第九章 传输媒体与物理层.ppt

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1、第九章第九章 传输媒体与物理层传输媒体与物理层何小其何小其1本章主要内容本章主要内容n9.1 9.1 传输媒体传输媒体n9.2 OSI9.2 OSI参考模型参考模型9.1 9.1 传输媒体传输媒体n9.1.1 9.1.1 双绞线双绞线n9.1.2 9.1.2 同轴电缆同轴电缆n9.1.3 9.1.3 光导纤维光导纤维n9.1.4 9.1.4 无线传输无线传输n9.1.5 9.1.5 红外线和毫米波红外线和毫米波9.1.1 9.1.1 双绞线双绞线(1)(1)n由两条互相绝缘的铜由两条互相绝缘的铜线组成。线组成。n铜线螺旋式缠绕，以铜线螺旋式缠绕，以减少电磁辐射和外部减少电磁辐射和外部电磁干扰的

2、影响。电磁干扰的影响。n带宽决定于铜线的粗带宽决定于铜线的粗细和传输距离。细和传输距离。图图1-0 1-0 双绞线实物图双绞线实物图9.1.1 9.1.1 双绞线双绞线(2)(2)n双绞线分类双绞线分类l3 3类双绞线类双绞线由两条疏松地拧在一起的线构成。一般无屏蔽由两条疏松地拧在一起的线构成。一般无屏蔽双绞线双绞线UTPUTP在塑料外壳内有四对这样的线。外在塑料外壳内有四对这样的线。外壳起到保护和约束的作用。传输速率可达壳起到保护和约束的作用。传输速率可达10Mb/s10Mb/s。l5 5类双绞线类双绞线两条线拧得更紧，并以特富龙绝缘，使线间互两条线拧得更紧，并以特富龙绝缘，使线间互感较少。

3、传输速率可达感较少。传输速率可达100Mb/s100Mb/s。9.1.1 9.1.1 双绞线双绞线(3)(3)n双绞线在规定的双绞线在规定的100m100m以内，衰减不会太大以内，衰减不会太大n在许多情况下，几公里范围内的传输速率仍在许多情况下，几公里范围内的传输速率仍可达到几兆可达到几兆b/sb/s。n双绞线性能较好、价格便宜，被广泛应用。双绞线性能较好、价格便宜，被广泛应用。9.1.1 9.1.1 双绞线双绞线(4)(4)n网线的制作网线的制作lTIA/EIA 568BTIA/EIA 568B标准标准 白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。两台计算

4、机直连网线制作两台计算机直连网线制作 分布距离 处理机位于同一 针脚1 发送 针脚2 发送 针脚3 接收 针脚4 不使用 针脚5 不使用 针脚6 接收 针脚7 不使用 针脚8 不使用 9.1.2 9.1.2 同轴电缆同轴电缆n同轴电缆比双绞线屏蔽性能更好。同轴电缆比双绞线屏蔽性能更好。n同轴电缆分两种：同轴电缆分两种：l5050电缆电缆 用于数字传输。用于数字传输。l7575电缆电缆用于模拟传输。用于模拟传输。n同轴电缆以硬铜线为同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材芯，外包一层绝缘材料。料。n绝缘材料层外用密织绝缘材料层外用密织的网状导体包绕，用的网状导体包绕，用于屏蔽。于屏蔽。n同轴电缆有较

5、宽的工同轴电缆有较宽的工作频带和极好的噪音作频带和极好的噪音抑制特性，其带宽取抑制特性，其带宽取决于电缆的长度。决于电缆的长度。n宽带同轴电缆宽带同轴电缆n传输连续的模拟信号，数字信号经过调制后才传输连续的模拟信号，数字信号经过调制后才能在宽带同轴电缆上传输。能在宽带同轴电缆上传输。n采用频分复用（采用频分复用（FDMFDM）技术可以在一条电缆上）技术可以在一条电缆上传输多路信号。例如传输多路信号。例如CATVCATV电缆。电缆。n频带高达频带高达850MHz850MHz（可扩充（可扩充1000MHz1000MHz），可以传），可以传输输100km100km。n宽带系统划分为多个信道，电视广播

6、通常占宽带系统划分为多个信道，电视广播通常占8MHz8MHz。若采用。若采用64QAM64QAM调制技术，每个信道可传调制技术，每个信道可传送约送约42Mb/s42Mb/s。9.1.3 9.1.3 光导纤维光导纤维n光纤是由媒体材料组成的三个同心的圆柱光纤是由媒体材料组成的三个同心的圆柱体，即纤芯、包层和外壳构成。体，即纤芯、包层和外壳构成。n光纤主要两类：多模光纤和单模光纤。光纤主要两类：多模光纤和单模光纤。n多模光纤适合用于几十多模光纤适合用于几十Mb/sMb/s到到100Mb/s100Mb/s的信的信息速率，范围是息速率，范围是1010100km100km左右，广泛应用左右，广泛应用于基

7、于光纤的局域网。于基于光纤的局域网。n单模光纤主要用于传送距离很长的网络主单模光纤主要用于传送距离很长的网络主干线，速率为几干线，速率为几Gb/sGb/s。n光网络的接入方案光网络的接入方案n光纤到户光纤到户（FTTHFTTH）从端局到每个家庭拉一条从端局到每个家庭拉一条光纤。光纤。n光纤到路边光纤到路边（FTTCFTTC）电信公司从每个端局向电信公司从每个端局向每个大楼拉一根光纤，光纤终结处连入所有本每个大楼拉一根光纤，光纤终结处连入所有本地回路。地回路。n混合光纤电缆接入混合光纤电缆接入（HFCHFC）本地回路很短，可本地回路很短，可以以较高速率运行。以以较高速率运行。9.1.4 9.1.

8、4 无线传输无线传输n无线电、微波、红外线、可见光都可以通无线电、微波、红外线、可见光都可以通过幅度、频率和相位调制来传输信息。过幅度、频率和相位调制来传输信息。n无线电波的特性与频率有关无线电波的特性与频率有关n低频波段，可以轻易绕过障碍物，沿地面传送，低频波段，可以轻易绕过障碍物，沿地面传送，可传一千多公里。可传一千多公里。n高频波段，趋于视距传播，并受障碍物的阻挡，高频波段，趋于视距传播，并受障碍物的阻挡，还会被雨水吸收。还会被雨水吸收。n微波波段在微波波段在1000MHz1000MHz以上，沿直线传播。通过以上，沿直线传播。通过抛物面天线把能量汇聚成束，可以获得较高方抛物面天线把能量汇

9、聚成束，可以获得较高方向增益，发射天线和接收天线必须对准。向增益，发射天线和接收天线必须对准。9.1.5 9.1.5 红外线和毫米波红外线和毫米波n红外线和毫米波广泛用于短距离通信。例红外线和毫米波广泛用于短距离通信。例如电视机、录像机的遥控器。如电视机、录像机的遥控器。n主要特点：便宜、容易制造、不能穿透坚主要特点：便宜、容易制造、不能穿透坚实的物体。实的物体。nIEEE 802.11IEEE 802.11规范了红外物理层。规范了红外物理层。n红外通信不能在室外使用，因为太阳光中红外通信不能在室外使用，因为太阳光中的红外部分和可见光一样剧烈。的红外部分和可见光一样剧烈。9.2 OSI9.2

10、OSI参考模型物理层参考模型物理层n9.2.1 EIA-232-D9.2.1 EIA-232-Dn9.2.2 X.219.2.2 X.219.2.1 EIA-232-DnEIA-232-DEIA-232-D名称：名称：“使用连续的二进制数据交换的使用连续的二进制数据交换的数据终端设备和数据交换设备之间的接口数据终端设备和数据交换设备之间的接口”nEIA-232-D EIA-232-D 描述了连接数据终端设备（如描述了连接数据终端设备（如终端或计算机）终端或计算机）DTEDTE和数据电路设备和数据电路设备（DCEDCE）（如调制）（如调制/解调）的电缆中的电线。解调）的电缆中的电线。n EIA-

11、232-DEIA-232-D的五种主要特性的五种主要特性n接口的机械特性；接口的机械特性；n接口电气特性；接口电气特性；n交换电路的功能描述；交换电路的功能描述；n用于特殊应用的特殊交换电路的标准子设备的用于特殊应用的特殊交换电路的标准子设备的清单；清单；n建议书和要说明的注意事项。建议书和要说明的注意事项。n机械特性包括连接器机械特性包括连接器的特性，内部交换线的特性，内部交换线路对管脚的分配、连路对管脚的分配、连接器锁存装置、底座接器锁存装置、底座装置等。装置等。n图图9.49.4给出了给出了2525管脚的管脚的分配位置。表分配位置。表9.19.1给出给出2525脚的功能分配。脚的功能分配

12、。n电气特性详细说明了通过电气特性详细说明了通过DTE/DCEDTE/DCE接口信令。接口信令。n交换线路的功能描述分为交换线路的功能描述分为4 4个主要的群：数个主要的群：数据、控制、计时和接地。据、控制、计时和接地。nEIA-232-DEIA-232-D覆盖范围是覆盖范围是15m15m或更小，传输速或更小，传输速率不超过率不超过20kb/s20kb/s。nEIA-499EIA-499定义了一个定义了一个3737插头的连接器，提供的速率可达插头的连接器，提供的速率可达2Mb/s2Mb/s。nRS-499RS-499定义机械、功能和规程特性定义机械、功能和规程特性n电气接口由两个不同的标准电气

13、接口由两个不同的标准EIA-422-AEIA-422-A和和EIA-423-AEIA-423-A定义定义nEIA-422-AEIA-422-A为一个对称平衡的电气接口（即每条电路的双为一个对称平衡的电气接口（即每条电路的双线上传送不同的信令），在噪声较好的情况下有较好传输线上传送不同的信令），在噪声较好的情况下有较好传输性能。距离性能。距离10m10m其传输速率可达其传输速率可达10Mb/s10Mb/s，距离，距离1km1km上可达上可达100kb/s100kb/s。nEIA-423-AEIA-423-A为一个不对称（非平衡）的电气接口。距离为一个不对称（非平衡）的电气接口。距离10m10m其

14、传输速率可达其传输速率可达100kb/s100kb/s，距离，距离1km1km上可达上可达1kb/s1kb/s速率。速率。9.2.2 X.219.2.2 X.21nX.21X.21协议规定了在公用分组网上同步工作协议规定了在公用分组网上同步工作模式的模式的DTEDTE和和DCEDCE之间的通用接口，是以数之间的通用接口，是以数字传输线路作为基础制定的。字传输线路作为基础制定的。nX.21X.21接口定义了从计算机接口定义了从计算机/终端（数据终端终端（数据终端设备，设备，DTEDTE）到）到X.25X.25分组交换网络中的附件分组交换网络中的附件结点的物理结点的物理/电气接口。电气接口。nX.21X.21接口电路的接口电路的5 5种基种基本电路种类：本电路种类：发送、接收、控制、发送、接收、控制、指示、信号同步指示、信号同步l发送和接收根据控制和指发送和接收根据控制和指示电路的状态用于传送和示电路的状态用于传送和网络控制信息。网络控制信息。l比特同步由信号码元电路比特同步由信号码元电路提供。提供。lX.21X.21还提供信号接地和用还提供信号接地和用于字节同步信息的选择交于字节同步信息的选择交换电路。换电路。