计算机网络第8版课件-第2章-物理层.pptxVIP

物 理 层;;;2.1 物理层的基本概念;确定与传输媒体的接口的一些特性。4 个特性： 机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。 电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。 过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 ;;2.2.1 数据通信系统的模型;消息(message)：如话音、文字、图像、视频等。 数据 (data)： 运送消息的实体。有意义的符号序列。;常用术语;2.2.2 有关信道的几个基本概念;2.2.2 有关信道的几个基本概念;不归零制：正电平代表 1，负电平代表 0。 归零制：正脉冲代表 1，负脉冲代表 0。 曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代表 0，位周期中心的向下跳变代表 1。但也可反过来定义。 差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表 0，而位开始边界没有跳变代表 1。;(1) 常用编码方式;信号频率： 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码产生的信号频率比不归零制高。 自同步能力： 不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率（这叫做没有自同步能力）。 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码具有自同步能力。;基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。 必须对基带信号进行调制 (modulation)。 最基本的调制方法有以下几种： 调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。 调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。 调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化。;;一种多元制的振幅相位混合调制方法，以达到更高的信息传输速率。;2.2.3 信道的极限容量;2.2.3 信道的极限容量;具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。信号中的许多高频分量往往不能通过信道。 码间串扰：接收端收到的信号波形失去了码元之间的清晰界限。;信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比。常记为 S/N，并用分贝 (dB) 作为度量单位。即： 例如：当 S/N =10 时，信噪比为10dB，而当 S/N =1000 时，信噪比为30dB。 ;信道的极限信息传输速率 C 可表达??： ;方法：用编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息量。;奈氏准则：激励工程人员不断探索更加先进的编码技术，使每一个码元携带更多比特的信息量。 香农公式：告诫工程人员，在实际有噪声的信道上，不论采用多么复杂的编码技术，都不可能突破信息传输速率的绝对极限。;;2.3 物理层下面的传输媒体;2.3 物理层下面的传输媒体;2.3.1 导引型传输媒体;无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) ： 无屏蔽层。 价格较便宜。 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)： 带屏蔽层。 都必须有接地线。;x/UTP：对整条双绞线电缆进行屏蔽。 F/UTP (F=Foiled)：表明采用铝箔屏蔽层。 S/UTP (S=braid Screen)：表明采用金属编织层进行屏蔽。 SF/UTP：表明在铝箔屏蔽层外面再加上金属编织层的屏蔽。 FTP 或 U/FTP：把电缆中的每一对双绞线都加上铝箔屏蔽层。U表明对整条电缆不另增加屏蔽层 F/FTP：在 FTP 基础上对整条电缆再加上铝箔屏蔽层。 S/FTP：在 FTP 基础上对整条电缆再加上金属编织层的屏蔽。;屏蔽双绞线 STP;双绞线标准 EIA/TIA-568;双绞线标准 EIA/TIA-568;由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及保护塑料外层所组成。 具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据。;光纤是光纤通信的传输媒体。通过传递光脉冲来进行通信。 其传输带宽远远大于目前其他各种传输媒体的带宽。;光波在纤芯中的传播;光波在纤芯中的传播;多模光纤 可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输。 光脉冲在多模光纤中传输时会逐渐展宽，造成失真，只适合于近距离传输。 单模光纤 其直径减小到只有一个光的波长（几个微米），可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射。 制造成本较高，但衰耗较小。 光源要使用昂贵的半导体激光器，不能使用较便宜的发光二极管。 ;多模光纤与单模光纤;常用的三个波段的中心： 850 nm， 1300 nm， 1550 nm。 所有这三个波段都具有 25000~30000 GHz 的带宽，通信容量非常大。 ;必须将光纤做成很结实的光缆。 数十至数百根光纤， 加强芯和填充物， 必要时还可放入远供电源线， 最后加上包带层和外护套。 使抗拉强度达到几公斤，完全可以满足工程施工的