Part II 物理层

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1、PartII物理层信号,媒介,和数据传输2021/8/71Spring2003信息传送基础原理：成熟物理角度能量电磁波传播（propagation）数学角度编码理论2021/8/72Spring2003用来传送数据的能量形式电流光听得见的声音全向的电磁波射频(RF)红外线定向电磁波点对点卫星信道微波激光射线2021/8/73Spring2003物理层的目的是将原始的比特流从一台机器传输到另一台机器。有多种物理介质可用于实际传输，每一种物理介质在带宽、延迟、成本和安装维护难度上都不相同。介质可以大致地分为有导线介质（例如

2、铜线和光纤）和无导线介质（例如空中的电波和激光）两类。传输媒体(介质)2021/8/74Spring2003磁介质高带宽、低费用、高延时（小时）例：7GB/8mm，1000盘/50*50*50cm，24h可送到任何地方。总容量=7*1000*8Gbits，总时间=24*60*60=86400s传送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s金属导体双绞线、同轴电缆(粗、细)光纤无线介质无线电、短波、微波、卫星、光波传输媒体(介质)2021/8/75Spring2003●双绞线内导体芯线绝缘箔屏蔽铜屏蔽外套--螺旋

3、绞合的双导线，≈1mm--每根4对、25对、1800对--典型连接距离100m（LAN）--RJ45插座、插头--优缺点：成本低密度高、节省空间安装容易（综合布线系统）平衡传输（高速率）抗干扰性一般连接距离较短2021/8/76Spring2003屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP)以铝箔屏蔽以减少干扰和串音价格昂贵3类、5类、6类（16M、155M、1200M）双绞线外没有任何附加屏蔽2021/8/77Spring2003HUB…双绞线服务器2021/8/78Spring2003●同轴电缆基带同轴电缆一条电缆

4、只用于一个信道，50，用于数字传输宽带同轴电缆一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号，75，用于模拟传输，300—450MHz，100km，需要放大器铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套2021/8/79Spring2003细同轴电缆细同轴--50，D=1.02cm，10Mbps--185m、4中继、5段（925m）--优缺点：价格低安装方便（T型连接器、BNC接头、Terminator）抗干扰能力强距离短可靠性差2021/8/710Spring2003细同轴电缆匹配电阻匹配电阻服务器2021/8/711Spring2

5、003粗同轴--50，D=2.54cm，10Mbps--500m、4中继、5段（2500m）--优缺点：价格稍高安装方便（收发器、收发器电缆、Terminator）抗干扰能力强距离中等可靠性好粗同轴电缆2021/8/712Spring2003粗同轴电缆服务器匹配电阻匹配电阻2021/8/713Spring2003●光纤依靠光波承载信息速率高，通信容量大仅受光电转换器件的限制（＞100Gb/s）传输损耗小，适合长距离传输抗干扰性能极好，保密性好轻便2021/8/714Spring2003SWITCHHUB双绞线服务器

6、光缆100M10/100M双绞线100M2021/8/715Spring2003光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角≥临界值时产生全反射，不会泄漏。光纤：纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低亮度调制，有脉冲-1，无脉冲-0光传输系统：光源、介质、光检测器光源:850nm/1300nm/1500nm发光二极管/激光二极管介质:光纤光检测器:光电二极管PIN/雪崩二极管APD单向传输，双向需两根光纤光纤传输原理——利用了光的反射2021/8/716Spring2003●光

7、纤传送模式：MMF、SMF多模MMF输入电信号输出电信号单模SMF波长:1300,1550nm波长:850,1300nmh2h1芯/封套特性h1h2光纤的直径减小到一个光波波长多束光线以不同的反射角传播单束光线沿直线传播2021/8/717Spring2003●典型的光缆玻璃封套塑料外套玻璃内芯单芯光缆多芯光缆玻璃内芯塑料外套玻璃封套外壳常见规格：玻璃内芯——50um缓变型MMF62.5um缓变/增强型MMF8.3um突变型SMF玻璃包层——125um2021/8/718Spring2003●高密度多芯光缆剖面结构芯封

8、套外套加强芯光纤外鞘加强芯光纤束2021/8/719Spring2003●无线介质使用电磁波或光波携带信息无需物理连接适用于长距离或不便布线的场合易受干扰2021/8/720Spring2003无线电固定终端点（基站）和终端之间是无线链路BS基站用户计算机和终端BS基站覆盖的无线电区域F2F3F1F2F3F1F2F3F1F2F2F