计算机网络技术 (10).ppt

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1、物理层物理层物理层概述1线缆的规范和连接方式2传输介质3Computer Network Technology物理层物理层概述物理层概述Computer Network Technology物理层1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层物理层既不是指连接计算机的具体物理设备，也不是指负责信号传输的具体物理介质，而是建立在通信介质基础上的、实现设备之间连接的物理接口。主要功能是为物理上相互关联的通信双方提供物理连接，并在物理连接上透明地传输比特流。定义了建立、维护和拆除物理链路的规范和协议。Computer Network Technology物理层物

2、理层的功能物理层的功能Computer Network Technology物理层物理层接口标准物理层接口标准 由于传输距离和传输技术的不同，局域网和广域网使用的物理层接口和标准也不一样。也就是说不同网络类型，物理层规范和标准不同。IEEE802.3定义以太网标准，支持多种速率（10Mbps、100Mbps、1000Mbps）和在多种介质（同轴电缆、STP、UTP、单模光纤、多模光纤）上传输数据。局域网局域网局域网局域网令牌总线（Token Bus）令牌环网（Token Ring）FDDI（光纤分布式数据接口）以太网（Ethernet）Computer Network Technology物理

3、层10Mb/s以太网10Base-T10Base510Base2100Mb/s以太网100Base-TX100Base-FX1000Mb/s以太网1000Base-T1000Base-FIEEE802.3IEEE802.3uIEEE802.3zIEEE802.3abComputer Network Technology物理层广域网物理层规范广域网物理层协议定义了DTE和DCE之间的接口规范和标准包括：RS-232C、V.24、V.35等DTE和DCE接口示意图Computer Network Technology物理层DCEDCEDCEDCE公共电话交换网RS-232CRS-232C广域网物理

4、层规范 DTE和DCE之间的连接需要遵循共同的接口标准。物理层通过四个特性在DTE和DCE之间实现物理连接。（1）机械特性 规定DTE和DCE之间的连接器形式，包括连接器的形状、几何尺寸、引线数目和排列方式、固定和锁定装置等。常用的机械特性标准有：ISO2110（25针）、ISO2593（34针）、ISO4902（37针）、ISO4902（9针）、ISO4903（15针）。（2）电气特性 规定了DTE和DCE之间多条信号线的连接方式，发送器和接收器的电气参数及其他有关电路的特征，包括信号源的输出阻抗、负载的输入阻抗、信号“1”和“0”的电压范围、传输速率、平衡特性和距离的限制等。电气特性决定了

5、传输速率和传输距离。常见的电气特性标准有ITU-T的V10、V.11和V.24，与之兼容的分别是EIA的RS422-A、RS422-A和RS-232C。Computer Network Technology物理层广域网物理层规范（3）功能特性 规定接口信号具有的特定功能，即DTE和DCE之间各信号的信号含义。通常信号线可分为四类：数据线、控制线、同步线和地线。（4）规程特性 规定了DTE和DCE之间各接口信号线实现数据传输的操作过程，即在物理连接的建立、维持和拆除时，DTE和DCE双方在各电路上的动作顺序以及维护测试操作等。常见的规程特性标准有：ITU-T的V.24、V.25、V.54、X.2

6、0、X.21等。Computer Network Technology物理层 传输介质传输介质Computer Network Technology物理层物理介质分类有线介质双绞线同轴电缆光纤无线介质卫星微波红外线Computer Network Technology物理层双绞线 双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度相互绞缠在一起形成的线对组成。把一对或多对双绞线放在一条导管中便成了双绞线电缆。常用的双绞线电缆由4对双绞线电缆按一定密度反时针互相扭绞在一起，每一对双绞线形成一条通信链路，可传输模拟/数字信号。Computer Network Technology物理层双绞线非屏蔽双绞线

7、UTP屏蔽双绞线STP按照线缆是否屏蔽分类分 类Computer Network Technology物理层双绞线非屏蔽双绞线UTP屏蔽双绞线STP由多对双绞线和一个塑料外皮构成。成本低、重量轻、易弯曲、易安装、阻燃性好、在一般局域网中普遍采用。传输时有辐射、信息容易被窃听。用铝箔套管或铜丝编织层套装，可提高抗电磁干扰能力，减小辐射。有较高的传输速率。价格相对较高，安装也比非屏蔽双绞线困难。分 类Computer Network Technology物理层双绞线按照电气特性分类 可将双绞线分为3类、4类、5类、超5类、6类、7类等类型，数字越大，技术越先进，带宽越宽，价格越高。目前，计算机网络

8、中常用的是5类、超5类或6类非屏蔽双绞线。不同类别的双绞线价格相差较大，应用范围也大不相同。分 类Computer Network Technology物理层双绞线连接器件RJ-45连接器（水晶头）RJ-45信息模块Computer Network Technology物理层同轴电缆 同轴电缆由圆柱形金属网导体（外导体）及其包围的单根铜芯线（内导体）组成，金属网与铜导线之间由绝缘材料隔开，金属网外是一层绝缘保护套。由于电缆内部的两层导体在同一中心轴线上，因此叫做同轴电缆。Computer Network Technology物理层10base5 10base5 粗同轴电缆粗同轴电缆粗同轴电缆粗

9、同轴电缆10base2 10base2 细同轴电缆细同轴电缆细同轴电缆细同轴电缆分 类同轴电缆Computer Network Technology物理层同轴电缆细缆粗缆直径为0.26cm，最大传输距离为185m。线材和连接头成本较低，不需要集线器等设备，适合架设设备较集中的小型以太网络。安装时需要切断电缆，两头安装网络连接器（BNC），连接在T型连接器的两端。接头多时，易出现接触不良故障。直径为1.27cm，最大传输距离为500m。直径粗，弹性差，不适合在室内狭窄的环境架设。不能直接与计算机连接，需要通过一个转接器转成AUI接头后再连接到计算机上。传输衰耗小，标准距离长，可靠性高。安装时不需

10、要切断电缆，可灵活调整接入网络位置，但安装难度大，总体成本高。分 类Computer Network Technology物理层细同轴电缆和计算机连接BNC TBNC T型连接器型连接器 终端终端电阻电阻终端终端电阻电阻客户机客户机客户机客户机服务器服务器客户机客户机Computer Network Technology物理层光纤 光纤是一种能够传输光束并且细而柔软的通信介质，光纤中心是光传播的玻璃芯，芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内，再外面的是一层薄的塑料外套，用做保护封套。塑料外壳玻璃封套纤芯纤芯玻璃封套塑料外壳光纤结构图光纤结构剖面图一束三根光纤剖面图Compu

11、ter Network Technology物理层光纤（1）按折射率分布不同分类均匀光纤：纤芯折射率n1和包层的折射率n2为常数，且n1n2。非均匀光纤：纤芯折射率n1随半径增加呈抛物线型变化至n2。（2）按传输的总模数分类多模光纤：可以传输不同模式光的光纤。多模光纤中传输的模式多达数百个，各个模式的传播常数和群速率不同，使光纤的带宽窄，色散大，损耗也大，只适于中短距离和小容量的光纤通信系统。单模光纤：只能传一种模式的光纤。其模间色散很小，相比于多模光纤可支持更长传输距离，适用于远程通讯。分 类Computer Network Technology物理层光纤 光纤连接部件主要有配线架、端接架、

12、接线盒、光缆信息插座、各种适配器以及用于光缆和电缆转换的连接器等，作用是实现光缆线路的端接、接续、交连和光缆传输系统的管理，以形成光缆传输系统通道。连接部件常见光接口连接器SC/PC型光连接器ST型光连接器FC/PC型光连接器Computer Network Technology物理层光纤连接部件常见光纤接头FC/PC型光尾纤接头SC/PC型光尾纤接头ST/PC型光尾纤接头Computer Network Technology物理层光纤特 点光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。优点：频带宽，传输速率高，传输距离远，抗冲击和电磁干扰性好，数据保密性好，损耗和误码率低，体积小，重量轻等。缺点：连

13、接和分支困难，工艺和技术要求高，要配备光电转换设备，仅能单向传输等。Computer Network Technology物理层光纤通信系统的基本构成光源是光波产生的根源。光纤是传输光波的导体。光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再将光信号导入光纤。光接收机的功能是负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理。调制光源放大恢复光检测输入电信号输出电信号光纤信道光发送机光接收机Computer Network Technology物理层无线通信无线电波：传输数据速率为2-6Mbps，适用于短距离微波：地面微波的频率为4-6GHz，卫星微波为11-14GHz红外线：一个方向16Mbps，多个方向不超过1Mbps Computer Network Technology物理层n物理层的物理层的功能功能n物理层规范和标准物理层规范和标准n物理传输物理传输介质介质本讲总结本讲总结Computer Network Technology物理层ThankyouComputer Network Technology物理层