計算機網(wǎng)絡物理層

1、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 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 正文正文數(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 機t1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0連續(xù)變化連續(xù)變化-是是關(guān)于時間的連關(guān)于時間的連續(xù)函數(shù)續(xù)函數(shù)離散的脈沖信號離散的脈沖信號，關(guān)于時間的非，關(guān)于時間的非連續(xù)函數(shù)連續(xù)函數(shù)數(shù)據(jù)通信：數(shù)據(jù)通信： 發(fā)送方將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號通過物發(fā)送方將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號通過物理信道傳送到數(shù)據(jù)接收方的過程理信道傳送到數(shù)據(jù)接收

2、方的過程。模擬數(shù)據(jù)通信：模擬數(shù)據(jù)通信： 在模擬信道上以模擬信號形式來進行數(shù)據(jù)在模擬信道上以模擬信號形式來進行數(shù)據(jù)通信。通信。數(shù)字數(shù)據(jù)通信：數(shù)字數(shù)據(jù)通信： 利用數(shù)字信道以數(shù)字信號方式來進行數(shù)據(jù)利用數(shù)字信道以數(shù)字信號方式來進行數(shù)據(jù)通信。通信。 模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號 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)字數(shù)據(jù)模擬信號調(diào)制器數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)字信號 數(shù)字發(fā)送器信源與信宿：信源與信宿： 通常將數(shù)據(jù)的發(fā)送方稱為信源，而將數(shù)據(jù)的接收通常將數(shù)據(jù)的發(fā)送方稱為信源，而將數(shù)據(jù)的接收方稱為信宿。方稱為信宿。信源和信宿一般是計算機或其它一些數(shù)據(jù)終端設信源和信宿一般是計算機或其

3、它一些數(shù)據(jù)終端設備。備。信道：信道： 在信源和信宿之間所建立的用于傳送信號的物理在信源和信宿之間所建立的用于傳送信號的物理通道，被稱為物理信道，簡稱信道。通道，被稱為物理信道，簡稱信道。 按傳輸介質(zhì)的類型來劃分，信道被分為有線信道按傳輸介質(zhì)的類型來劃分，信道被分為有線信道和無線信道；和無線信道； 按信道中所傳輸?shù)男盘栴愋蛠韯澐?，信道可被分按信道中所傳輸?shù)男盘栴愋蛠韯澐?，信道可被分為模擬信道和數(shù)字信道為模擬信道和數(shù)字信道。傳輸介質(zhì)：傳輸介質(zhì)： 泛指計算機網(wǎng)絡中用于連接各個計算機的泛指計算機網(wǎng)絡中用于連接各個計算機的物理媒體，特指用來連接各個通信處理設備的物理媒體，特指用來連接各個通信處理設備的物

4、理介質(zhì)。物理介質(zhì)。包括無線與有線兩大類。包括無線與有線兩大類。通信信道：通信信道： 信道建立在傳輸介質(zhì)之上，但包括了傳輸信道建立在傳輸介質(zhì)之上，但包括了傳輸介質(zhì)和附屬的通信設備。介質(zhì)和附屬的通信設備。 通常，同一傳輸介質(zhì)上可提供多條信道，通常，同一傳輸介質(zhì)上可提供多條信道，一條信道允許一路信號通過。一條信道允許一路信號通過。信道帶寬信道帶寬 指信道的頻率寬度，即信道所能傳輸信號的頻率指信道的頻率寬度，即信道所能傳輸信號的頻率范圍。范圍。數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率 指單位時間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。基本度指單位時間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。基本度量單位為比特每秒（量單位為比特每秒（bit per

5、 secondbit per second，簡寫為簡寫為bpsbps），當數(shù)據(jù)傳輸速率較大時，可以采用，當數(shù)據(jù)傳輸速率較大時，可以采用KbpsKbps、MbpsMbps和和GbpsGbps來描述。來描述。信道帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系信道帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系 信道帶寬越大，則數(shù)據(jù)傳輸速率就可以越高。信道帶寬越大，則數(shù)據(jù)傳輸速率就可以越高。今后在使用時不加以區(qū)分。今后在使用時不加以區(qū)分。 ( (注：注：據(jù)據(jù)ShannonShannon定理，最大數(shù)據(jù)傳輸速率定理，最大數(shù)據(jù)傳輸速率= =Wlog2(1+S/N)Wlog2(1+S/N)，其其中中W W為信道帶寬，為信道帶寬， S/NS/N為信噪比為信噪

6、比) ) 。基帶基帶(baseband)信號和信號和寬帶寬帶(broadband)信號信號 基帶信號基帶信號就是將數(shù)字信號 1 或 0 直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上去傳輸。 寬帶信號寬帶信號則是將基帶信號進行調(diào)制后形成的頻分復用模擬信號。 信道的最高碼元傳輸速率信道的最高碼元傳輸速率 任何實際的信道都不是理想的，在傳輸信號時會產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。 碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信號傳輸?shù)木嚯x越遠，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴重。 數(shù)字信號通過實際的信道數(shù)字信號通過實際的信道 失真不嚴重失真不嚴重 失真嚴重失真嚴重 實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸入信號波形輸出信

7、號波形(失真不嚴重)輸入信號波形實際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸出信號波形(失真嚴重)奈氏(Nyquist)準則 每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒 2 個碼元。 Baud 是波特，是碼元傳輸速率的單位，1 波特為每秒傳送 1 個碼元。 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) 要強調(diào)以下兩點 實際的信道所能傳輸?shù)淖罡叽a元速率，要明顯地低于奈氏準則給出上限數(shù)值。 波特(Baud)和比特(bit)是兩個不同的概念。 波特是碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝唬棵雮鞫嗌賯€碼元）。碼元傳輸速率也稱

8、為調(diào)制速率、波形速率或符號速率。 比特是信息量的單位。 要注意要注意 信息的傳輸速率“比特/秒”與碼元的傳輸速率“波特”在數(shù)量上卻有一定的關(guān)系。 若 1 個碼元只攜帶 1 bit 的信息量，則“比特/秒”和“波特”在數(shù)值上相等。 若 1 個碼元攜帶 n bit 的信息量，則 M Baud 的碼元傳輸速率所對應的信息傳輸速率為 M n b/s。 信道的極限信息傳輸速率信道的極限信息傳輸速率 香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速率。 信道的極限信息傳輸速率 C 可表達為 C = W log2(1+S/N) b/s W 為信道的帶寬（

9、以 Hz 為單位）； S 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。 香農(nóng)公式表明香農(nóng)公式表明 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。 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)無差錯的傳輸。 若信道帶寬 W 或信噪比 S/N 沒有上限（當然實際信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率 C 也就沒有上限。 實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。 奈氏準則和香農(nóng)公式奈氏準則和香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的作用范圍在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的作用范圍 源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)源點終點發(fā)送器接收器輸入信息輸出

10、信息輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號碼元傳輸速率受奈氏準則的限制信息傳輸速率受香農(nóng)公式的限制信號信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器通信信道通信信道發(fā)送信號發(fā)送信號接收信號接收信號信道帶寬信道帶寬系統(tǒng)噪聲系統(tǒng)噪聲信源信源信號信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器信宿信宿計算機計算機模擬信道模擬信道計算機計算機發(fā)送模擬信號發(fā)送模擬信號接收模擬信號接收模擬信號信道帶寬信道帶寬D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換計算機計算機數(shù)字信道數(shù)字信道計算機計算機發(fā)送數(shù)字信號發(fā)送數(shù)字信號接收數(shù)字信號接收數(shù)字信號信道帶寬信道帶寬編編/解碼器解碼器編編/解碼器解碼器信道的選擇信道的選擇數(shù)據(jù)和信號之間的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和信號之間的轉(zhuǎn)換信道的構(gòu)建：傳輸介質(zhì)信道的構(gòu)建：傳輸

11、介質(zhì)信號傳輸方式信號傳輸方式信號傳輸質(zhì)量。信號傳輸質(zhì)量。 信道的選擇及相應的數(shù)據(jù)編碼信道的選擇及相應的數(shù)據(jù)編碼1) 基帶傳輸與數(shù)字數(shù)據(jù)編碼基帶傳輸與數(shù)字數(shù)據(jù)編碼2) 頻帶傳輸與模擬數(shù)據(jù)編碼頻帶傳輸與模擬數(shù)據(jù)編碼在計算機系統(tǒng)中，通常用二進制比特來表示各在計算機系統(tǒng)中，通常用二進制比特來表示各類數(shù)據(jù)。類數(shù)據(jù)。矩形脈沖信號是二進制比特的典型表達方式矩形脈沖信號是二進制比特的典型表達方式按傅利葉分析，矩形脈沖信號由直流、低頻、按傅利葉分析，矩形脈沖信號由直流、低頻、高頻的多個成分組成。高頻的多個成分組成。在其頻譜中在其頻譜中 ，從零開始的能量集中的一段頻，從零開始的能量集中的一段頻率范圍稱為基本頻帶，

12、簡稱基帶?；l等于脈率范圍稱為基本頻帶，簡稱基帶?；l等于脈沖信號的固有頻率。沖信號的固有頻率。與基帶對應的數(shù)字信號稱為基帶信號。與基帶對應的數(shù)字信號稱為基帶信號?；鶐鬏敾鶐鬏?在數(shù)字信道上使用數(shù)字信號傳輸數(shù)據(jù)時，若將與脈在數(shù)字信道上使用數(shù)字信號傳輸數(shù)據(jù)時，若將與脈沖信號有關(guān)的所有直流、基頻、低頻和高頻分量全部放沖信號有關(guān)的所有直流、基頻、低頻和高頻分量全部放在數(shù)字信道上傳輸，要占據(jù)很大的信道帶寬。在數(shù)字信道上傳輸，要占據(jù)很大的信道帶寬。更合適的作法是將占據(jù)脈沖信號大部分能量的基帶更合適的作法是將占據(jù)脈沖信號大部分能量的基帶信號傳送出去。信號傳送出去。 這種在數(shù)字信道中利用基帶信號直接傳輸

13、的方式被這種在數(shù)字信道中利用基帶信號直接傳輸?shù)姆绞奖环Q為基帶傳輸。稱為基帶傳輸。特點：特點： 抗噪聲能力強，成本低，傳輸速率高抗噪聲能力強，成本低，傳輸速率高 信號衰減嚴重，只能利用有線介質(zhì)近距離傳輸信號衰減嚴重，只能利用有線介質(zhì)近距離傳輸 基帶信號頻帶寬，傳輸時要占用整個傳輸介質(zhì)的帶寬基帶信號頻帶寬，傳輸時要占用整個傳輸介質(zhì)的帶寬數(shù)字數(shù)據(jù)編碼數(shù)字數(shù)據(jù)編碼采用基帶信號進行傳輸適用的是數(shù)字通信系統(tǒng)采用基帶信號進行傳輸適用的是數(shù)字通信系統(tǒng)的模型。的模型。該系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問題是數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼和該系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問題是數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼和解碼問題解碼問題 在發(fā)送端，要解決如何將二進制數(shù)據(jù)序列通過某種編碼

14、（在發(fā)送端，要解決如何將二進制數(shù)據(jù)序列通過某種編碼（encodingencoding）方式轉(zhuǎn)化為可直接傳送的數(shù)字信號；方式轉(zhuǎn)化為可直接傳送的數(shù)字信號； 在接收端，則要解決如何將收到的數(shù)字信號通過解碼在接收端，則要解決如何將收到的數(shù)字信號通過解碼( (Decoding)Decoding)恢復為與發(fā)送端相同的二進制數(shù)據(jù)序列?；謴蜑榕c發(fā)送端相同的二進制數(shù)據(jù)序列。三種常見的數(shù)字數(shù)據(jù)編碼三種常見的數(shù)字數(shù)據(jù)編碼 不歸零（不歸零（NRZNRZ，Non-Return to ZeroNon-Return to Zero）編碼編碼 ManchesterManchester編碼編碼 差分差分ManchesterMa

15、nchester編碼編碼頻帶傳輸頻帶傳輸 由于基帶傳輸?shù)慕嚯x限制，在遠距離傳輸中通常由于基帶傳輸?shù)慕嚯x限制，在遠距離傳輸中通常采用模擬信道。利用模擬信道，傳輸二進制數(shù)據(jù)的方采用模擬信道。利用模擬信道，傳輸二進制數(shù)據(jù)的方法稱為頻帶傳輸。其適用于模擬數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型。法稱為頻帶傳輸。其適用于模擬數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型。關(guān)鍵技術(shù)問題：關(guān)鍵技術(shù)問題： 如何將計算機中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為適合模擬信道傳如何將計算機中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為適合模擬信道傳輸?shù)哪M信號。輸?shù)哪M信號。解決方案解決方案 將要傳送的數(shù)字數(shù)據(jù)將要傳送的數(shù)字數(shù)據(jù)“寄載寄載”在載波上，利用數(shù)字在載波上，利用數(shù)字數(shù)據(jù)對載波的某些特性（振幅、頻率、相位

16、）進行控數(shù)據(jù)對載波的某些特性（振幅、頻率、相位）進行控制，使載波特性發(fā)生了變化，然后將變化了的載波送制，使載波特性發(fā)生了變化，然后將變化了的載波送往線路進行傳輸。往線路進行傳輸。調(diào)制調(diào)制(modulation) ： 在數(shù)據(jù)發(fā)送端，將數(shù)字數(shù)據(jù)寄載在載波上的在數(shù)據(jù)發(fā)送端，將數(shù)字數(shù)據(jù)寄載在載波上的過程稱為調(diào)制過程稱為調(diào)制。其目的在于將二進制數(shù)據(jù)變換成能在電話線其目的在于將二進制數(shù)據(jù)變換成能在電話線或其他傳輸線路上傳輸?shù)哪M信號?；蚱渌麄鬏斁€路上傳輸?shù)哪M信號。 解調(diào)解調(diào)(demodulation)： 在接收端，當攜帶數(shù)據(jù)信號的載波到達時，在接收端，當攜帶數(shù)據(jù)信號的載波到達時，將收到的模擬信號重新還原

17、成原來的二進制數(shù)據(jù)將收到的模擬信號重新還原成原來的二進制數(shù)據(jù)的過程稱為解調(diào)的過程稱為解調(diào)。Modem= modulation+demodulation根據(jù)調(diào)制過程中所采用的載波的特性不根據(jù)調(diào)制過程中所采用的載波的特性不同，分為三種基本調(diào)制方法：同，分為三種基本調(diào)制方法： y=A sin( t+) ) 幅移鍵控幅移鍵控（ASK, Amplitude-Shift KeyingASK, Amplitude-Shift Keying）頻移鍵控頻移鍵控（FSK ,Frequency-Shift KeyingFSK ,Frequency-Shift Keying） 相移鍵控相移鍵控（PSK ,Phase-

18、Shift KeyingPSK ,Phase-Shift Keying）幅移鍵控幅移鍵控ASKASK ： 通過載波信號的振幅變化來表示二進制通過載波信號的振幅變化來表示二進制 “0” “0”與與“1”“1”；又稱調(diào)幅又稱調(diào)幅( (amplitude modulationamplitude modulation) )幅移鍵控幅移鍵控FSK 改變載波信號的頻率來表示二進制改變載波信號的頻率來表示二進制 “0” “0”與與“1” “1” ；又稱調(diào)頻又稱調(diào)頻(frequency modulation(frequency modulation) ) 相移鍵控相移鍵控PSK 通過改變載波信號的相位值表示二

19、進制通過改變載波信號的相位值表示二進制 “0” “0”和和“1”“1”。，又稱調(diào)相又稱調(diào)相(phase modulation(phase modulation) )按照使用相位的絕對值或相位的相對偏移兩大表示分按照使用相位的絕對值或相位的相對偏移兩大表示分為絕對調(diào)相和相對調(diào)相；為絕對調(diào)相和相對調(diào)相；按對一個完整周期的相位的劃分方式分為二相制、四按對一個完整周期的相位的劃分方式分為二相制、四相制、八相制等。相制、八相制等。 0100101101000100110010111011001101二相制二相制八相制八相制四相制四相制幅移鍵控幅移鍵控 ： 技術(shù)簡單，抗干擾能力差技術(shù)簡單，抗干擾能力差 頻

20、移鍵控：頻移鍵控： 技術(shù)簡單，抗干擾能力強技術(shù)簡單，抗干擾能力強 相移鍵控：相移鍵控： 技術(shù)較復雜技術(shù)較復雜，抗干擾能力強抗干擾能力強 ，編碼效率，編碼效率高高目前在網(wǎng)絡中廣為使用的調(diào)制方式是上述三目前在網(wǎng)絡中廣為使用的調(diào)制方式是上述三種基本方式的變種。種基本方式的變種。 信道的構(gòu)建信道的構(gòu)建1) 傳輸介質(zhì)的類型傳輸介質(zhì)的類型2) 傳輸介質(zhì)的性能傳輸介質(zhì)的性能傳輸介質(zhì)：傳輸介質(zhì)： 泛指計算機網(wǎng)絡中用于連接各個計算機的物理媒泛指計算機網(wǎng)絡中用于連接各個計算機的物理媒體，主要指用來連接各個通信處理設備的物理介質(zhì)。體，主要指用來連接各個通信處理設備的物理介質(zhì)。 類型：類型： 有線介質(zhì)將信號約束在一個

21、物理導體之內(nèi)，如雙有線介質(zhì)將信號約束在一個物理導體之內(nèi)，如雙絞線、同軸電纜和光纖等，故又被稱作有界介質(zhì)；絞線、同軸電纜和光纖等，故又被稱作有界介質(zhì)； 無線介質(zhì)如無線電波、紅外線、激光等由于不能無線介質(zhì)如無線電波、紅外線、激光等由于不能將信號約束在某個空間范圍之內(nèi)，故又被稱為無界介將信號約束在某個空間范圍之內(nèi)，故又被稱為無界介質(zhì)。質(zhì)。性能指標：性能指標： 物理特性、傳輸特性、地理范圍、抗干擾性、價物理特性、傳輸特性、地理范圍、抗干擾性、價格（包括安裝與維護費用）格（包括安裝與維護費用） 外觀特點：外觀特點： 由四對直徑由四對直徑在在0.4 0.4 mmmm至至1.4 1.4 mmmm之間之間的銅

22、纜組成。每兩條線互絞成的銅纜組成。每兩條線互絞成一對以一對以抵消相鄰線對之間的電磁干擾和減少近端串擾抵消相鄰線對之間的電磁干擾和減少近端串擾 。 阻抗阻抗 : 100 ohms. 外徑外徑 : 0.43 cm 性能特點：性能特點： 信號的最大傳輸距離：信號的最大傳輸距離：100M 傳輸速率傳輸速率: 10M-1000Mbps 基于銅介質(zhì)提供了最快的數(shù)據(jù)傳輸速率。基于銅介質(zhì)提供了最快的數(shù)據(jù)傳輸速率。 易于安裝，價格低廉易于安裝，價格低廉 信號衰減大，抗干擾和噪聲差。信號衰減大，抗干擾和噪聲差。與無屏蔽雙絞線有較多的相同點。如銅與無屏蔽雙絞線有較多的相同點。如銅纜組成、絞線方式與外觀等。纜組成、絞

23、線方式與外觀等。阻抗：阻抗： 150 Ohm集成了屏蔽與抵消技術(shù)，抗干擾性強。集成了屏蔽與抵消技術(shù)，抗干擾性強。價格較無屏蔽雙絞線高，安裝也較無屏價格較無屏蔽雙絞線高，安裝也較無屏蔽雙絞線復雜。蔽雙絞線復雜。EIA/TIAEIA/TIA已頒布了六類已頒布了六類( (Category,Category,簡寫為簡寫為Cat)Cat)線纜的標準。其中：線纜的標準。其中：Cat1Cat1：適用于電話和低速數(shù)據(jù)通信；適用于電話和低速數(shù)據(jù)通信；Cat2Cat2：適用于適用于ISDNISDN及及T1/E1T1/E1，支持支持1616MHzMHz的數(shù)據(jù)通信；的數(shù)據(jù)通信；Cat3Cat3：適用于適用于1010B

24、ase-TBase-T或或100100MbpsMbps的的100100Base-T4Base-T4，支支持達持達2020MHzMHz的數(shù)據(jù)通信；的數(shù)據(jù)通信；Cat5Cat5：適用于適用于100100MbpsMbps的的100100Base-TXBase-TX和和100100Base-T4Base-T4，支持高達支持高達100100MHzMHz的數(shù)據(jù)通信。的數(shù)據(jù)通信。Cat6Cat6：適用于適用于10001000MbpsMbps的的10001000Base-TXBase-TX，支持高達支持高達10001000MHzMHz的數(shù)據(jù)通信。的數(shù)據(jù)通信。按傳輸特性分為兩大類：基帶同軸電纜按傳輸特性分為兩大

25、類：基帶同軸電纜(僅用于僅用于數(shù)字信號傳輸數(shù)字信號傳輸)和寬帶同軸電纜和寬帶同軸電纜(既可以傳輸模擬既可以傳輸模擬信號，又可以傳輸數(shù)字信號信號，又可以傳輸數(shù)字信號 )阻抗：阻抗： 基帶同軸電纜基帶同軸電纜50 Ohm / 寬帶同軸電纜寬帶同軸電纜75 Ohm基帶同軸電纜又分為粗纜和細纜：基帶同軸電纜又分為粗纜和細纜： 粗纜傳輸距離：粗纜傳輸距離：500m / 細纜傳輸距離：細纜傳輸距離：185m具有較高的噪聲抑制特性，抗干擾能力強。具有較高的噪聲抑制特性，抗干擾能力強。價格居中，安裝難度居中價格居中，安裝難度居中(需要接地需要接地 和端頭連接和端頭連接終端匹配負載終端匹配負載 )。目前已不再推

26、薦使用。目前已不再推薦使用?；诠獾娜瓷湓碇圃斓墓鈧鬏斀橘|(zhì)。在折射率較高基于光的全反射原理制造的光傳輸介質(zhì)。在折射率較高的光傳輸層之外加上折射率較低的包裹層。的光傳輸層之外加上折射率較低的包裹層。根據(jù)使用的光源和傳輸模式，分為根據(jù)使用的光源和傳輸模式，分為單模單模光纖光纖（采用（采用注入注入式激光二極管式激光二極管ILEDILED為光源）與多模光纖（采用發(fā)光二極為光源）與多模光纖（采用發(fā)光二極管管LEDLED作為光源）作為光源）直徑：直徑：mm 數(shù)量級數(shù)量級衰減極低，傳輸距離遠衰減極低，傳輸距離遠( (單模：單模：3 3km km ，多模：多模：2 2kmkm ）不受外界電磁波和噪聲的干擾

27、，傳輸質(zhì)量高，不受外界電磁波和噪聲的干擾，傳輸質(zhì)量高，抗干擾能抗干擾能力和保密性能強力和保密性能強;數(shù)據(jù)傳輸速率高達數(shù)據(jù)傳輸速率高達Gbps數(shù)量級；數(shù)量級；主要用于長距離的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡的主干線，或被用于主要用于長距離的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡的主干線，或被用于有危險的、高壓的或容易泄漏信號的惡劣環(huán)境。有危險的、高壓的或容易泄漏信號的惡劣環(huán)境。 無線傳輸?shù)男盘柨梢允请姶挪ǖ娜我庑螣o線傳輸?shù)男盘柨梢允请姶挪ǖ娜我庑问剑菏剑?無線電波，微波，紅外線等無線電波，微波，紅外線等不存在有形的物理介質(zhì)，如線纜；不存在有形的物理介質(zhì)，如線纜； 常見形式：常見形式：無線通信無線通信 微波通信微波通信 紅外通信紅外通信用

28、途用途: -移動通信移動通信 -無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng) (WLANs)傳輸介質(zhì)的選擇要考慮多種技術(shù)和非傳輸介質(zhì)的選擇要考慮多種技術(shù)和非技術(shù)的因素：技術(shù)的因素：網(wǎng)絡技術(shù)（拓樸結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡技術(shù)（拓樸結(jié)構(gòu)/連接方式）連接方式）網(wǎng)絡的通信流量（傳輸容量）網(wǎng)絡的通信流量（傳輸容量）可靠性和安全性可靠性和安全性地理和環(huán)境因素（介質(zhì)形式和傳輸距離）地理和環(huán)境因素（介質(zhì)形式和傳輸距離）價格（建設與維護成本）價格（建設與維護成本）信號傳輸方式信號傳輸方式1) 多路復用技術(shù)多路復用技術(shù)2) 串行通信與并行通信串行通信與并行通信3) 單工通信、半雙工通信、全雙工通單工通信、半雙工通信、全雙工通信信多路復用：多路復用： 在

29、一條物理線路上建立多條通信信道的技術(shù)。在一條物理線路上建立多條通信信道的技術(shù)。意義：意義： 多路復用使得在同一傳輸介質(zhì)上可傳輸多個不同信源多路復用使得在同一傳輸介質(zhì)上可傳輸多個不同信源發(fā)出的信號?？砂l(fā)出的信號?？沙浞掷猛ㄐ啪€路的傳輸容量，提高傳輸充分利用通信線路的傳輸容量，提高傳輸介質(zhì)的利用率。介質(zhì)的利用率。 常用多路復用技術(shù)：常用多路復用技術(shù)： 頻分多路復用頻分多路復用（ Frequency Division Multiplexing ） 時分多路復用（時分多路復用（Time Division Multiplexing） 波分多路復用（波分多路復用（Wave-length Division

30、 Multiplexing） 多多路路復復用用器器高速通信線路高速通信線路多多路路復復用用器器工作原理：工作原理： 將線路的帶寬劃分成若干段較小的帶寬來達到多路將線路的帶寬劃分成若干段較小的帶寬來達到多路復用的目的。復用的目的。 其前提是任何信號只占據(jù)一個寬度有限的頻率，而其前提是任何信號只占據(jù)一個寬度有限的頻率，而信道可以被利用的頻率比一個信號的頻率寬得多。信道可以被利用的頻率比一個信號的頻率寬得多。 當有多路信號輸入時，發(fā)送端分別將各路信號調(diào)制當有多路信號輸入時，發(fā)送端分別將各路信號調(diào)制到各自所分配的頻帶范圍內(nèi)的載波上，傳輸?shù)浇邮斩艘缘礁髯运峙涞念l帶范圍內(nèi)的載波上，傳輸?shù)浇邮斩艘院?，利?/p>

31、接收濾波器再把各路信號區(qū)分開來并恢復成原后，利用接收濾波器再把各路信號區(qū)分開來并恢復成原來信號的波形。來信號的波形。 為了防止相鄰兩個信號頻率覆蓋造成干擾，在相鄰為了防止相鄰兩個信號頻率覆蓋造成干擾，在相鄰兩個信號的頻率段之間通常要留有一定的頻率間隔。兩個信號的頻率段之間通常要留有一定的頻率間隔。用途：用途： 主要用于傳送模擬信號。主要用于傳送模擬信號。工作原理：工作原理： 將一條將一條物理線路物理線路的工作時間劃分為若干個時間片（的工作時間劃分為若干個時間片（time slot），），按一定規(guī)則將這些時間片分配給多路信號按一定規(guī)則將這些時間片分配給多路信號，每一路信號在分配給自己的時間片內(nèi)獨

32、占信道進行傳，每一路信號在分配給自己的時間片內(nèi)獨占信道進行傳輸。輸。 用途：用途： 既可用于傳輸數(shù)字信號，也可用于傳輸模擬信號。既可用于傳輸數(shù)字信號，也可用于傳輸模擬信號。典型應用：典型應用： T1載波載波(Carrier)或或E1載波載波(Carrier) 固定時隙的固定時隙的TDM系統(tǒng)又被稱作同步系統(tǒng)又被稱作同步TDM。所謂固定時隙指多路復用器將線路的傳輸時間分為若干個等長的所謂固定時隙指多路復用器將線路的傳輸時間分為若干個等長的時間隙時間隙，多路信號采用輪轉(zhuǎn)方式使用這些時隙，即使在某個時隙多路信號采用輪轉(zhuǎn)方式使用這些時隙，即使在某個時隙內(nèi)某個信源沒有信號發(fā)送，該時隙也不能被其他信源所使用

33、。內(nèi)某個信源沒有信號發(fā)送，該時隙也不能被其他信源所使用。當時分復用系統(tǒng)中的某些信源沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送或發(fā)送的數(shù)據(jù)量太當時分復用系統(tǒng)中的某些信源沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送或發(fā)送的數(shù)據(jù)量太少時，這種固定時隙的方式會造成很大的帶寬浪費。少時，這種固定時隙的方式會造成很大的帶寬浪費。 工作原理：工作原理： 將普通時分復用中時間片的固定分配方式為動態(tài)分將普通時分復用中時間片的固定分配方式為動態(tài)分配方式，即若規(guī)定時間片內(nèi)相應的信道無信號發(fā)送或信配方式，即若規(guī)定時間片內(nèi)相應的信道無信號發(fā)送或信號提前發(fā)送完畢，則后續(xù)的信道可提前使用自己的時間號提前發(fā)送完畢，則后續(xù)的信道可提前使用自己的時間片。片。用途：用途： 解決帶寬的浪費

34、問題，提高信道帶寬的利用率。解決帶寬的浪費問題，提高信道帶寬的利用率。典型應用舉例：典型應用舉例： ATM（異步傳輸模式）異步傳輸模式） 光纖上進行信道復用的技術(shù)；光纖上進行信道復用的技術(shù)；頻分多路復用技術(shù)頻分多路復用技術(shù)在光纖上使用在光纖上使用的變種的變種； 通常一路光信號的帶寬只有幾通常一路光信號的帶寬只有幾GHZ，而一而一根光纖的帶寬可達根光纖的帶寬可達25000GHZ；如何復用？如何復用？ 不同頻率或波長的光在經(jīng)過相同的光折射介不同頻率或波長的光在經(jīng)過相同的光折射介質(zhì)后，其光路將會不同質(zhì)后，其光路將會不同(注：折射率與光的頻率注：折射率與光的頻率或波長有關(guān)或波長有關(guān))。對于帶寬可達對于

35、帶寬可達2500025000GHzGHz的的光纖來說，目前可以利用光纖來說，目前可以利用的數(shù)據(jù)傳輸率可達的數(shù)據(jù)傳輸率可達1 0 1 0 G G b p sb p s以上；以上；若采用密集波分多路復用若采用密集波分多路復用技術(shù)，在一根光纖上可以技術(shù)，在一根光纖上可以發(fā)送發(fā)送8 8個波長的光波，假個波長的光波，假設每個波長可以支持設每個波長可以支持1 0 1 0 G b p sG b p s的數(shù)據(jù)傳輸率，的數(shù)據(jù)傳輸率，則一根光纖所能支持的最則一根光纖所能支持的最大數(shù)據(jù)傳輸率可達到大數(shù)據(jù)傳輸率可達到8 0 8 0 G b p sG b p s以上。以上。三棱鏡或衍射光柵三棱鏡或衍射光柵 1550 n

36、m 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 波分復用波分復用 WDM 波分復用就是光的頻分復用。 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s復用器分用器EDFA120 km碼分復用碼分復用 CDM 常用的名詞是碼分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。 各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因

37、此彼此不會造成干擾。 這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 每一個比特時間劃分為 m 個短的間隔，稱為碼片(chip)。 碼片序列碼片序列(chip sequence) 每個站被指派一個惟一的 m bit 碼片序列。 如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。 如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。 例如，S 站的 8 bit 碼片序列是 00011011。 發(fā)送比特 1 時，就發(fā)送序列 00011011， 發(fā)送比特 0 時，就發(fā)送序列 11100100。 S 站的碼片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1) CDMA 的重要特點

38、 每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。 在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列。 數(shù)據(jù)傳送只能在一個固定的方向上進行，數(shù)據(jù)傳送只能在一個固定的方向上進行，任何時候都不能改變方向。任何時候都不能改變方向。例子：例子：發(fā)送發(fā)送單向通道單向通道接收接收信號可以雙向進行，但不可同時進行，信號可以雙向進行，但不可同時進行，一個時間只能有一個方向的傳送一個時間只能有一個方向的傳送例子：例子： 對講機、計算機對講機、計算機終端終端發(fā)送發(fā)送接收接收雙向通道雙向通道接收接收發(fā)送發(fā)送信號可以同時進行雙向發(fā)送信號可以同時進行雙向發(fā)送例子：例子： 計算機計算機計算機計算機發(fā)送發(fā)

39、送接收接收雙向通道雙向通道接收接收發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。 存在字符同步問題。存在字符同步問題。 例子：例子：發(fā)送端發(fā)送端b b0 0 b b1 1 b b2 2 b b3 3 b b4 4 b b5 5 b b6 6 b b7 7 接收端接收端串行通信信道串行通信信道數(shù)據(jù)以成組方式在多個并行信道上同時傳輸。數(shù)據(jù)以成組方式在多個并行信道上同時傳輸。在并行傳輸中，一次傳送一個字符，所以不存在字在并行傳輸中，一次傳送一個字符，所以不存在字符同步問題。符同步問題。例子：計算機中的總線例子：計算機中的總線并并行行通通信信信信道道b b0 0 b b1

40、 1 b b2 2 b b3 3 b b4 4 b b5 5 b b6 6 b b7 7 發(fā)送端發(fā)送端b b0 0 b b1 1 b b2 2 b b3 3 b b4 4 b b5 5 b b6 6 b b7 7 接收端接收端在相同的發(fā)送時鐘下，并行通信的數(shù)據(jù)傳在相同的發(fā)送時鐘下，并行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率將大于串行通信。輸速率將大于串行通信。并行通信需要多個并行信道，實現(xiàn)昂貴。并行通信需要多個并行信道，實現(xiàn)昂貴。并行通信方式適合于近距離通信（如計算并行通信方式適合于近距離通信（如計算機中）而在遠程通信中一般采用串行通信機中）而在遠程通信中一般采用串行通信方式。方式。當計算機通過串行信道相互通信時

41、，在發(fā)送方要進行當計算機通過串行信道相互通信時，在發(fā)送方要進行并并/串轉(zhuǎn)換，而在接收端要進行串串轉(zhuǎn)換，而在接收端要進行串/并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換計算機計算機串行信道串行信道計算機計算機并行傳輸并行傳輸并行傳輸并行傳輸串行傳輸串行傳輸并并/串轉(zhuǎn)換串轉(zhuǎn)換串串/并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換3.3 信號傳輸過程中的問題信號傳輸過程中的問題本章中，我們已經(jīng)討論了物理層為了實本章中，我們已經(jīng)討論了物理層為了實現(xiàn)原始比特流傳送相關(guān)的一系列問題，現(xiàn)原始比特流傳送相關(guān)的一系列問題，包括物理介質(zhì)、通信信道及通信方式的包括物理介質(zhì)、通信信道及通信方式的選擇、數(shù)據(jù)與信號的轉(zhuǎn)換等。但我們還選擇、數(shù)據(jù)與信號的轉(zhuǎn)換等。但我們還是遺漏了一個與原始比特

42、流傳送直接相是遺漏了一個與原始比特流傳送直接相關(guān)的重要問題關(guān)的重要問題-那就是信號在傳輸過程中所發(fā)生的一些那就是信號在傳輸過程中所發(fā)生的一些問題及其解決方法。問題及其解決方法。 信號衰減信號衰減( (attenuation)attenuation)：用以表示原始比特流的信號：用以表示原始比特流的信號能量在傳輸過程中越來越小，以至在超出一定距離后能量在傳輸過程中越來越小，以至在超出一定距離后信號能量再也無法被檢測。信號能量再也無法被檢測。產(chǎn)生原因包括介質(zhì)吸收、反射或散射等，所以信號衰產(chǎn)生原因包括介質(zhì)吸收、反射或散射等，所以信號衰減是不可避免的。減是不可避免的。后果：后果： 信號衰減限制了信號的傳

43、輸距離，這也就是所有的信號衰減限制了信號的傳輸距離，這也就是所有的傳輸介質(zhì)都存在最大傳輸距離限制的內(nèi)在原因；傳輸介質(zhì)都存在最大傳輸距離限制的內(nèi)在原因； 信號衰減還常常會同時伴隨著信號的變形。信號衰減還常常會同時伴隨著信號的變形。解決思路：解決思路： 在物理層采用信號放大和整形的方法來解決信號衰在物理層采用信號放大和整形的方法來解決信號衰減及其變形問題。減及其變形問題。噪聲噪聲( (Noise)Noise)是指附加在原始信號之上的所有不期望的是指附加在原始信號之上的所有不期望的信號，有時又被稱為干擾。信號，有時又被稱為干擾。產(chǎn)生原因是多方面的產(chǎn)生原因是多方面的: : 熱噪聲：熱噪聲： 物理線路上

44、的熱噪聲，由介質(zhì)中的電子熱運動引起，物理線路上的熱噪聲，由介質(zhì)中的電子熱運動引起，時刻存在，幅度較小，強度與頻率無關(guān)，但頻譜較寬。時刻存在，幅度較小，強度與頻率無關(guān)，但頻譜較寬。具有隨機性。具有隨機性。 沖擊噪聲：沖擊噪聲： 外界無線或電磁干擾引起，幅度較大，呈突發(fā)性。外界無線或電磁干擾引起，幅度較大，呈突發(fā)性。 近端串擾：近端串擾：線路端接點產(chǎn)生的干擾線路端接點產(chǎn)生的干擾 接地噪聲：接地噪聲：交流供電電路中的非良好接地引發(fā)的噪聲。交流供電電路中的非良好接地引發(fā)的噪聲。 信號反射：信號反射：信號在傳輸過程中遇到斷點時的信號反射。信號在傳輸過程中遇到斷點時的信號反射。帶來后果：帶來后果： 一旦噪

45、聲的能量與信號能量具有一定的可比性時，一旦噪聲的能量與信號能量具有一定的可比性時，就會導致信號傳輸錯誤，即接收端難以從混雜了較大噪就會導致信號傳輸錯誤，即接收端難以從混雜了較大噪聲的信號中提取出正確的數(shù)據(jù)。聲的信號中提取出正確的數(shù)據(jù)。衡量：衡量： 用信噪比用信噪比( (signal noise ratiosignal noise ratio，簡寫為簡寫為S/N)S/N)來表來表示噪聲對信號的影響程度。信噪比越大，噪聲對信號傳示噪聲對信號的影響程度。信噪比越大，噪聲對信號傳輸質(zhì)量的影響就越小，減少干擾的最終目的就是為了提輸質(zhì)量的影響就越小，減少干擾的最終目的就是為了提高信噪比。高信噪比。 解決措

46、施：解決措施： 在物理層采取抵消與屏蔽、良好的端接、接地技術(shù)在物理層采取抵消與屏蔽、良好的端接、接地技術(shù)、阻抗匹配等必要的措施來減少噪聲。、阻抗匹配等必要的措施來減少噪聲。除了前面所介紹的物理線纜外，還包括連接除了前面所介紹的物理線纜外，還包括連接頭、連接插座、轉(zhuǎn)換器等頭、連接插座、轉(zhuǎn)換器等 共同特點：共同特點： 無源無源( (不需要外電源不需要外電源)，又稱被動，又稱被動( (passive)passive)用途：用途：1)1)傳輸介質(zhì)：用于提供信號傳輸通道。傳輸介質(zhì)：用于提供信號傳輸通道。2)2)連接頭和連接插座是配對使用的組件，其基本作用是連接頭和連接插座是配對使用的組件，其基本作用是為

47、網(wǎng)絡線纜連接提供良好的端接。為網(wǎng)絡線纜連接提供良好的端接。 3)3)轉(zhuǎn)換器用于在不同的接口或介質(zhì)之間進行信號轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換器用于在不同的接口或介質(zhì)之間進行信號轉(zhuǎn)換。 RJ-45 是英文 Registered Jack-45的縮寫。用于UTP線纜的連接可減少噪聲，反射和機械可靠性問題RJ-45 座的組合，常見的有12、24和48 口。接收器和發(fā)送器的組合。用于不同物理接口或傳輸介質(zhì)間的轉(zhuǎn)換背景：背景： 為了解決信號遠距離傳輸所產(chǎn)生的衰減和變形問為了解決信號遠距離傳輸所產(chǎn)生的衰減和變形問題，我們需要一種能在信號傳輸過程中對信號進行放題，我們需要一種能在信號傳輸過程中對信號進行放大和整形的設備，以拓展信

48、號的傳輸距離、增加網(wǎng)絡大和整形的設備，以拓展信號的傳輸距離、增加網(wǎng)絡的覆蓋范圍。的覆蓋范圍。 這種具備物理上拓展網(wǎng)絡覆蓋范圍功能的設備被這種具備物理上拓展網(wǎng)絡覆蓋范圍功能的設備被稱為稱為網(wǎng)絡互連設備網(wǎng)絡互連設備。 共同特點：共同特點： 有源有源( (需要外電源需要外電源)，又稱主動，又稱主動( (Active)Active)在物理層通常提供兩種類型的網(wǎng)絡互連設備在物理層通常提供兩種類型的網(wǎng)絡互連設備，即中繼器，即中繼器( (repeater)repeater)和集線器和集線器( (hub)hub)。具有對物理信號進行具有對物理信號進行放大和再生的功能，放大和再生的功能，其將從輸入接口接收其將從

49、輸入接口接收的物理信號通過放大的物理信號通過放大和整形再從輸出接口和整形再從輸出接口輸出。輸出。“單進單出單進單出”結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。集中式的多端口中繼器，其多個端口可為集中式的多端口中繼器，其多個端口可為多路信號提供放大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)功能。多路信號提供放大、整形和轉(zhuǎn)發(fā)功能。典型的端口數(shù)為典型的端口數(shù)為 4, 8, 4, 8, 或或 24 24起到線纜集中器的作用，所以又稱集線器起到線纜集中器的作用，所以又稱集線器。提高了物理連接的可靠性。提高了物理連接的可靠性。 The Cloud只關(guān)注原始比特流的傳送，即物理信號的傳輸。其不關(guān)心也不認識所傳輸信號所包含的信息。物理層是網(wǎng)絡的物理基礎(chǔ)，也是網(wǎng)絡故障的

50、多發(fā)層，不可被低估或輕視。與物理層的功能與物理層的功能( (提供在物理傳輸介質(zhì)上傳送提供在物理傳輸介質(zhì)上傳送和接收比特流的能力，并且向上對數(shù)據(jù)鏈路層和接收比特流的能力，并且向上對數(shù)據(jù)鏈路層屏蔽掉因為物理組件以及傳輸介質(zhì)的多樣性所屏蔽掉因為物理組件以及傳輸介質(zhì)的多樣性所產(chǎn)生的物理傳輸上的差異產(chǎn)生的物理傳輸上的差異) )相一致。解決好各相一致。解決好各種物理組件或設備之間的接口問題。種物理組件或設備之間的接口問題。 在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，設備被分為兩類，即數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，設備被分為兩類，即數(shù)據(jù)終端設備終端設備DTEDTE和數(shù)據(jù)線路端接設備和數(shù)據(jù)線路端接設備DCEDCE 物理層標準主要任務就是要規(guī)

51、定物理層標準主要任務就是要規(guī)定DCEDCE設備和設備和DTEDTE設設備的接口。備的接口。包括接口的機械特性、電氣特性、功能特性和包括接口的機械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。規(guī)程特性。 機械特性一般系指硬件機械特性一般系指硬件連接的接口（連接器）連接的接口（連接器）的大小尺寸和形狀的大小尺寸和形狀 。電氣特性主要考慮確定電氣特性主要考慮確定信號碼型結(jié)構(gòu)、電壓電信號碼型結(jié)構(gòu)、電壓電平和電壓變化的規(guī)則以平和電壓變化的規(guī)則以及信號的同步等。及信號的同步等。 功能特性定義接口電路功能特性定義接口電路的功能。接口信號大體的功能。接口信號大體上可以分為數(shù)據(jù)信號、上可以分為數(shù)據(jù)信號、控制信號和時鐘信號

52、。控制信號和時鐘信號。 規(guī)程特性是在功能特性的基規(guī)程特性是在功能特性的基礎(chǔ)上，說明利用接口傳送比礎(chǔ)上，說明利用接口傳送比特流的過程和順序，它涉及特流的過程和順序，它涉及到到DTEDTE與與DCEDCE雙方在各線路上雙方在各線路上的動作規(guī)程以及執(zhí)行的先后的動作規(guī)程以及執(zhí)行的先后順序順序。標準是指或官方指定的一系列規(guī)則或規(guī)程，其標準是指或官方指定的一系列規(guī)則或規(guī)程，其通常代表著廣泛使用的優(yōu)秀模型或規(guī)格。通常代表著廣泛使用的優(yōu)秀模型或規(guī)格。與物理層標準有關(guān)的標準組織有與物理層標準有關(guān)的標準組織有: IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engi

53、neers UL - Underwriters Laboratories EIA - Electronic Industries Alliance TIA - Telecommunications Industry Association ITU-T- International Telecommunication Union- Telecommunications TIA/EIA 是最具影響力的關(guān)于網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)是最具影響力的關(guān)于網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)的標準：的標準： TIA/EIA-568 TIA/EIA-569 TIA/EIA-570 TIA/EIA-606 TIA/EIA-607給出了結(jié)構(gòu)化布線六

54、大子系統(tǒng)的描述給出了結(jié)構(gòu)化布線六大子系統(tǒng)的描述: - 水平布線（水平布線（horizontal cabling ） -（telecommunications closets） -垂直布線垂直布線backbone cabling -設備間（設備間（equipment rooms ） -工作區(qū)（工作區(qū)（work areas ） -entrance facilitiesTIA/EIA-568-A 是關(guān)于水平布線的標準。是關(guān)于水平布線的標準。水平線纜是指從通信插座到水平交叉連接的一水平線纜是指從通信插座到水平交叉連接的一段布線。段布線。通常采用通常采用CAT 5 線纜線纜 UTP(100 ohm),

55、STP(150 ohm), Coaxial(50 ohm) Fiber (62.5/125 multi-mode)Cat 5e, Cat 6, and Cat 7 是是 Cat 5的改進。的改進。Work Station(Patch Cable)HorizontalCable RunCross-Connect Jumpers(Patch Cable)3m + 90m + 6m = 99mEIA RS-232CEIA RS-232C標準，相當于標準，相當于CCITTCCITT的的V.24V.24標準；標準；提供了一個利用公用電話網(wǎng)絡作為傳輸媒體，提供了一個利用公用電話網(wǎng)絡作為傳輸媒體，并通過調(diào)制

56、解調(diào)器將遠程設備連接起來的技術(shù)并通過調(diào)制解調(diào)器將遠程設備連接起來的技術(shù)規(guī)定。規(guī)定。 DTEDTE與與DCEDCE之間通信的標準接口。之間通信的標準接口。只適于短距離使用，一般規(guī)定終端設備的連接只適于短距離使用，一般規(guī)定終端設備的連接電線不超過電線不超過1515M M。 接口的電氣特性: 在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系。即：邏 輯“1”，-5 -15V；邏輯“0” +5 +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1”,接口的通信速率20KB/S 標準規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的

57、信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。 實際上RS-232C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-10條引線。RS-232-C最常用的10條引線的信號內(nèi)容見圖所示。的信號定義的信號定義 (1) 保護地(2) 發(fā)送數(shù)據(jù)(3) 接收數(shù)據(jù)(4) 請求發(fā)送(5) 允許發(fā)送(6) DCE 就緒(7) 信號地(8) 載波檢測(20) DTE 就緒(22) 振鈴指示DTEDCE計算機或終端調(diào)制解調(diào)器兩個兩個 DTE 通過通過 DCE進行通信的例子進行通信的例子 接口調(diào)制解調(diào)器DTE-ADTE-BDCE-ADCE-B 接口調(diào)制解調(diào)器網(wǎng) 絡利用虛調(diào)制解調(diào)器利用虛調(diào)制解調(diào)器與

58、兩臺計算機相連與兩臺計算機相連 插頭插頭插座插座計算機虛調(diào)制解調(diào)器計算機（1）保護地（2）發(fā)送（3）接收（4）請求發(fā)送（5）允許發(fā)送（6）DCE 就緒（7）信號地（8）載波檢測（20）DTE 就緒（22）振鈴指示（1）保護地（2）發(fā)送（3）接收（4）請求發(fā)送（5）允許發(fā)送（6）DCE 就緒（7）信號地（8）載波檢測（20）DTE 就緒（22）振鈴指示 3.4 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器工作原理調(diào)制解調(diào)器工作原理 計算機內(nèi)的信息是由“0”和“1”組成數(shù)字信號，而在電話線上傳遞的卻只能是模擬電信號。 當兩臺計算機要通過電話線進行數(shù)據(jù)傳輸時，就需要一個設備負責數(shù)模的轉(zhuǎn)換。這個數(shù)模轉(zhuǎn)換器就是我們這

59、里要討論的Modem。調(diào)制解調(diào)器工作原理續(xù)調(diào)制解調(diào)器工作原理續(xù) 計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)時，先由Modem把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為相應的模擬信號，這個過程稱為“調(diào)制”。 經(jīng)過調(diào)制的信號通過電話載波傳送到另一臺計算機之前，也要經(jīng)由接收方的Modem負責把模擬信號還原為計算機能識別的數(shù)字信號，這個過程我們稱“解調(diào)”。 正是通過這樣一個“調(diào)制”與“解調(diào)”的數(shù)模轉(zhuǎn)換過程，從而實現(xiàn)了兩臺計算機之間的遠程通訊。 調(diào)制解調(diào)器類別調(diào)制解調(diào)器類別 根據(jù)Modem的形態(tài)和安裝方式，可以大致可以分為以下四類： 1、外置式Modem 外置式Modem放置于機箱外，通過串行通訊口與主機連接。這種Modem方便靈巧、易于安裝，閃爍的指示

60、燈便于監(jiān)視Modem的工作狀況。但外置式Modem需要使用額外的電源與電纜。 2、內(nèi)置式Modem 內(nèi)置式Modem在安裝時需要拆開機箱，并且要對中斷和COM口進行設置，安裝較為繁瑣。這種Modem要占用主板上的擴展槽，但無需額外的電源與電纜，且價格比外置式Modem要便宜一些。 調(diào)制解調(diào)器類別續(xù)調(diào)制解調(diào)器類別續(xù) 3、PCMCIA插卡式Modem 插卡式Modem主要用于筆記本電腦，體積纖巧。配合移動電話，可方便地實現(xiàn)移動辦公。 4、機架式Modem 機架式Modem相當于把一組Modem集中于一個箱體或外殼里，并由統(tǒng)一的電源進行供電。機架式Modem主要用于Internet/Intranet