计算机网络~~~物理层.doc

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1、第3章物理层本章学习要求：掌握：物理层与物理层协议的基本概念。掌握：数据通信的基本概念。了解：无线与卫星通信技术的基本概念。掌握：数据编码的类型和基本方法。了解：基带传输的基本概念。掌握：频带传输的基本概念。掌握：多路复用的分类与特点。掌握：广域网中的数据交换技术。掌握：同步数字体系SDH的基本概念。3.1物理层与物理层协议的基本概念3.1.1物理层的基本概念通信子网分为点-点通信线路通信子网与广播信道通信子网;广域网主要采用点到点通信线路，局域网与城域网一般采用广播信道;由于技术上存在较大的差异，因此在物理层和数据链路层协议上出现了两个分支:一类是基于点-点

2、通信线路另一类是基于广播信道。3.1.2物理层基本服务功能物理层设计时主要考虑的是如何在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流；计算机网络可以利用的物理传输介质与传输设备存在着很大的差异，设计物理层的主要目的是向数据链路层屏蔽通信技术的差异性；数据链路实体通过与物理层的接口，将数据传送给物理层，通过物理层按比特流的顺序，将信号传输到另一个数据链路实体。解决的核心问题是:上一层在实现时不需要考虑物理传输设备和传输介质的差异.3.1.3物理层向数据链路层提供的服务物理连接的建立、维护与释放；物理连接分为点-点连接与多点连接；数据传输分为全双工、半双工与单工方

3、式；数据传输分为串行传输方式与并行传输方式；串行传输方式的物理数据服务单元是位；并行传输方式的物理数据服务单元是N位，N为并行连接的物理通道数。3.2数据通信的基本概念3.2.1信息、数据与信号计算机网络的任务：能在发送和接收主机间正确的传送表示这些信息的比特流。达到不同传输数据的不同传输质量要求（速度、准确率）。计算机系统：关心信息用什么样的编码体制表示出来。1.信息的基本概念通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合；为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二

4、进制代码的数据来表示；为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示；数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的过程。信息编码标准ASCII码被国际标准化组织ISO接受，成为国际标准ISO646，又称为国际5;它用于计算机码，也用做数据通信中的编码标准;ASCII码采用7位二进制比特编码，可以表示128个字符;ASCII码的字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。参看:p60表3-1数据与信息的区别：数据:数据是用二进制比特序列表示的文本、数字、语音

5、、图象、图形与视频。信息：是对数据在二进制比特序列所表示意义的解释。多媒体网络应用利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输是通信技术研究的重要容之一；与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信息传输要求数据通信系统具有高速率与低延时的特性；多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提出更高的要求。2.信号的概念信号是数据在传输过程中电信号的表示形式；模拟信号（analogsignal）的信号电平是连续变化的；数字信号（digitalsignal）是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压脉冲信号表示；按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字

6、通信系统两种。模拟信号波型数字信号波型3.2.2数据传输类型与通信方式网络中两台计算机的通信过程网络通信系统设计中要解决的几个基本问题数据传输类型：通信信道所允许传输的信号类型模拟通信数字通信数据通信方式串行通信、并行通信单工通信、半双工或全双工通信同步方式同步通信异步通信串行通信与并行通信单工、半双工与全双工通信同步通信与异步通信3.2.3传输介质的主要类型双绞线同轴电缆光纤电缆无线与卫星通信信道1.双绞线的主要特性屏蔽双绞线STP非屏蔽双绞线UTP双绞线：线2.同轴电缆的主要特性同轴电缆：有线电视线同轴电缆和计算机连接3光纤（光纤通讯一定是单向通讯，否则会

7、有损失）光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。纤芯很细，其直径只有8~100mm。正是这个纤芯用来传导光波。包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角(如图3-10)。光纤电缆的主要特性光纤通信系统的基本构成光源是光波产生的根源光纤是传输光波的导体光发送机的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再将光信号导入光纤光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理光纤光纤是数据传输中最有效的一种传输介质,它有以个优点：频带较宽电磁绝缘性能好衰减较

8、小中继器的间隔较大多模光纤：只要从纤芯