计算机网络课件第二章物理层

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,二,章 物 理 层,本章,主要内容,数据通信的基础知识,传输介质,2.1,物理层概述,物理层是,OSI,模型的最低层，它向下直接与传输介质相连接，是开放系统和物理传输介质的接口，向上相邻且服务于数据链路层。是整个开放系统的基础，它是惟一直接提供原始比特流传输的层。物理层负责与物理传输有关的一系列问题。,2.2,数据通信的基础知识,2.2.1,数据通信系统的模型,公用电话网,PC,机 调制解调器 调制解调器,PC,机,源系统,传输系统,目的系统,传输,系统,源点,终点,发送器,接收器,2.2,数据通信的基础知识,2.2.2,数据通信基本概念,信 号：,数据在传输过程中的电磁波表示形式,数 据：,运送信息的实体。,模拟信号,数字信号,数据通信,发送方将要发送的数据转换成,信号,通过,物理信道,传输到数据接收方的过程称为数据通信。,数据通信被分为模拟数据通信和数字数据通信。,2.2,数据通信的基础知识,2.2,数据通信的基础知识,源 点,终 点,在,数据通信中，通常将数据的发送方称为源点。,在,数据通信中，通常将数据的接收方称为终点。,信 道,为了在源点和终点之间实现有效的数据传输，必须在源点和终点之间建立一条传输信号的物理通道，这条通道被称为物理信道，简称信道。,信道由传输介质及相应的附属设备组成。,2.2,数据通信的基础知识,信道的分类,按,传输介质的类型划分,有线信道,无线信道,按,信道中所传输的信号类型划分,模拟信道,数字信道,2.2,数据通信的基础知识,2.2.3,调制与解调,调 制：,将数字信号转换为模拟信号的过程。,解 调：,将模拟信号转换为数据信号的过程。,2.2,数据通信的基础知识,2.2.4,多路复用技术,多路复用技术的出发点就是提高通信线路的利用率，试图在同一条线路上同时传输多个信号，使得一条线路可以由多个数据终端设备同时使用而互不影响，这就是多路复用。,常用的多路复用技术,频分,多路复用技术,时分多路复用技术,将,传输介质,的可用带宽按照频率不同，把传输带宽分成若个不交叠的的频段，每个信号占据其中一个频段，从而形成许多个子信道。相邻的信道用保护带隔开。,频分多路复用,技术（,FDM,）,频率,时间,频率,1,频率,2,频率,3,频率,4,频率,5,频分多路复用技术,时分,多路复用,技术（,TDM,）,时分复用就是将一条线路按工作时间划分周期,T,，每一个周期再划分成若干时间片,t,1,t,2,t,3,.,t,n,轮流分配给多个信源来使用公共线路，在每个周期的每一时间片,t,i,内，线路供一对终端使用，在时间片,t,j,内，线路供另一对终端占用。,可分为同步时分多路复用和异步时分多路复用。,时分多路复用技术,频率,时间,B,C,D,B,C,D,B,C,D,B,C,D,A,A,A,A,在,TDM,帧中的位置不变,TDM,帧,TDM,帧,TDM,帧,TDM,帧,TDM,帧,t1,t2,t3,t4,t1,t2,t3,t4,t1,t2,t3,t4,t1,t2,t3,t4,2.2,数据通信的基础知识,2.2.5,数据通信技术,数据传送方式,数据同步方式,数据传输方式,数据传送方式,一个数据代码由若干位组成，在数据设备内进行近距离传输（,1,米或数米之内）时，为了获得高的数据传输率，使每个代码的传输延迟尽量小，可以采用并行传输方式，,即数据的每一位各占一条信号线，并行传输。,并行通信,DTE,发送端,信号地,1,DTE,接收端,信号地,2,3,N-1,0,0,1,2,3,N-1,1,1,1,0,并行通信,代码的若干位顺序按位串行排列成数据流，在一条信道上传输。,串行通信,DTE,发送端,信号地,信号,DTE,接收端,信号,信号地,0,0,0,1,1,1,1,0,串行通信,异步传输,每个字符在传输时都前后分别加上起始位和结束位，以表示一个字符的开始和结束。起始位为“,0”,，结束位为“,1”,，结束位的长度可以为,1,位、,1.5,位或,2,位。,数据同步方式,同步传输,以固定的时钟节拍来发送数据信号，字符间顺序相连，既无间隙也没有插入位。收发双方的时钟信号与传输的每一位严格对应，以达到位同步，在开始发送一帧数据前须发送固定长度的帧同步字符，发送完数据后再发送帧终止字符，这样就实现了字符和帧的同步，之后连续发送空白字符，直到发送下一帧时重复上述过程。,数据同步方式,帧起始同步字符,帧终止字符,1,字节字符,1,1,1,1,0,0,0,0,帧内容,传送的一帧数据,空白字符,空白字符,同步传输,数据传输方式,当数据通信在点对点之间进行时，按照信息的传送方向，其通信方式有,3,种。,单工通信：,半双工通信：,全双工通信：,传送的信息始终是一个方向。,通信双方都可以发送或接收信息，但不能同时双向发送。,通信双方可以同时发送和接收信息。,发送设备,接收设备,数据流,通信连接,(a),单工方式,发送设备,接收设备,数据流,通信连接,接收设备,发送设备,(b),半双工方,式,发送设备,发送设备,数据流,通信连接,接收设备,接收设备,(c),全,双工方式,2.3,传输介质,传输介质,有线传输介质,无线传输介质,双绞线,同轴电缆,光纤,微波通信,激光通信,红外线通信,2.3.1,传输介质的分类,2.3,传输介质,2.3.2,有线传输介质,双绞线,同轴电缆,光纤,双 绞 线,双绞线是把两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度互相绞缠在一起形成的线对组成。,双 绞 线,双绞线,双绞线电缆两端一般都安装,RJ45,连接器（水晶头）与网卡和集线器（或交换机）相连。,双绞线的分类,按照是否有屏蔽层划分：,非,屏蔽双绞线（,UTP,）,屏蔽双绞线（,STP,）,非屏蔽双绞线电缆,屏蔽双绞线电缆,以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音,同轴电缆,它的中央是铜质的芯线,(,单股的实心线或多股,绞合线），铜质的芯线外包着一层绝缘层，绝缘层,外是一层网状编织的金属丝作外导体屏蔽层（可以,是单股的），屏蔽层把电线很好地包起来,再往外,就是外包皮的保护塑料外层了。,绝缘层,裸铜导体,外导体屏蔽层,绝缘保护套层,同轴电缆的分类,粗缆,按同轴电缆粗细的不同可分为,粗缆,和,细缆,。,光 纤,因为光纤本身比较脆弱，所以在实际应用中都是将光纤制成不同结构形式的光缆。光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成，符合光学机械和环境特性的结构。,微波通信,激光通信,红外线通信,2.3,传输介质,2.3.3,无线传输介质,常见物理层组件,物理线缆,连接头,连接插座,转换器,常见物理层设备,中继器,集线器,2.4,常见的物理层设备与组件,中继器主要负责在两个结点的物理层上按位传递信息；中继器主要负责放大或再生局域网的信号；中继器可以扩展网络连接距离和扩充工作站数目。,中继器的功能,中继器,5,指局域网最多有,5,个网段；,4,指全信道上最多可连,4,个中继器；,3,指其中,3,个网段可连网站；,2,指有两个网段只能用来扩长而不连任何网站；,1,指由此组成一个共享局域网。,以太网的,5-4-3-2-1,规则,集线器,简单的集线器就是多口中继器。集线器上的每一个端口用于将单一用户主机连接到网络上。集线器只简单地接收数据信号并将其发送到,所有其他端口,。,集线器的端口,端口是所连接结点的端口。集线器通常都提供三种类型的端口，即,RJ45,端口、,BNC,端口和,AUI,端口,以适用于连接不同类型电缆所构建的网络，一些高档集线器还提供光纤端口和其他类型的端口，,RJ45,端口可用于连接,RJ45,接头，适用于由双绞线构建的网络，这种端口是最常见的。平常所说的多少口集线器，就是指的具有多少,RJ45,端口。一般地，集线器有一个“,UP Link,端口”，用于与其它集线器的连接（级联）。,集线器的分类,按供电方式可分为：,按网关功能可分为：,按端口数划分可分为：,无源,HUB,、,有源,HUB,。,无管理,HUB,、,管理式,HUB,。,8,口、,12,口、,16,口、,24,口、,48,口等,HUB,。,按适用的网络类型可分为：,按提供带宽可分为：,目前,HUB,可分为：,以太网,HUB,、,令牌环网,HUB,、,FDDI HUB,、,ATM HUB,。,10Mbps、10/100Mbps、100Mbps、10/100/1000Mbps HUB。,切换式,HUB,、,共享式,HUB,、,堆叠共享式,HUB,。,