn)光纖的缺點(diǎn) 1、兩根光纖精確的連接比較困難；、兩根光纖精確的連接比較困難； 2、光的傳播是單向的；、光的傳播是單向的； 3、光纖的價(jià)格比較貴。、光纖的價(jià)格比較貴。軟

17、件學(xué)院202、非導(dǎo)向傳輸媒體o 非導(dǎo)向傳輸媒體是指不使用物理導(dǎo)體來傳輸電非導(dǎo)向傳輸媒體是指不使用物理導(dǎo)體來傳輸電磁波，而是將信號通過空氣（也可以通過水）磁波，而是將信號通過空氣（也可以通過水）廣播出去，從而使任何一個(gè)具有接收設(shè)備的客廣播出去，從而使任何一個(gè)具有接收設(shè)備的客戶都能接收它。無線通信采用非導(dǎo)向媒體。戶都能接收它。無線通信采用非導(dǎo)向媒體。o 無線通訊可采用的頻段很廣。根據(jù)不同的頻段無線通訊可采用的頻段很廣。根據(jù)不同的頻段可用的無線傳輸應(yīng)用系統(tǒng)有：無線電通信系統(tǒng)可用的無線傳輸應(yīng)用系統(tǒng)有：無線電通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)、紅外通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通、微波通信系統(tǒng)、紅外通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)等

18、。信系統(tǒng)等。軟件學(xué)院21無線通信概述o在不適合使用導(dǎo)向媒體的場合無線通信是唯一的選擇在不適合使用導(dǎo)向媒體的場合無線通信是唯一的選擇 1 1、高山、大河；、高山、大河； 2 2、歷史保護(hù)；、歷史保護(hù)； 3 3、移動(dòng)通訊。、移動(dòng)通訊。o無線傳輸采用電磁波作為介質(zhì)無線傳輸采用電磁波作為介質(zhì) 1 1、利用頻率、波長和光速三個(gè)參數(shù)描述電磁波。、利用頻率、波長和光速三個(gè)參數(shù)描述電磁波。 （1 1）電磁波每秒震動(dòng)的次數(shù)為頻率（）電磁波每秒震動(dòng)的次數(shù)為頻率（f f）；）； （2 2）兩個(gè)相鄰的波峰間的距離為波長（）兩個(gè)相鄰的波峰間的距離為波長（）；）； （3 3）電磁波在真空中傳輸?shù)乃俣葹楣馑伲ǎ╇姶挪ㄔ谡婵?/p>

19、中傳輸?shù)乃俣葹楣馑伲╟ c）。）。 2 2、三者的關(guān)系是：、三者的關(guān)系是： f=cf=c。軟件學(xué)院22無線通信的頻段劃分頻段劃分頻段劃分頻率范圍頻率范圍甚低頻(VLF)3KHz-30KHz低頻(LF)30kHz中頻(MF)300kHz-3MHz高頻(HF)3MHz-30MHz甚高頻(VHF)30MHz-300MHz特高頻(UHF)30MHz-3GHz超高頻(SHF)3GHz-30GHz極高頻(EHF)30GHzo 無線電磁波分為八個(gè)頻段，由政府統(tǒng)一管理無線電磁波分為八個(gè)頻段，由政府統(tǒng)一管理。軟件學(xué)院23無線通信的原理o無線電技術(shù)認(rèn)為地球外有對流層和電離層，無線通信利用它們進(jìn)行信號無線電技術(shù)認(rèn)為

20、地球外有對流層和電離層，無線通信利用它們進(jìn)行信號傳輸。傳輸。 1、對流層是指地球大氣層距離地面、對流層是指地球大氣層距離地面30英里的大氣層；英里的大氣層； 2、電離層是指在對流層之上而在太空以下的大氣層。、電離層是指在對流層之上而在太空以下的大氣層。o無線電波利用對流層和電離層，通過五種不同的傳播方式進(jìn)行傳輸無線電波利用對流層和電離層，通過五種不同的傳播方式進(jìn)行傳輸 1、球面?zhèn)鞑ィ涸诖髿獾淖畹蛯舆M(jìn)行，信號位于最低的頻段，信號沿地球、球面?zhèn)鞑ィ涸诖髿獾淖畹蛯舆M(jìn)行，信號位于最低的頻段，信號沿地球表面?zhèn)鞑ァ鬏數(shù)木嚯x取決于信號的能量。表面?zhèn)鞑?。傳輸?shù)木嚯x取決于信號的能量。 2、對流層傳播：可以以直

21、線形式傳播，也可向?qū)α鲗虞^高層次廣播，然、對流層傳播：可以以直線形式傳播，也可向?qū)α鲗虞^高層次廣播，然后反射回地面。后反射回地面。 3、電離層傳播：信號發(fā)送到電離層，然后反射回地面，可以以較小的能、電離層傳播：信號發(fā)送到電離層，然后反射回地面，可以以較小的能量傳播更遠(yuǎn)的距離。量傳播更遠(yuǎn)的距離。 4、視線傳播：甚高頻信號直接從一根天線傳輸?shù)搅硪桓炀€，天線必須、視線傳播：甚高頻信號直接從一根天線傳輸?shù)搅硪桓炀€，天線必須是有方向的。是有方向的。 5、空間傳播：利用衛(wèi)星代替大氣折射。、空間傳播：利用衛(wèi)星代替大氣折射。軟件學(xué)院24常用的無線通訊技術(shù)o 無線電傳輸技術(shù)無線電傳輸技術(shù)o 微波通訊技術(shù)微波

22、通訊技術(shù)o 紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù)軟件學(xué)院25無線電傳輸技術(shù)o 無線電傳輸采用無線電傳輸采用104-108Hz的頻率范圍，主要在低頻的頻率范圍，主要在低頻、中頻、高頻和甚高頻頻段。、中頻、高頻和甚高頻頻段。1、無線電波容易產(chǎn)生，且傳輸距離很遠(yuǎn)；、無線電波容易產(chǎn)生，且傳輸距離很遠(yuǎn)；2、無線電波是全向的；、無線電波是全向的；3、在低頻頻段，無線電波很容易穿透建筑物，而在高、在低頻頻段，無線電波很容易穿透建筑物，而在高頻部分，無線電波傾向于直線傳播，不容易穿透建筑物頻部分，無線電波傾向于直線傳播，不容易穿透建筑物；4、無線電波容易受到雨水、雪以及其他電子設(shè)備的干、無線電波容易受到雨水、雪以及其他電

23、子設(shè)備的干擾；擾；5、由于全向傳輸，且傳輸距離較遠(yuǎn)，無線電波的相互、由于全向傳輸，且傳輸距離較遠(yuǎn)，無線電波的相互干擾很嚴(yán)重，所以，政府要嚴(yán)格管理。干擾很嚴(yán)重，所以，政府要嚴(yán)格管理。軟件學(xué)院26微波通信技術(shù)微波通信技術(shù)o微波通信采用視線傳播，在電磁波中，微波頻率范圍在微波通信采用視線傳播，在電磁波中，微波頻率范圍在108-1012Hz之間。之間。 1、信號通過天線發(fā)送和接收，天線越高，信號傳輸距離越遠(yuǎn)；、信號通過天線發(fā)送和接收，天線越高，信號傳輸距離越遠(yuǎn)； 2、一般情況下，微波傳輸在、一般情況下，微波傳輸在50km左右，如果遠(yuǎn)距離傳輸需要中左右，如果遠(yuǎn)距離傳輸需要中繼站；繼站； 3、微波通信一次

24、只能向一個(gè)方向傳播，因此雙向傳輸需要兩種頻、微波通信一次只能向一個(gè)方向傳播，因此雙向傳輸需要兩種頻率。率。地球表面地球表面50km軟件學(xué)院27微波通信技術(shù)的中繼o 微波通信中繼可以采用微波接力通信和衛(wèi)星通信兩種形微波通信中繼可以采用微波接力通信和衛(wèi)星通信兩種形式，但主要采用地面微波接力通信。式，但主要采用地面微波接力通信。o 計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)采用的是微波通訊技術(shù)。計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)采用的是微波通訊技術(shù)。地球表面地球表面中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站軟件學(xué)院28紅外通信技術(shù)o 使用的頻段在使用的頻段在10101212-10-101414HzHz范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。o 廣泛用于短距離通訊。

25、廣泛用于短距離通訊。o 它們有方向性，簡單、造價(jià)低，但不能穿越固體物資（它們有方向性，簡單、造價(jià)低，但不能穿越固體物資（既是缺點(diǎn)，也是優(yōu)勢）。既是缺點(diǎn)，也是優(yōu)勢）。o 紅外防竊聽比無線電系統(tǒng)要好。紅外防竊聽比無線電系統(tǒng)要好。o 紅外系統(tǒng)使用的頻段不需要政府的批準(zhǔn)。紅外系統(tǒng)使用的頻段不需要政府的批準(zhǔn)。o 家電的遙控系統(tǒng)是引用最廣的一個(gè)領(lǐng)域。家電的遙控系統(tǒng)是引用最廣的一個(gè)領(lǐng)域。o 桌面系統(tǒng)是紅外通信應(yīng)用又一個(gè)領(lǐng)域。桌面系統(tǒng)是紅外通信應(yīng)用又一個(gè)領(lǐng)域。軟件學(xué)院292.6 總結(jié)o 通訊系統(tǒng)的模型通訊系統(tǒng)的模型o 信息、數(shù)據(jù)、信號和碼元的定義信息、數(shù)據(jù)、信號和碼元的定義o 信道的極限容量信道的極限容量o

26、信道復(fù)用信道復(fù)用o 數(shù)據(jù)交換方式數(shù)據(jù)交換方式o 數(shù)據(jù)傳輸方法數(shù)據(jù)傳輸方法o 差錯(cuò)校驗(yàn)和控制差錯(cuò)校驗(yàn)和控制o 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)軟件學(xué)院軟件學(xué)院第第3章章 物理層物理層o3.1 物理層概述物理層概述o3.2 物理層協(xié)議物理層協(xié)議o3.3 物理層設(shè)備物理層設(shè)備o3.4 總結(jié)總結(jié)軟件學(xué)院313.1 物理層概述物理層概述o物理層是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中最下面的一層，主要解決計(jì)算機(jī)在各種不同通物理層是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中最下面的一層，主要解決計(jì)算機(jī)在各種不同通信線路上傳輸數(shù)據(jù)比特流的問題，這些問題包括：信線路上傳輸數(shù)據(jù)比特流的問題，這些問題包括：1、計(jì)算機(jī)與通信線路（傳輸設(shè)備和傳輸媒體）的接口問題，包括：接口、計(jì)算機(jī)與

27、通信線路（傳輸設(shè)備和傳輸媒體）的接口問題，包括：接口形狀、引腳的規(guī)格和作用以及鎖定機(jī)制等；形狀、引腳的規(guī)格和作用以及鎖定機(jī)制等；2、比特流傳輸問題，包括：信號電平、信號編碼、傳送方式、物理連接、比特流傳輸問題，包括：信號電平、信號編碼、傳送方式、物理連接的建立和拆除等問題；的建立和拆除等問題；3、屏蔽通信線路的差異，向數(shù)據(jù)鏈路層提供無差異的、透明的、不可靠、屏蔽通信線路的差異，向數(shù)據(jù)鏈路層提供無差異的、透明的、不可靠的比特流傳輸服務(wù)。的比特流傳輸服務(wù)。o物理層采用的協(xié)議稱為物理層規(guī)程。物理層采用的協(xié)議稱為物理層規(guī)程。o物理層不包括傳輸媒體。物理層不包括傳輸媒體。o數(shù)據(jù)傳輸采用串行的方式，傳輸單

28、位為比特。數(shù)據(jù)傳輸采用串行的方式，傳輸單位為比特。o物理層不涉及尋址，因此不需要地址。物理層不涉及尋址，因此不需要地址。軟件學(xué)院32物理層工作過程物理層工作過程o信源信源1 1、從數(shù)據(jù)鏈路層接收比特流（服務(wù)訪問點(diǎn)、服務(wù)）；、從數(shù)據(jù)鏈路層接收比特流（服務(wù)訪問點(diǎn)、服務(wù)）； 2 2、將并行傳輸轉(zhuǎn)換成串行傳輸（協(xié)議、傳輸方式）。、將并行傳輸轉(zhuǎn)換成串行傳輸（協(xié)議、傳輸方式）。3 3、將比特流編碼成碼元，并將其發(fā)送到物理鏈路上（編碼、信號、將比特流編碼成碼元，并將其發(fā)送到物理鏈路上（編碼、信號與信道）。與信道）。4 4、媒體實(shí)現(xiàn)信號的傳輸（媒體）。、媒體實(shí)現(xiàn)信號的傳輸（媒體）。o信宿信宿1 1、從媒體上識

29、別碼元；、從媒體上識別碼元；2 2、將碼元譯碼成比特流；、將碼元譯碼成比特流；3 3、將串行傳輸轉(zhuǎn)換成并行傳輸；、將串行傳輸轉(zhuǎn)換成并行傳輸；4 4、將比特流交給數(shù)據(jù)鏈路層。、將比特流交給數(shù)據(jù)鏈路層。軟件學(xué)院33物理層工作示意圖物理層工作示意圖 比特流 比特流 傳輸媒體 數(shù)據(jù)鏈路層 幀 01110101011101 曼徹斯特 0 1 1 1 0 1 0 1 1 并轉(zhuǎn)串 編碼 電信號 數(shù)據(jù)鏈路層 幀 01110101011101 0 1 1 1 0 1 0 1 1 曼徹斯特 串轉(zhuǎn)并 譯碼 電信號 物理層 物理層 同步/異步 單、半、全雙工 同步/異步 單、半、全雙工 軟件學(xué)院34物理層功能物理層功

30、能o調(diào)用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提供的信號傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議功能，向數(shù)據(jù)鏈調(diào)用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提供的信號傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議功能，向數(shù)據(jù)鏈路層提供無差異、不可靠和透明的比特流傳輸服務(wù)。路層提供無差異、不可靠和透明的比特流傳輸服務(wù)。1、如何調(diào)用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信號傳輸服務(wù)；、如何調(diào)用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信號傳輸服務(wù)；2、無差異、不可靠和透明的的含義；、無差異、不可靠和透明的的含義；3、比特流傳輸。、比特流傳輸。o上述功能的實(shí)現(xiàn)具體體現(xiàn)在主機(jī)與通信線路上的通信設(shè)備之間的接口的上述功能的實(shí)現(xiàn)具體體現(xiàn)在主機(jī)與通信線路上的通信設(shè)備之間的接口的特性上，這些特性包括：特性上，這些特性包括：1、機(jī)械特性、機(jī)械特性2、電氣特性、

31、電氣特性3、功能特性、功能特性4、規(guī)程特性、規(guī)程特性軟件學(xué)院35機(jī)械特性機(jī)械特性o 機(jī)械特性指網(wǎng)絡(luò)連接傳輸媒體的接口所用接線器的機(jī)械特性指網(wǎng)絡(luò)連接傳輸媒體的接口所用接線器的形狀、尺寸、引腳數(shù)目及其排列、固定和鎖定裝置形狀、尺寸、引腳數(shù)目及其排列、固定和鎖定裝置等。等。1、提供計(jì)算機(jī)與傳輸媒體連接功能；、提供計(jì)算機(jī)與傳輸媒體連接功能；2、屏蔽傳輸媒體的差異性。、屏蔽傳輸媒體的差異性。軟件學(xué)院36電氣特性電氣特性o 電氣特性指在網(wǎng)絡(luò)接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的電氣特性指在網(wǎng)絡(luò)接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。范圍。1、有效數(shù)據(jù)信號電壓范圍；、有效數(shù)據(jù)信號電壓范圍；2、有效控制信號電壓范圍。、有

32、效控制信號電壓范圍。軟件學(xué)院37功能特性功能特性o 功能特性指某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表功能特性指某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。示何種意義。n 1、定義使用的編碼方式；、定義使用的編碼方式；n 2、實(shí)現(xiàn)比特到碼元的轉(zhuǎn)換。、實(shí)現(xiàn)比特到碼元的轉(zhuǎn)換。曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼 差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼 軟件學(xué)院38過程特性過程特性o 過程特性指對于不同功能的各種可能事件出現(xiàn)的順過程特性指對于不同功能的各種可能事件出現(xiàn)的順序。序。1、實(shí)現(xiàn)信號同步；、實(shí)現(xiàn)信號同步；2、實(shí)現(xiàn)并串轉(zhuǎn)換。、實(shí)現(xiàn)并串轉(zhuǎn)換。曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼 差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼 軟件學(xué)院39物理層功能分

33、解物理層功能分解o基本功能基本功能1、比特流接收；、比特流接收；2、并到串的轉(zhuǎn)換；、并到串的轉(zhuǎn)換；3、編碼；、編碼；4、信號的識別；、信號的識別；5、譯碼；、譯碼；6、串到并的轉(zhuǎn)換；、串到并的轉(zhuǎn)換；7、比特流提交。、比特流提交。o其他功能其他功能1、并串轉(zhuǎn)換的緩存管理；、并串轉(zhuǎn)換的緩存管理；2、透明傳輸；、透明傳輸；3、屏蔽傳輸媒體的差異。、屏蔽傳輸媒體的差異。軟件學(xué)院40從體系結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)描述物理層功能從體系結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)描述物理層功能o調(diào)用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提供的信號傳輸功能。調(diào)用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提供的信號傳輸功能。o實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議的功能。實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議的功能。o向數(shù)據(jù)鏈路層提供無差異的、不可靠的和透明的比特

34、流傳輸服向數(shù)據(jù)鏈路層提供無差異的、不可靠的和透明的比特流傳輸服務(wù)。務(wù)。o可理解為物理層向數(shù)據(jù)鏈路層提供了無差異的、不可靠的和透可理解為物理層向數(shù)據(jù)鏈路層提供了無差異的、不可靠的和透明的比特管道。明的比特管道。軟件學(xué)院413.2 物理層規(guī)程物理層規(guī)程o 常用的物理層規(guī)程常用的物理層規(guī)程1、RS-232-C2、ADSL3、同步光纖網(wǎng)、同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列和同步數(shù)字系列SDH軟件學(xué)院421、EIA RS-232-Co 美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)1969年發(fā)布的一個(gè)計(jì)算機(jī)年發(fā)布的一個(gè)計(jì)算機(jī)或終端與調(diào)制解調(diào)器之間的接口標(biāo)準(zhǔn)?；蚪K端與調(diào)制解調(diào)器之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。1、 RS（Recomme

35、nded Standard）、）、232是該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識號碼、是該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識號碼、C是修改版本號；是修改版本號；2、相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)是、相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)是V24；3、該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了、該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了DTE與與DCE之間的機(jī)械、電之間的機(jī)械、電氣、功能和過程特性；氣、功能和過程特性；4、最大傳輸速率為、最大傳輸速率為19.2kbps，最大距離為，最大距離為15m。軟件學(xué)院432、ADSLoADSLADSL（Asymmetric Digital Subscriber LineAsymmetric Digital Subscriber Line，不對稱數(shù)字用戶線），不對稱數(shù)字用戶線）1 1、一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電

36、話線路高速傳輸數(shù)字信息的技術(shù)，是一種、一種利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)電話線路高速傳輸數(shù)字信息的技術(shù)，是一種調(diào)制解調(diào)技術(shù)；調(diào)制解調(diào)技術(shù)；2 2、該技術(shù)將大部分帶寬用來傳輸下行信號，而只用一小部分帶寬來、該技術(shù)將大部分帶寬用來傳輸下行信號，而只用一小部分帶寬來傳輸上行信號；傳輸上行信號；3 3、提供三條信道：高速下行（、提供三條信道：高速下行（1.5Mbps1.5Mbps到到9Mbps9Mbps）、上行（）、上行（640kbps640kbps到到1.536Mbps1.536Mbps）和普通電話業(yè)務(wù)；）和普通電話業(yè)務(wù)；4 4、傳輸速度與傳輸距離有關(guān)（、傳輸速度與傳輸距離有關(guān)（ANSI T1.143ANSI T1

37、.143）。）。軟件學(xué)院443、SONETSDHo PCM數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在許多缺點(diǎn)，主要有數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在許多缺點(diǎn)，主要有 1、速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一（、速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一（T1、E1、高次群）；、高次群）； 2、不是真正意義上的同步傳輸。、不是真正意義上的同步傳輸。o 為解決上述問題，提高傳輸?shù)乃俾?，為解決上述問題，提高傳輸?shù)乃俾剩?988年美國推出年美國推出了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)既同步光纖網(wǎng)了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)既同步光纖網(wǎng) SONET（Synchronous Optical Network）。）。 軟件學(xué)院45SONEToSONET是是ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)，（美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)，AMERICAN NAT

38、IONAL STANDARDS INSTITUTE，成立于，成立于1918年）標(biāo)準(zhǔn)。年）標(biāo)準(zhǔn)。1、將比特流編碼成光信號在光纖上傳輸；、將比特流編碼成光信號在光纖上傳輸；2、提供的高速度和幀結(jié)構(gòu)允許支持一組非常靈活的承載服務(wù)；、提供的高速度和幀結(jié)構(gòu)允許支持一組非常靈活的承載服務(wù)；3、同步的各級時(shí)鐘都來自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘同步的各級時(shí)鐘都來自一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘; ;4、為光纖傳輸系統(tǒng)定義了同步傳輸?shù)木€路速率等級結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以為光纖傳輸系統(tǒng)定義了同步傳輸?shù)木€路速率等級結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以51.84Mbit/s51.84Mbit/s為基礎(chǔ)；為基礎(chǔ)； （1 1） 51.84Mbit/s 51.84Mbit

39、/s 對應(yīng)電信號的對應(yīng)電信號的STS-1STS-1標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)光信號的標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)光信號的OC-1OC-1標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；準(zhǔn)； （2 2）從）從51.84Mbit/s51.84Mbit/s到到39813.120Mbits39813.120Mbits都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)定義。都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)定義。6 6、規(guī)定了波長為、規(guī)定了波長為1310nm1310nm和和1550nm1550nm的激光源，定義了標(biāo)準(zhǔn)光信號；的激光源，定義了標(biāo)準(zhǔn)光信號；7 7、分為四個(gè)光接口層：光子層、數(shù)字段層、線路層和路徑層。、分為四個(gè)光接口層：光子層、數(shù)字段層、線路層和路徑層。軟件學(xué)院46同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHoITU-TITU-T（國

40、際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織，（國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織，ITU-T for ITU Telecommunication ITU-T for ITU Telecommunication Standardization SectorStandardization Sector）以美國標(biāo)準(zhǔn)）以美國標(biāo)準(zhǔn)SONETSONET為基礎(chǔ)，制定出國際標(biāo)準(zhǔn)同步系列為基礎(chǔ)，制定出國際標(biāo)準(zhǔn)同步系列SDHSDH（Synchronous Digital HierarchySynchronous Digital Hierarchy）；）；1 1、SDHSDH的基本速率是的基本速率是155.52Mbit/s155.5

41、2Mbit/s，稱為第，稱為第1 1級同步傳遞模塊，既級同步傳遞模塊，既STM-1STM-1；2 2、SDHSDH多用于中國和歐洲，而多用于中國和歐洲，而SONETSONET多用于北美和日本；多用于北美和日本；3 3、SDHSDH采用自愈合混合結(jié)合環(huán)行網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并與數(shù)字交換系統(tǒng)采用自愈合混合結(jié)合環(huán)行網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并與數(shù)字交換系統(tǒng)DACSDACS一起使用。一起使用。oSTM-1STM-11 1、SDHSDH的幀是一種塊狀幀，其基本信號是的幀是一種塊狀幀，其基本信號是STM-1STM-1；2 2、可用、可用N N個(gè)個(gè)STM-1STM-1復(fù)用組成復(fù)用組成STM-NSTM-N；3 3、STM-1STM-1的速

42、率為的速率為155.52Mbit/s155.52Mbit/s，STM-NSTM-N則是則是STM-1STM-1的的N N倍。倍。軟件學(xué)院473.3 物理層設(shè)備物理層設(shè)備o 物理層設(shè)備的功能是將主機(jī)與傳輸媒體相連物理層設(shè)備的功能是將主機(jī)與傳輸媒體相連，實(shí)現(xiàn)信號在媒體上傳輸，并向主機(jī)提供比，實(shí)現(xiàn)信號在媒體上傳輸，并向主機(jī)提供比特流傳輸服務(wù)。特流傳輸服務(wù)。1、中繼器、中繼器2、集線器、集線器軟件學(xué)院48中繼器中繼器o 中繼器是把一根線纜中的電或光信號傳遞給另一根線纜中繼器是把一根線纜中的電或光信號傳遞給另一根線纜，不進(jìn)行路由選擇，也不進(jìn)行分組過濾的物理層設(shè)備。，不進(jìn)行路由選擇，也不進(jìn)行分組過濾的物理

43、層設(shè)備。1、按照、按照OSI的術(shù)語，中繼器是物理層中間系統(tǒng)；的術(shù)語，中繼器是物理層中間系統(tǒng)；2、其作用是延長通信介質(zhì)長度，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍；、其作用是延長通信介質(zhì)長度，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍；3、可通過串聯(lián)中繼器擴(kuò)大信號傳輸范圍，但由于信號、可通過串聯(lián)中繼器擴(kuò)大信號傳輸范圍，但由于信號特性和噪聲的影響，相互串聯(lián)的中繼器的數(shù)量有一定的特性和噪聲的影響，相互串聯(lián)的中繼器的數(shù)量有一定的限制。限制。軟件學(xué)院49集線器簡介集線器簡介o通常指共享式以太網(wǎng)集線器（通常指共享式以太網(wǎng)集線器（hub）1、工作在物理層，、工作在物理層，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程特性，

44、本質(zhì)上是多本質(zhì)上是多端口中繼器；端口中繼器；2、不解釋傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，、不解釋傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是透明的對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是透明的；3、從一個(gè)端口接收信號，將其再生后中繼到其他端口，、從一個(gè)端口接收信號，將其再生后中繼到其他端口，可以將信號放大（識可以將信號放大（識別、重新形成）后，再傳出去；別、重新形成）后，再傳出去； （1）廣播方式傳播信號；）廣播方式傳播信號； （2）在）在t0時(shí)刻，連接到集線器上的所有站點(diǎn)中，只有一個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)，半時(shí)刻，連接到集線器上的所有站點(diǎn)中，只有一個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)，半雙工；雙工； （3）可以理解為集線器分時(shí)為各個(gè)站點(diǎn)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；）可以理解為集線器分時(shí)為各個(gè)站點(diǎn)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)； （4）從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來看，如果集線器的帶寬為）從統(tǒng)計(jì)學(xué)