第二章-物理層-上

1、1 課件共享：課件共享： net111111 網(wǎng)盤網(wǎng)盤-計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò) 計科計科2本章教學(xué)內(nèi)容：本章教學(xué)內(nèi)容：2.1 物理層概述物理層概述2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 信道特性信道特性2.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.5 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式2.6 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)2.7 遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)2.8 接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù) 第2章 物理層3本章教學(xué)內(nèi)容：本章教學(xué)內(nèi)容：2.1 物理層概述物理層概述2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 信道特性信道特性2.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.5 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式2.6 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)2.7 遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)2

2、.8 接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù) 第2章 物理層42.1 物理層概述物理層概述 物理層是物理層是TCP/IP模型的最底層模型的最底層 物理層為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠環(huán)境物理層為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠環(huán)境 物理層是網(wǎng)絡(luò)的基物理層是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，正如同公路是汽礎(chǔ)，正如同公路是汽車通行的基礎(chǔ)一樣車通行的基礎(chǔ)一樣5物理層6 物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：口的一些特性，即： 機械特性機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、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。引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。 電氣特性電氣特性 指明在接口

3、電纜的各條線上出現(xiàn)的指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。電壓的范圍。 功能特性功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。壓表示何種意義。 過程特性過程特性 指明對于不同功能的各種可能事件指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。的出現(xiàn)順序。 2.1 物理層概述物理層概述7機械特性：機械特性：25針針D型插座及相關(guān)的長、寬、高型插座及相關(guān)的長、寬、高 25 PIN 9 PIN DTE端為端為Male DCE端為端為Female 電氣特性：邏輯電氣特性：邏輯0：+12 V 邏輯邏輯1：-12 V最長傳輸距離最長傳輸距離15 m最大傳輸速率最大傳輸速

4、率 20k b/s2.1 物理層概述物理層概述瓶蓋標(biāo)準(zhǔn)化瓶蓋標(biāo)準(zhǔn)化92.1 物理層概述物理層概述10物理層的機械特性示例2.1 物理層概述物理層概述11電話線RS232電纜線COM1或COM2串行口2.1 物理層概述物理層概述121312345678201234567820Frame GroundTransmit DataReceive DataRequest To SendClear To SendData Set ReadySignal GroundCarrier DetectData Terminal Ready調(diào)調(diào)制制解解調(diào)調(diào)器器DCE計計算算機機或或終終端端DTE2.1 物理層概述物

5、理層概述14打印機是常用的并行接口打印機是常用的并行接口Pin信號Pin信號1-STROBE10-ACK2DATA011BUSY3DATA112Paper Empty4DATA213Select5DATA314-Auto Feed6DATA415-ERROR7DATA516-INIT8DATA617-SELECT IN9DATA718-25GROUND2.1 物理層概述物理層概述15本章教學(xué)內(nèi)容：本章教學(xué)內(nèi)容：2.1 物理層概述物理層概述2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 信道特性信道特性2.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.5 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式2.6 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)2.7 遠(yuǎn)程傳

6、輸技術(shù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)2.8 接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù) 第2章 物理層162.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)傳輸系統(tǒng)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 機公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號 輸入漢字顯示漢字?jǐn)?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 機 兩個兩個PC機經(jīng)過普通電話機的連線，再經(jīng)過公用電話網(wǎng)進(jìn)行通機經(jīng)過普通電話機的連線，再經(jīng)過公用電話網(wǎng)進(jìn)行通信。如圖信。如圖3-1所示，一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源所示，一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源系統(tǒng)系統(tǒng)(或發(fā)送端或發(fā)送端)、傳輸系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)(或傳輸網(wǎng)絡(luò)或傳輸網(wǎng)絡(luò))

7、和目的系統(tǒng)和目的系統(tǒng)(或接收端或接收端)。17雪六角形涼白色信息信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號信號信息信息：人對雪花和馬的認(rèn)識：人對雪花和馬的認(rèn)識數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：文字，二進(jìn)制數(shù)，十進(jìn)制數(shù)：文字，二進(jìn)制數(shù)，十進(jìn)制數(shù)信號信號：電壓，光，磁場強度：電壓，光，磁場強度信道信道(channel)：向某一個方向傳輸信息的媒：向某一個方向傳輸信息的媒體。體。2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)18 模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)的值是某個區(qū)模擬數(shù)據(jù)的值是某個區(qū)間內(nèi)的間內(nèi)的連續(xù)值連續(xù)值。模擬數(shù)據(jù)的物理信號容模擬數(shù)據(jù)的物理信號容易實現(xiàn)，但不精確且容易實現(xiàn)，但不精確且容易受干擾。易受干擾。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值是某個區(qū)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值是某

8、個區(qū)間內(nèi)的間內(nèi)的有限個離散值有限個離散值。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)具有精確以及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)具有精確以及受擾動可以恢復(fù)的特性。受擾動可以恢復(fù)的特性。2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)19 模擬信號的特點：模擬信號的特點：連續(xù)變化的電壓或電流波形連續(xù)變化的電壓或電流波形波動性；波動性；持續(xù)變化；持續(xù)變化；包含無窮多個值；包含無窮多個值；在電信業(yè)已經(jīng)被廣泛使用超過在電信業(yè)已經(jīng)被廣泛使用超過100100年。年。 數(shù)字信號的特點：數(shù)字信號的特點：是一系列的電脈沖是一系列的電脈沖離散性；離散性；躍變性；躍變性；包含有限個值包含有限個值設(shè)備性能先進(jìn)，較為便宜設(shè)備性能先進(jìn)，較為便宜。2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)20模擬數(shù)據(jù)和數(shù)

9、字?jǐn)?shù)據(jù)都可以用模擬信號或數(shù)字信號來表示，因而也可以用其中任意一種形式傳輸。模擬數(shù)據(jù)模擬信號放大器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號 PCM編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號 數(shù)字發(fā)送器2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)21 模擬信道模擬信道是用來傳輸是用來傳輸連續(xù)的模擬信號連續(xù)的模擬信號( (如正弦波信號如正弦波信號) )的信道；的信道；如果利用模擬信道傳送如果利用模擬信道傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，則必須，則必須經(jīng)過數(shù)字與模擬信號之間的變換（經(jīng)過數(shù)字與模擬信號之間的變換（A/DA/D變換變換器）。器）。 數(shù)字信道數(shù)字信道是用來傳輸是用來傳輸離散的數(shù)字信號離散的數(shù)字信號( (如脈沖信號如脈沖信號) )的

10、信道。的信道。 2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)22 不同類型的信號在不同類型的信道上不同類型的信號在不同類型的信道上傳輸有傳輸有4種組合，每一種相應(yīng)地需要進(jìn)行種組合，每一種相應(yīng)地需要進(jìn)行不同的編碼處理。不同的編碼處理。數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號：模擬信號、數(shù)字信號信號：模擬信號、數(shù)字信號 信道：模擬信道、數(shù)字信道信道：模擬信道、數(shù)字信道2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)23本章教學(xué)內(nèi)容：本章教學(xué)內(nèi)容：2.1 物理層概述物理層概述2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 信道特性信道特性2.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.5 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式2.6 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技

11、術(shù)2.7 遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)2.8 接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù) 第2章 物理層242.3 信道特性信道特性 2.3.1. 帶寬與速率帶寬與速率 2.3.2. 誤碼率誤碼率 2.3.3. 信道延遲信道延遲 2.3.4. 失真失真252.3.1. 帶寬與速率帶寬與速率 帶寬：通信信道容量。帶寬：通信信道容量。 模擬信道帶寬：模擬信道帶寬：f2-f1 單位是單位是赫茲赫茲 數(shù)字信道帶寬：是指網(wǎng)絡(luò)可通過的數(shù)字信道帶寬：是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高最高數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)率，即每秒傳送的比特數(shù)，單位為率，即每秒傳送的比特數(shù)，單位為位位/秒秒2.3 信道特性信道特性262.3 信道特性信道特性 碼元：一個數(shù)字脈沖碼元：一個數(shù)

12、字脈沖 碼元寬度：碼元寬度：T 碼元速率：每秒傳送多少個碼元。碼元速率：每秒傳送多少個碼元。 單位是：波特（單位是：波特（Baud） B = 1/T272.3.1. 帶寬與速率帶寬與速率 比特率（數(shù)據(jù)率）：即數(shù)字信道傳送數(shù)比特率（數(shù)據(jù)率）：即數(shù)字信道傳送數(shù)字信號的速率。用字信號的速率。用bps表示表示 10Mbps：每秒種傳送每秒種傳送10M位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。 當(dāng)傳輸?shù)男盘査俾食^信道的最大信號速率當(dāng)傳輸?shù)男盘査俾食^信道的最大信號速率時，就會產(chǎn)生失真。時，就會產(chǎn)生失真。2.3 信道特性信道特性282.3 信道特性信道特性 碼元：一個數(shù)字脈沖碼元：一個數(shù)字脈沖 碼元寬度：碼元寬度：T 碼元速率：

13、每秒傳送多少個碼元。碼元速率：每秒傳送多少個碼元。 單位是：波特（單位是：波特（Baud） B = 1/T 比特率：比特率： R = B* log2N N為可選的離散值為可選的離散值292.3 信道特性信道特性 設(shè)數(shù)據(jù)信號碼元長度設(shè)數(shù)據(jù)信號碼元長度0.8 秒，若采用秒，若采用16電平電平傳輸傳輸,試求碼元傳輸速率和比特率。試求碼元傳輸速率和比特率。30理想低通信道的最高碼元傳輸速率 = 2W Baud W 是理想低通信道的帶寬，單位為赫(Hz) 不能通過能通過0頻率(Hz)W (Hz) n在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯邢薜?，傳輸速率超過此上限，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的碼間串?dāng)_的問題，使接收端對碼元的識

14、別成為不可能。n如果信道的頻帶越寬，也就是能過通過的信號高頻分量越多，那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)干擾。2.3 信道特性信道特性31 如果編碼方式的碼元狀態(tài)數(shù)為如果編碼方式的碼元狀態(tài)數(shù)為N，就得到了，就得到了理想低通理想低通信道的極限信息傳輸速率（即信道的極限信息傳輸速率（即信道容量信道容量）Cmax： Cmax= 2W log2N (bps) 因為信道總是有噪聲的，因此奈奎斯特準(zhǔn)則因為信道總是有噪聲的，因此奈奎斯特準(zhǔn)則給出的是給出的是理論上的上限理論上的上限。實際的信道所能傳輸?shù)膶嶋H的信道所能傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)傳輸速率（或者最高碼元速率），要明最高數(shù)據(jù)傳輸速率（或者最高碼元速率），要明

15、顯地低于奈奎斯特準(zhǔn)則給出上限數(shù)值。顯地低于奈奎斯特準(zhǔn)則給出上限數(shù)值。2.3 信道特性信道特性32 練習(xí)：練習(xí)： 有一帶寬為有一帶寬為3 kHz的理想低通信道，的理想低通信道，若為若為8進(jìn)制碼元求其進(jìn)制碼元求其信道容量信道容量。2.3 信道特性信道特性33 香農(nóng)香農(nóng)(Shannon)用用信息論信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的且有高斯白噪聲干擾的信道的極限極限、無差錯的無差錯的信息信息傳輸速率。傳輸速率。 信道的極限信息傳輸速率信道的極限信息傳輸速率 C（即（即傳輸帶寬傳輸帶寬）可表達(dá)）可表達(dá)為為 C = W log2(1+S/N) b/s W 為信道的

16、帶寬（以為信道的帶寬（以 Hz 為單位）；為單位）； S 為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；為信道內(nèi)所傳信號的平均功率； N 為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。 S / N信噪比，常以信噪比，常以分貝分貝(dB)表示表示 記為：記為： 信噪比信噪比(dB) = 10*log10(S/N) (dB) 2.3 信道特性信道特性34 例例1 對于一個帶寬為對于一個帶寬為1kHz，信噪比為，信噪比為35dB的信道，其數(shù)據(jù)傳輸率最大是多少的信道，其數(shù)據(jù)傳輸率最大是多少比特比特/秒？秒？由于由于35 = 10 log10(S/N)，則，則 S/N = 103.5= 3162Rmax = 100

17、0*log2(1+S/N) = 1000*log2 (1+3162) 1000*11.6311630bps 2.3 信道特性信道特性35例例2 對于一個帶寬為對于一個帶寬為3kHz，信噪比為，信噪比為30dB的信道，無論其使用多少個量化電平，的信道，無論其使用多少個量化電平，也不管采樣速度多快，其數(shù)據(jù)傳輸率不可也不管采樣速度多快，其數(shù)據(jù)傳輸率不可能大于能大于30000比特比特/秒？秒？由于由于30 = 10 log10(S/N)，則，則 S/N = 103 = 1000Rmax = 3000*log2(1+S/N) = 3000*log2 (1+1000) 3000*1030000bps 2.

18、3 信道特性信道特性36香農(nóng)公式的意義：香農(nóng)公式的意義： 只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的率，就一定可以找到某種辦法來實現(xiàn)無差錯的傳輸。傳輸。 實際信道上能夠達(dá)到的信息傳輸速率要比香農(nóng)實際信道上能夠達(dá)到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率的極限傳輸速率低低不少。不少。 信道的帶寬或信道中的信噪比越大，信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。則信息的極限傳輸速率就越高。2.3 信道特性信道特性37 對于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪對于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元

19、傳輸速率也比不能再提高了，并且碼元傳輸速率也達(dá)到了上限值，那么還有辦法提高信息達(dá)到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率。這就是用的傳輸速率。這就是用編碼編碼的方法的方法讓每讓每一個碼元攜帶更多比特的信息量一個碼元攜帶更多比特的信息量。 2.3 信道特性信道特性38信道速率的計算圖示信道速率的計算圖示 39 2.3.2 誤碼率誤碼率2.3 信道特性信道特性（傳送的總位數(shù)）出錯的位數(shù)）NNPec(401 0 1 1 0 0 1發(fā)送器發(fā)送器隊列隊列在鏈路上產(chǎn)生在鏈路上產(chǎn)生傳播時延傳播時延結(jié)點結(jié)點 B結(jié)點結(jié)點 A在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時延在發(fā)送器產(chǎn)生傳輸時延( (即發(fā)送時延即發(fā)送時延) )在結(jié)點在結(jié)點

20、A 中產(chǎn)生中產(chǎn)生處理時延和排隊時延處理時延和排隊時延數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2.3.3 時延時延鏈路鏈路從結(jié)點從結(jié)點 A 向結(jié)點向結(jié)點 B 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)2.3 信道特性信道特性412.3.4 失真失真2.3 信道特性信道特性42本章教學(xué)內(nèi)容：本章教學(xué)內(nèi)容：2.1 物理層概述物理層概述2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 信道特性信道特性2.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.5 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式2.6 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)2.7 遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)2.8 接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù) 第2章 物理層43432.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)n傳輸媒體也稱為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介，它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間

21、的物理通路。n傳輸媒體可以分為兩大類，即導(dǎo)向傳輸媒體（有線）：電磁波被導(dǎo)向沿著固體媒體傳播：雙絞線、同軸電纜、光纖非導(dǎo)向傳輸媒體（無線）：電波在空氣或外層空間中傳播。地面微波、衛(wèi)星、紅外線4444 雙絞線 屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair) 無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) 同軸電纜 50 同軸電纜 75 同軸電纜 光纜 2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)452.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，是數(shù)據(jù)通信中實際傳送信息的載體。

22、網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有：同軸通信中實際傳送信息的載體。網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)有：同軸電纜、雙絞線、光纖、微波、衛(wèi)星、紅外線等。電纜、雙絞線、光纖、微波、衛(wèi)星、紅外線等。 同軸電纜是局域網(wǎng)中最早使用而且應(yīng)用十分廣泛的傳輸介同軸電纜是局域網(wǎng)中最早使用而且應(yīng)用十分廣泛的傳輸介質(zhì)，可以通過專用的中同軸電纜質(zhì)，可以通過專用的中同軸電纜( (俗稱粗纜俗稱粗纜) )或小同軸電纜或小同軸電纜( (俗稱俗稱細(xì)纜細(xì)纜) )來組網(wǎng)，并廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中。同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕來組網(wǎng)，并廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中。同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、屏蔽層及外部保護(hù)層組成，其結(jié)構(gòu)如圖緣層、屏蔽層及外部保護(hù)層組成，其結(jié)構(gòu)如圖2-142-14

23、所示。所示。保護(hù)層、屏蔽層、絕緣層、導(dǎo)體保護(hù)層、屏蔽層、絕緣層、導(dǎo)體圖圖 2-14 2-14 同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖 同軸電纜的最大優(yōu)點是抗同軸電纜的最大優(yōu)點是抗干擾性強干擾性強, ,而且支持多點連接。而且支持多點連接。 缺點是物理可靠性不好，缺點是物理可靠性不好，所以現(xiàn)在基本上已被雙絞線所所以現(xiàn)在基本上已被雙絞線所替代。替代。4647雙絞線雙絞線銅線銅線聚氯乙烯 套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層非屏蔽雙絞線 UTP屏蔽雙絞線 STP2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì) 48非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)49屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線2.4.1 導(dǎo)向傳輸

24、介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)50雙絞線類別帶寬典型應(yīng)用316 MHz低速網(wǎng)絡(luò)；模擬電話420 MHz16Mbps令牌環(huán)局域網(wǎng)；短距離的10BASE-T以太網(wǎng)5100 MHz10BASE-T以太網(wǎng)；某些100BASE-T快速以太網(wǎng)5E（超5類）100 MHz100BASE-T快速以太網(wǎng)；某些1000BASE-T千兆以太網(wǎng)6250 MHz1000BASE-T千兆以太網(wǎng)；ATM網(wǎng)絡(luò)7600 MHz屏蔽雙絞線，可能用于今后的萬兆以太網(wǎng)常用的雙絞線的類別2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)51注意！引腳序號：引腳序號：當(dāng)金屬片面對我們的時候，當(dāng)金屬片面對我們的時候，從左至右的引腳序號是從左至右的引腳序號是1 18

25、8。2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)52雙絞線的做法雙絞線的做法 做線的步驟：做線的步驟：1、剝線、剝線2、排線、排線3、剪線、剪線4、插線、插線5、壓線、壓線2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)53原材料雙絞線水晶頭2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)54工具工具壓線鉗 網(wǎng)線測試儀2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)55剝線 利用壓線鉗的剝線利用壓線鉗的剝線器（實際用什么剪器（實際用什么剪都可以）將雙絞線都可以）將雙絞線的外皮除去的外皮除去23厘厘米。米。 注意注意:芯線的絕緣皮芯線的絕緣皮不能剝?nèi)ゲ荒軇內(nèi)?.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)56腳腳 位位12345678568A白白綠綠

26、綠綠白白橙橙藍(lán)藍(lán)白白藍(lán)藍(lán)橙橙白白棕棕棕棕568B（常見）（常見）白白橙橙橙橙白白綠綠藍(lán)藍(lán)白白藍(lán)藍(lán)綠綠白白棕棕棕棕n最常用的雙絞線有3類和5類，均由4對雙絞線組成。EIATIA的布線標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種雙絞線的線序：568A與568B。注意：注意：如果不按標(biāo)準(zhǔn)連接，雖然線路也能接通，但是線路內(nèi)部各線如果不按標(biāo)準(zhǔn)連接，雖然線路也能接通，但是線路內(nèi)部各線對之間的干擾不能有效消除，從而導(dǎo)致信號傳送出錯率升高，最終對之間的干擾不能有效消除，從而導(dǎo)致信號傳送出錯率升高，最終影響網(wǎng)絡(luò)整體性能。影響網(wǎng)絡(luò)整體性能。2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)57計算機系網(wǎng)絡(luò)教研室排線排線 若按若按568B標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)排列，左起

27、：白排列，左起：白橙橙白綠橙橙白綠藍(lán)白藍(lán)綠藍(lán)白藍(lán)綠白棕棕白棕棕 2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)58剪線 將裸露出的將裸露出的雙絞線用剪雙絞線用剪刀或斜口鉗刀或斜口鉗剪下只剩約剪下只剩約 14mm的長的長度度2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)59插線 將雙絞線的每一根線依序放入將雙絞線的每一根線依序放入RJ45接頭接頭的引腳內(nèi)，的引腳內(nèi)， 第一只引腳內(nèi)應(yīng)該放白橙色的第一只引腳內(nèi)應(yīng)該放白橙色的線，其余類推線，其余類推 注意注意:一定要使各條芯線都插到水晶頭的底部一定要使各條芯線都插到水晶頭的底部2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)60壓線 確定雙絞線的每根線已經(jīng)正確放置之后，確定雙絞線的每

28、根線已經(jīng)正確放置之后，就可以用就可以用RJ45壓線鉗壓接壓線鉗壓接RJ45接頭接頭 注意注意:要充分壓緊2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)612.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)6262線纜檢測線纜檢測l發(fā)射器和接收器兩端的燈同時亮為正常發(fā)射器和接收器兩端的燈同時亮為正常2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)63（3）光纖）光纖光纖（光導(dǎo)纖維）是一種直徑為光纖（光導(dǎo)纖維）是一種直徑為8m100m的柔軟、能傳導(dǎo)的柔軟、能傳導(dǎo)光波光波的介質(zhì)，多種玻璃和塑料可以用來制造光纖，其中使用超高純度的介質(zhì)，多種玻璃和塑料可以用來制造光纖，其中使用超高純度石石英玻璃纖維英玻璃纖維制作的光纖可以得到最低的傳輸損

29、耗。制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗。在在折射率較高折射率較高的單根光纖外面的單根光纖外面,用用折射率較低折射率較低的包層包裹起來，就可的包層包裹起來，就可以構(gòu)成一條光纖通道；以構(gòu)成一條光纖通道；多條光纖組成一束多條光纖組成一束，就構(gòu)成一條光纜。，就構(gòu)成一條光纜。四四 芯芯 光光 纜纜2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)64光纖的工作原理光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷?.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)65輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)66 由于單模光纖

30、完全避免了由于單模光纖完全避免了模式散射模式散射，使得單模光，使得單模光纖的纖的傳輸頻帶很寬傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量、長距離的光，因而適用于大容量、長距離的光纖通信。纖通信。 多模與單模光纖相比，芯徑大得多，多模與單模光纖相比，芯徑大得多，色散色散大得多，大得多，限制了傳輸限制了傳輸數(shù)字信號的頻率數(shù)字信號的頻率，傳輸容量較小，傳輸距，傳輸容量較小，傳輸距離也較短，一般只有幾千米。離也較短，一般只有幾千米。2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)67光纖的應(yīng)用光纖的應(yīng)用 容量更大容量更大 能以數(shù)百能以數(shù)百Gbps的數(shù)據(jù)率傳輸幾十千米的數(shù)據(jù)率傳輸幾十千米 (比較比較: 同軸電同軸電纜能以數(shù)百纜能

31、以數(shù)百Mbps的數(shù)據(jù)率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率傳輸1千米千米; 雙絞線能以幾雙絞線能以幾Mbps 的數(shù)據(jù)率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率傳輸1千米，或以千米，或以100 Mbps 至至 1 Gbps的數(shù)據(jù)率傳輸數(shù)十米）的數(shù)據(jù)率傳輸數(shù)十米） 。 尺寸更小且重量更輕尺寸更小且重量更輕 衰減最小衰減最小 電磁隔離電磁隔離 不受外部電磁場影響不受外部電磁場影響(干擾、沖激噪聲和串?dāng)_影響小干擾、沖激噪聲和串?dāng)_影響小) 無能量輻射，也難以分接（防竊聽功能無能量輻射，也難以分接（防竊聽功能)2.4.1 導(dǎo)向傳輸介質(zhì)導(dǎo)向傳輸介質(zhì)682.4.2 非導(dǎo)向傳輸媒體非導(dǎo)向傳輸媒體 用用自由空間自由空間作為傳輸介質(zhì)來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。作為傳輸介質(zhì)來進(jìn)行

32、數(shù)據(jù)通信。 特點特點: 信號沿直線傳播信號沿直線傳播 適用適用: 架設(shè)或鋪埋電纜或光纜較困難的地方架設(shè)或鋪埋電纜或光纜較困難的地方,廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用于電話領(lǐng)域構(gòu)成的于電話領(lǐng)域構(gòu)成的蜂窩式無線電話網(wǎng)蜂窩式無線電話網(wǎng)。 分類分類:無線電波、微波、紅外線和激光無線電波、微波、紅外線和激光69 微波在空間主要是微波在空間主要是直線傳播直線傳播，并且能穿透電離層進(jìn)入宇，并且能穿透電離層進(jìn)入宇宙空間宙空間, ,其傳播距離受到限制且與天線的高度有關(guān)其傳播距離受到限制且與天線的高度有關(guān), ,一般只有一般只有5050kmkm左右左右, ,長途通信時必須建立多個長途通信時必須建立多個中繼站中繼站, ,中繼站把前一

33、站中繼站把前一站發(fā)來的信號經(jīng)過放大后再發(fā)往下一站發(fā)來的信號經(jīng)過放大后再發(fā)往下一站, ,類似于類似于“接力接力”, ,所以所以又把微波通信稱為數(shù)字微波接力通信。如果中繼站采用又把微波通信稱為數(shù)字微波接力通信。如果中繼站采用100100m m高的天線塔，則接力距離可增大到高的天線塔，則接力距離可增大到100100kmkm，如圖，如圖2-192-19所示。所示。地球地球視線傳輸視線傳輸微波中繼站圖圖 2-19 2-19 地面微波接力通信地面微波接力通信2.4.2 非導(dǎo)向傳輸媒體非導(dǎo)向傳輸媒體 70 19451945年年, ,英國人阿塞英國人阿塞克拉克提出了利用衛(wèi)星進(jìn)行通信的設(shè)克拉克提出了利用衛(wèi)星進(jìn)行

34、通信的設(shè)想。想。19571957年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星SputnikSputnik，使人，使人們看到了實現(xiàn)衛(wèi)星通信的希望。們看到了實現(xiàn)衛(wèi)星通信的希望。 衛(wèi)星通信是利用位于衛(wèi)星通信是利用位于3 3萬萬6 6千公里高空的人造地球衛(wèi)星作為千公里高空的人造地球衛(wèi)星作為太空無人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信。太空無人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信。衛(wèi)星通信能克服地面微波通信的距離限制衛(wèi)星通信能克服地面微波通信的距離限制, ,最大特點是通信距最大特點是通信距離遠(yuǎn)離遠(yuǎn), ,且通信費用與距離無關(guān)且通信費用與距離無關(guān)。 2.4.2 非導(dǎo)向傳輸

35、媒體非導(dǎo)向傳輸媒體 71傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 帶寬帶寬速率速率/ /工工作作頻帶頻帶性能性能 傳輸距離傳輸距離價價格格應(yīng)用應(yīng)用雙絞線雙絞線寬帶寬帶基帶基帶1Gb/s較好較好模擬：模擬：10km數(shù)字：數(shù)字：500m低低模擬模擬/數(shù)字?jǐn)?shù)字信號傳輸信號傳輸50銅軸電銅軸電纜纜75銅軸電銅軸電纜纜基帶基帶10Mb/s較好較好3km低低 基帶數(shù)字信號基帶數(shù)字信號寬帶寬帶450MHz較好較好100km中中模擬、數(shù)據(jù)、模擬、數(shù)據(jù)、音頻音頻光光 纖纖寬帶寬帶49Gb/s很好很好2km以上以上高高高高微微 波波寬帶寬帶46GHz好好幾百幾百km中等中等中等中等衛(wèi)衛(wèi) 星星寬帶寬帶 110GHz很好很好18000km高高高高 以上介紹了雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、衛(wèi)星通信以上介紹了雙絞線、同軸電纜、光纖、微波、衛(wèi)星通信5 5種介質(zhì)，其區(qū)別如下：種介質(zhì)，其區(qū)別如下：2.4.2 非導(dǎo)向傳輸媒體非導(dǎo)向傳輸媒體 72本章教學(xué)內(nèi)容：本章教學(xué)內(nèi)容：2.1 物理層概述物理層概述2.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 信道特性信道特性2.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.5 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)