计算机网络基础任务教程模板_项目2物理层与数据通信技术.ppt
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1、项目项目2 2 物理层与数据通信技术物理层与数据通信技术Page 2教学目标教学目标了解计物理层的基本概念,了解计物理层的基本概念,物理层使用的传输介质及其特性物理层使用的传输介质及其特性掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术理解并掌握几种典型的数据传输技术理解并掌握几种典型的数据传输技术认识几种常用的物理层标准认识几种常用的物理层标准Page 3教学内容教学内容了解物理层了解物理层认识传输介质认识传输介质掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术了解数据通信技术了解数据通信技术了解数据交换技术了解数据交换技术认识几种常用的物理层标准认识几种常用的物理层标准任务任务1 了解物理层了解物
2、理层Page 4n物理层:物理层处于计算机网络OSI参考模型的最低层,是整个开放系统的基础,为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境。比特是信息量的度量单位,即一个二进制位,同时也是物理层的数据传输单位。n物理层的主要功能:为网络提供物理连接,该层将信息从一台主机通过传输介质送往另一台主机,实现主机之间的比特流传送。为数据端设备提供传送数据的通路。传输数据。完成物理层的一些管理工作。任务任务1 了解物理层了解物理层Page 5n物理层的媒体和互连设备:物理层的媒体主要包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等设备。DTE与DCE之间的接口任务任务1 了解物理层了解物理
3、层Page 6n物理层的主要任务:确定与传输媒体的接口的一些特性。机械特性。也叫物理特性,指明通信实体间硬件连接接口的机械特点。ISO标准化DCE连接器:ISO-2110、ISO-2593、ISO-4902、ISO-4903、RJ-45。电气特性。物理层的电气特性说明了数据交换信号以及有关电路的特性。国际电信联盟(ITU)定义DTE/DCE接口的各根导线的电气连接方式有采用差动接收器的新型非平衡方式(V.10/X.26)、新型平衡方式(V.11/X.26)和非平衡方式(V.28)三种。任务任务1 了解物理层了解物理层Page 7功能特性。物理层的功能特性规定了接口信号的来源、作用以及其他信号之
4、间的关系,也就是物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。规程特性。物理层的规程特性规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤,依据这些控制步骤的实施,可以使比特流的传输顺利完成。任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 8n传输介质:是指数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路,它又称为传输媒体或传输媒介。计算机网络中采用的传输介质可分为两大类,即导向传输媒体和非导向传输媒体。导向传输媒体。在两个通信设备之间实现的物理连接部分,电磁波被导向沿着固体媒体(铜线或光纤)传播,从一个设备传输到另一个设备。非导向传输媒体。指自由空间,在非导向传输媒体中电磁波的传输常称为无线传播。任务任务2 认
5、识传输介质认识传输介质Page 9n同轴电缆:同轴电缆是由绕在同一轴线上的一对导体组成,导体因按“同轴”形式构成一组线对,故得名同轴电缆。具有更高的带宽和极好的噪声抑制特性,并具有连接简单、屏蔽性较好、有较强的抗干扰能力、在更高速度上可以传输得更远的特点。同轴电缆结构任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 10同轴电缆分类。按照特性阻抗数值:l基带同轴电缆。l宽带同轴电缆。根据其直径大小:l粗同轴电缆。l细同轴电缆。常用的同轴电缆:50RG-8、RG-11、RG-58;75RG-59;93RG-62。任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 11n双绞线:由一对或者一对以上的相互绝缘
6、的导线按照一定的规格互相缠绕(一般以逆时针缠绕)在一起而制成的一种传输介质,属于信息通信网络传输介质。双绞线结构双绞线实物任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 12双绞线的分类。按照与外层绝缘封套之间是否有金属屏蔽层来区分:l非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)。l屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)。根据其电气性能划分:一类线(CAT1);二类线(CAT2)三类线(CAT3);四类线(CAT4)五类线(CAT5);超五类线(CAT5e)六类线(CAT6);超六类或6A(CAT6A)七类线(CAT7)双绞线类型数字越大,版本
7、越新,技术越先进,带宽也越宽,但同时价格也越贵。任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 13n光缆:光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的,它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。光缆的基本结构任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 14光缆的传输原理。光纤的一端的发射装置使用发光二极管(LED)或一束激光通过将电信号变为光信号,使光脉冲传送至光纤,在另一端由光接收装置使用光敏元件检测脉冲接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码后再处理。光缆的分类:光缆传输的光源可以采用两种不同类型的发光管:l发光二极管LED。(多模
8、光纤)l注入型激光二极管ILD。(单模光纤)任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 15n无线传输:无线传输是指可利用无线电波在自由空间的传播实现多种无线通信,而不需要架设或铺埋电缆或光缆。无线电技术的原理在于导体中电流强弱的改变会产生无线电波。微波。微波是指频率为300MHz300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波在自由空间沿直线传播,不会被大气电离层反射回地面而直接进入宇宙空间,在使用微波进行长距离的通信时,目前主要采取两种方式:任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 16
9、l地面微波接力通信。特点:通信信道容量大。微波传输质量高。建设投资少,见效快。缺点:易失真。恶劣气候影响。隐蔽性和保密性较差。耗费人力物力。地面微波接力通信示意图任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 17l卫星通信。特点:通信范围大。可靠性高。开通电路迅速。多址特点。电路设置灵活。多址联接。卫星通信系统示意图任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 18红外线。红外通信主要是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体,即通信信道。l原理。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉冲信号转换成电信号,再经过放大、滤波等处理
10、后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后输出。l特点:容量大、保密性强、抗电磁干扰性能好、设备结构简单、体积小、重量轻、价格低。l缺点:大气信道中传输时易受气候影响,不能穿透坚实的物体。任务任务2 认识传输介质认识传输介质Page 19激光。激光是一种新型光源,具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特征。激光通信就是一种利用激光传输信息的通信方式。特点:l通信容量大。l保密性强。l结构轻便,设备经济。l通信距离限于视距,易受气候影响。l瞄准困难。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术Page 20n布线系统两种模式:传统布布线模式模式结构化布构化布线模式模式弊端:在
11、线路路由上存在过多的牵制,管理错综复杂。重复施工造成材料和人员的浪费。各子系统独立,互不兼容。不具备开放性和灵活性。难于维护和管理。难于扩展。特点:实用性。灵活性。开放性。模块化。扩展性。经济性。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术n结构化布线系统的组成。结构化布线系统的组成任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术工作区子系统。工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线组成,是一个从信息插座延伸至终端设备的区域。该子系统包括水平配线系统的信息插座、连接信息插座和终端设备的跳线以及适配器。工作区子系统示意图任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技
12、术水平布线子系统。水平布线子系统是指从工作区子系统的信息点出发,连接管理子系统的通信中间交叉配线设备的线缆部分,也叫分支干线子系统或水平干线子系统。水平布线子系统示意图任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术水平布线子系统传输介质:l特性阻抗为100欧姆的非屏蔽双绞线电缆(UTP)。l特性阻抗为150欧姆的屏蔽双绞线电缆(STP)。l62.5/125微米光缆。水平布线子系统布线类型:l直接埋管线槽方式。l先走线槽再分管方式。l地面线槽方式。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术管理子系统。结构化布线系统的管理子系统也叫配线系统,主要由交接间的线缆、配线设备及输
13、入/输出设备等设施组成,所用设备多设置于每层配线设备的房间内,可实现垂直干线子系统和水平布线子系统之间的有效连接。交接设备连接方式的选用,应符合如下规定:l交接线连接方式主要应用于对楼层上的线路进行较少修改、移位或重新组合的情况。l插接线连接方式主要应用于经常需要重组线路情况。l在交接场地之间应留出空间,以便容纳未来扩充的交接硬件。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术设备间子系统。设备间子系统是建筑物内多个系统、多种设备的集中化设备区,主要用于安置系统公共设备,如程控交换机、核心交换机、主机、服务器、配线连续设备及建筑自动化和保安系统,它通过垂直干线子系统连接至管理子系统,
14、使用电缆或光缆接收建筑物内所有楼层传输过来的数据信息,是结构化布线系统最主要的管理区域。设备间子系统的设计既要遵守有关标准和技术规范,根据选用设备及安装要求进行设计和规划,又要满足采光、防尘、隔音等工作环境的要求。设备间应尽量满足以下三个方面的要求:电源;防火;防雷任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术建筑群子系统。建筑群子系统也叫户外子系统、楼宇管理子系统,它是将一个建筑物中的电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上。建筑群子系统的主要特点和设计原则:l建筑群子系统中,各种设施及设备受客观环境和建设条件影响较大。l不应只以局部的需要为基点,使全程全网的传输质量有
15、所降低。l必须按照本地区通信线路的有关规定办理。l缆线铺设应符合远期发展规划,且与近期需要和现状相结合,使传输线路建设后能长期稳定,安全可靠地运行。l避免重复建设,节省工程投资。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术n结构化布线系统中的传输媒体。结构化布线系统中的传输媒体,就是指连接布线系统网络中各个信息节点的物理通道,是各种数据信息能够在布线系统中正确、快速传输的物质保障。同轴电缆。在现在多数的局域网环境中,同轴电缆基本已被双绞线所取代。双绞线。双绞线是一种价格便宜、安装方便、可靠性较高的传输媒体。光纤电缆。一般主干线都由光纤电缆组成。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握
16、网络结构化布线技术n结构化布线系统中的连接部件。结构化布线系统中的配线架或各种接续设备和各种传输媒体的连接硬件,都属于布线系统的连接部件。配线架。双绞线连接设备。同轴电缆连接设备。光缆连接设备。中继器。集线器。收发器。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术n结构化布线系统标准。进行结构化布线系统的设计和施工作业时,应严格遵守国家和行业有关部门制定的各项标准和规范,主要的标准和规范有:EIA/TIA 568 商业建筑电信布线标准。ISO/IEC 11801 建筑物通用布线的国际标准。EIA/TIA TSB-67 非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范EIA/TIA 569 民用建筑物
17、通信通道和空间标准。EIA/TIA 606 商业及建筑物电信基础结构的管理标准。EIA/TIA 民用建筑中有关通信接地标准。EIA/TIA 民用建筑通信管理标准。任务任务3 掌握网络结构化布线技术掌握网络结构化布线技术GB/T50311-2000 建筑与建筑群综合布线工程系统设计规范。GB50311-2007 综合布线系统工程设计规范。GB/T 50312-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范。CECS 72:97 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范。CECS 82:97 建筑与建群综合布线系统工程施工与验收标准JGJ/T 16-92 民用建筑电气设计规范。GBJ232-82电气装
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