通信子网的物理层.ppt

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1、计算机网络第三章通信子网的物理层第三章通信子网的物理层3.1物理层概述3.2物理层比特流传输模式3.3通信介质3.4传输信道3.5传输编码3.6典型物理层协议3.1物理层概述实现通信子网的第一项任务—结点的连通。基本功能:在一条物理传输媒体上，实现数据链路实体之间透明地传输各种数据的比特流。通过某种物理特征（比如电压或者电流）的变化，可以在线路上传输信息。3.1物理层概述主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性，即：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

2、压表示何种意义。规程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。EIA-232/V.24的信号定义(1)保护地(2)发送数据(3)接收数据(4)请求发送(5)允许发送(6)DCE就绪(7)信号地(8)载波检测(20)DTE就绪(22)振铃指示DTEDCE计算机或终端调制解调器图ISO标准化的五种连接器规格(a)9针;(b)15针;(c)25针;(d)37针;(e)34针常用的电气特征标准——接口电平的物理意义3.1概述——物理层的服务1）物理连接的建立、维持与释放2）物理服务数据单元的传输3）物理层管理4）数据编码——将数据变成比特流`3.2物理层比特流传输模式串行和并行传输

3、并行传输：如计算机与外围设备，不适宜长距离的连接3.2物理层比特流传输模式串行通信的方法：异步和同步传输异步：基于字节的输入输出空闲线路携带信号“1”，开始位使信号变为“0”通常用于低速设备。开销比较大同步传输和异步传输同步传输的比特分组大的多，不是每个字符都有自己的开始位和停止位。——数据块。数据块的第一部分包含同步字符SYN——一个特殊的比特组合；控制位（源，目的地址，块长度等）同步传输比异步传输快的多3.2物理层比特流传输模式同步传输：传输的分组大的多，速度也快的多数据块的组织方式随协议而定3.2物理层比特流传输模式单工、半双工和全双工通信3.3通信介质介质特性：1）吞吐

4、量和带宽给定时间段内介质能传输的数据量介质能传输的最高频率和最低频率之间的差值2）成本3）尺寸和可扩展性：限制时延与衰减4）连接器：RJ45，BNC，光接口等5）抗噪性带宽所有的传输设施子在传输过程中都要损失一些能量——衰减传输过程中振幅不会明显减弱的这一段频率范围称为带宽。变化快，组成介质的物质粒子运动速度快，损耗多。衰减增加变化过慢也不能通过带宽是传输介质的一种物理特征，通常取决于介质的材料构成、厚度和长度。光导纤维光线在光纤中的折射折射角入射角包层（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体）包层纤芯发射装置：发光二极管或者半导体激光接收器：光敏元件（检测

5、光脉冲）习惯上一个光脉冲表示“1”，没有光表示“0”光导纤维任何入射角度大于临界值的光束都会在内部反射，所以许多不同的光束可以再不同的反射角传播。——每一束光都有不同的模式——多模光纤。光纤的直径减小到几个光波波长的时候——光纤如同一个波导，直线传输——单模光纤。（100KM)输入脉冲输出脉冲单模光纤多模光纤与单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤光导纤维更高的带宽，几乎无限的吞吐量（可以以每秒10GB的速度可靠的传输数据），非常高的抗噪性以及极好的安全性、光通过玻璃的衰减取决于光的波长缺点：断裂连接非常困难，技术要求高，成本高。3.4传输信道物理信道，逻辑信道。逻辑信道是被分配用来

6、传输一路信息的通路，它是对物理信道的分割，是抽象的。3.4传输信道---信道的带宽物理信道能够允许顺利通过的最大的连续频率范围称作这个信道的带宽。信道带宽的客观存在表明信道只能用来传输信号的带宽小于信道带宽的那些信号。信道的最大数据传输率工程师奈奎斯特意识到：即使是一条理想的信道，它的传输能力也是有限的。对于数字信道而言，一个数字脉冲称为一个码元，我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。码元速率与信息速率码元是一种数字脉冲，我们用它来携带数据，一个码元可以携带1个或多个数据.比如一个脉冲可以取3V、0V两个值，那么它可以携带1比特的信

7、息（0或者1，假设用0V表示0，用3V表示1），若码元可取4种离散值，则一个码元就可携带2比特信息。3.4传输信道信道的最大数据传输率奈奎斯特有限带宽无噪声信道的极限波特率B:数字信道带宽。公式：最高码元速率为2B波特（Baud）最大传输速率=2Blog2KK为码元所能取的离散值的个数。码元速率与数据传输速率波特率和数据速率是不同的两个概念单位时间内在信道上传送的信息量（比特数）称为数据速率。当码元取两个离散值时两者的值相等即二进制下而这相同香农把它拓展到带随机噪声的信道。最大传输速率=2B