計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件3(物理層)資料教學(xué)提綱.ppt

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1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件3(物理層)資料第3講OSI的物理層4信道復(fù)用技術(shù)4.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用4.2波分復(fù)用4.3碼分復(fù)用1物理層的基本概念物理層的任務(wù)是透明地傳輸比特流。在物理層上所傳輸數(shù)據(jù)的單位是比特流。物理層要考慮用多大的電壓代表“1”和“0”，以及當(dāng)發(fā)送端發(fā)出比特“1”時(shí)，在接收端如何識(shí)別出這是比特“1”而不是比特“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應(yīng)當(dāng)有多少根腿以及各個(gè)腿應(yīng)該如何連接。1物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機(jī)械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等

2、。電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。過(guò)程特性指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2物理層下面的傳輸媒體無(wú)線電微波紅外線可見(jiàn)光紫外線X射線?射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波調(diào)幅無(wú)線電調(diào)頻無(wú)線電海事無(wú)線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024移動(dòng)無(wú)線電電信領(lǐng)域使用

3、的電磁波的頻譜導(dǎo)向傳輸媒體雙絞線屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)無(wú)屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)同軸電纜50?同軸電纜75?同軸電纜光纜各種電纜銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體無(wú)屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP同軸電纜光線在光纖中的折射折射角入射角包層（低折射率的媒體）包層（低折射率的媒體）纖芯（高折射率的媒體）包層纖芯光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷漭斎朊}沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光

4、纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖非導(dǎo)向傳輸媒體無(wú)線傳輸所使用的頻段很廣。無(wú)線電波通信主要是利用地面發(fā)射的無(wú)線電波通過(guò)電離層的反射，或電離層與地面的多次反射而到達(dá)接收端的一種遠(yuǎn)距離通信方式，但通信質(zhì)量不穩(wěn)定。微波。對(duì)于頻率在100MHz以上的無(wú)線電波，其能量將集中于一點(diǎn)并沿直線傳播。微波在空間主要是直線傳播。地面微波接力通信衛(wèi)星通信紅外。使用紅外線通過(guò)空氣傳輸數(shù)據(jù)，電視和立體聲系統(tǒng)所使用的遙控器。RF（射頻）傳輸是指信號(hào)通過(guò)特定的頻率來(lái)傳輸，傳輸方式與收音機(jī)或電視廣播相同。每個(gè)計(jì)算機(jī)都帶一個(gè)天線，經(jīng)過(guò)它發(fā)送和接收RF。幾種介質(zhì)的比較雙絞線的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)比較成熟

5、，安裝相對(duì)容易，價(jià)格低廉。因此雙絞線電纜是目前局域網(wǎng)中最通用的電纜形式。缺點(diǎn)是對(duì)電磁干擾比較敏感；比同軸電纜更易遭受物理?yè)p害。單模光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，但開(kāi)銷(xiāo)太大。多模光纖相對(duì)來(lái)說(shuō)傳輸距離更短，而且數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)率要小于單模光纖，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，并且可以用廉價(jià)的發(fā)光二極管作為光源。無(wú)線電波優(yōu)點(diǎn)是易于產(chǎn)生，容易穿過(guò)建筑物，傳播距離可以很遠(yuǎn)，但容易受到電磁的干擾，而且通信質(zhì)量不穩(wěn)定。微波通信在傳輸質(zhì)量上比較穩(wěn)定，是長(zhǎng)途通信的重要手段，缺點(diǎn)是保密性不如電纜和光纜好。紅外網(wǎng)絡(luò)對(duì)小型的計(jì)算機(jī)尤為方便，但傳輸距離有待提高。RF是一種最好的無(wú)線解決

6、方案，缺點(diǎn)是易于竊聽(tīng)，也容易受到干擾。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式－－信號(hào)，分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種，鑒于信號(hào)的特性及傳輸介質(zhì)的性能，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)在處理過(guò)程中往往需要相互轉(zhuǎn)換，或在傳輸過(guò)程中需要改變其表現(xiàn)形式。3數(shù)據(jù)調(diào)制與編碼4種不同的數(shù)據(jù)表示方式模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)編碼器調(diào)制信號(hào)高頻載波AM信號(hào)是用高頻正弦波作為載波信號(hào)，用要傳輸?shù)男盘?hào)（調(diào)制信號(hào)）來(lái)控制載波的振幅、頻率或者相位，使高頻載波的振幅、頻率或者相位的變化隨著其變化規(guī)律的變化而變化。例：振幅調(diào)制（AM）3.1模擬數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號(hào)3.

7、2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號(hào)模擬信號(hào)是由電磁波構(gòu)成的，其波形會(huì)不斷發(fā)生變化。從物理角度去度量一個(gè)電磁波的波形，需要用3個(gè)參數(shù)：振幅、頻率（周期）和相位。其信號(hào)可以寫(xiě)成：U（t）=Acos(wt+?)式子中A——振幅；w——頻率；?——初相位；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼，實(shí)際上也就是通過(guò)載波的控制來(lái)傳遞數(shù)據(jù)的技術(shù)。發(fā)送端根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容命令調(diào)制器改變載波的物理特性，接收端則通過(guò)解調(diào)器從載波上讀出這些物理特性的變換并將其還原成數(shù)據(jù)。3.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)1.振幅鍵控ASK2.移頻鍵控FSK3.移相鍵控PSK3.3模擬數(shù)據(jù)調(diào)制為數(shù)字信號(hào)PCM模擬信號(hào)數(shù)字化：模

8、擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。目的：為了信號(hào)在數(shù)字信道上傳輸。PCM（脈沖編碼調(diào)制）：PulseCodeModula