計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二章物理層課件

第二章物理層本章主要內(nèi)容

數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)傳輸介質(zhì)2.1物理層概述物理層是OSI模型的最低層，它向下直接與傳輸介質(zhì)相連接，是開放系統(tǒng)和物理傳輸介質(zhì)的接口，向上相鄰且服務(wù)于數(shù)據(jù)鏈路層。是整個(gè)開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它是惟一直接提供原始比特流傳輸?shù)膶?。物理層?fù)責(zé)與物理傳輸有關(guān)的一系列問題。

2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型公用電話網(wǎng)PC機(jī)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器PC機(jī)源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器數(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(hào)通過物理信道傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收方的過程稱為數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信被分為模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)源點(diǎn)終點(diǎn)在數(shù)據(jù)通信中，通常將數(shù)據(jù)的發(fā)送方稱為源點(diǎn)。在數(shù)據(jù)通信中，通常將數(shù)據(jù)的接收方稱為終點(diǎn)。信道的分類按傳輸介質(zhì)的類型劃分有線信道無線信道按信道中所傳輸?shù)男盘?hào)類型劃分模擬信道數(shù)字信道2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.3調(diào)制與解調(diào)調(diào)制：將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過程。解調(diào)：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號(hào)的過程。2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.4多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)就是提高通信線路的利用率，試圖在同一條線路上同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)，使得一條線路可以由多個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備同時(shí)使用而互不影響，這就是多路復(fù)用。將傳輸介質(zhì)的可用帶寬按照頻率不同，把傳輸帶寬分成若個(gè)不交疊的的頻段，每個(gè)信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)頻段，從而形成許多個(gè)子信道。相鄰的信道用保護(hù)帶隔開。頻分多路復(fù)用技術(shù)（FDM）頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5頻分多路復(fù)用技術(shù)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)（TDM）

時(shí)分復(fù)用就是將一條線路按工作時(shí)間劃分周期T，每一個(gè)周期再劃分成若干時(shí)間片t1,t2,t3,….tn,輪流分配給多個(gè)信源來使用公共線路，在每個(gè)周期的每一時(shí)間片ti內(nèi)，線路供一對(duì)終端使用，在時(shí)間片tj內(nèi)，線路供另一對(duì)終端占用?？煞譃橥綍r(shí)分多路復(fù)用和異步時(shí)分多路復(fù)用。2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.5數(shù)據(jù)通信技術(shù)

數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)同步方式數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳送方式一個(gè)數(shù)據(jù)代碼由若干位組成，在數(shù)據(jù)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行近距離傳輸（1米或數(shù)米之內(nèi)）時(shí)，為了獲得高的數(shù)據(jù)傳輸率，使每個(gè)代碼的傳輸延遲盡量小，可以采用并行傳輸方式，即數(shù)據(jù)的每一位各占一條信號(hào)線，并行傳輸。并行通信DTE發(fā)送端信號(hào)地1DTE接收端信號(hào)地

23N-100123N-11110并行通信DTE發(fā)送端信號(hào)地信號(hào)DTE接收端信號(hào)信號(hào)地00011110串行通信異步傳輸

每個(gè)字符在傳輸時(shí)都前后分別加上起始位和結(jié)束位，以表示一個(gè)字符的開始和結(jié)束。起始位為“0”，結(jié)束位為“1”，結(jié)束位的長度可以為1位、1.5位或2位。數(shù)據(jù)同步方式同步傳輸以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，字符間順序相連，既無間隙也沒有插入位。收發(fā)雙方的時(shí)鐘信號(hào)與傳輸?shù)拿恳晃粐?yán)格對(duì)應(yīng)，以達(dá)到位同步，在開始發(fā)送一幀數(shù)據(jù)前須發(fā)送固定長度的幀同步字符，發(fā)送完數(shù)據(jù)后再發(fā)送幀終止字符，這樣就實(shí)現(xiàn)了字符和幀的同步，之后連續(xù)發(fā)送空白字符，直到發(fā)送下一幀時(shí)重復(fù)上述過程。數(shù)據(jù)同步方式數(shù)據(jù)傳輸方式當(dāng)數(shù)據(jù)通信在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間進(jìn)行時(shí)，按照信息的傳送方向，其通信方式有3種。單工通信：半雙工通信：

全雙工通信：

傳送的信息始終是一個(gè)方向。通信雙方都可以發(fā)送或接收信息，但不能同時(shí)雙向發(fā)送。通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備數(shù)據(jù)流通信連接(a)單工方式發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備數(shù)據(jù)流通信連接接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備(b)半雙工方式發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備數(shù)據(jù)流通信連接接收設(shè)備接收設(shè)備(c)全雙工方式雙絞線雙絞線是把兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞纏在一起形成的線對(duì)組成。雙絞線雙絞線雙絞線電纜兩端一般都安裝RJ—45連接器（水晶頭）與網(wǎng)卡和集線器（或交換機(jī)）相連。雙絞線的分類按照是否有屏蔽層劃分：非屏蔽雙絞線（UTP）屏蔽雙絞線（STP）非屏蔽雙絞線電纜屏蔽雙絞線電纜以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音同軸電纜它的中央是銅質(zhì)的芯線(單股的實(shí)心線或多股絞合線），銅質(zhì)的芯線外包著一層絕緣層，絕緣層外是一層網(wǎng)狀編織的金屬絲作外導(dǎo)體屏蔽層（可以是單股的），屏蔽層把電線很好地包起來,再往外就是外包皮的保護(hù)塑料外層了。絕緣層裸銅導(dǎo)體外導(dǎo)體屏蔽層絕緣保護(hù)套層同軸電纜的分類粗纜按同軸電纜粗細(xì)的不同可分為粗纜和細(xì)纜。光纖因?yàn)楣饫w本身比較脆弱，所以在實(shí)際應(yīng)用中都是將光纖制成不同結(jié)構(gòu)形式的光纜。光纜是以一根或多根光纖或光纖束制成，符合光學(xué)機(jī)械和環(huán)境特性的結(jié)構(gòu)。

微波通信激光通信紅外線通信2.3傳輸介質(zhì)2.3.3無線傳輸介質(zhì)常見物理層組件物理線纜連接頭連接插座轉(zhuǎn)換器常見物理層設(shè)備中繼器集線器2.4常見的物理層設(shè)備與組件

中繼器主要負(fù)責(zé)在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息；中繼器主要負(fù)責(zé)放大或再生局域網(wǎng)的信號(hào)；中繼器可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)連接距離和擴(kuò)充工作站數(shù)目。

中繼器的功能中繼器

5指局域網(wǎng)最多有5個(gè)網(wǎng)段；

4指全信道上最多可連4個(gè)中繼器；

3指其中3個(gè)網(wǎng)段可連網(wǎng)站；

2指有兩個(gè)網(wǎng)段只能用來擴(kuò)長而不連任何網(wǎng)站；

1指由此組成一個(gè)共享局域網(wǎng)。以太網(wǎng)的5-4-3-2-1規(guī)則集線器簡單的集線器就是多口中繼器。集線器上的每一個(gè)端口用于將單一用戶主機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)上。集線器只簡單地接收數(shù)據(jù)信號(hào)并將其發(fā)送到所有其他端口。集線器的端口

端口是所連接結(jié)點(diǎn)的端口。集線器通常都提供三種類型的端口，即RJ45端口、BNC端口和AUI端口,以適用于連接不同類型電纜所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，一些高檔集線器還提供光纖端口和其他類型的端口，RJ45端口可用于連接RJ45接頭，適用于由雙絞線構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，這種端口是最常見的。平常所說的多少口集線器，就是指的具有多少RJ45端口。一般地，集線器有一個(gè)“UPLink端口”，用于與其它集線器的連接（級(jí)聯(lián)）。

集線器的分類

按供電方式可分為：按網(wǎng)關(guān)功能可分為：

按端口數(shù)劃分可分為：

無源HUB、有源HUB。無管理HUB、管理式HUB。8口、12口、16口、24口、48口等HUB。