计算机网络课件3(物理层)资料教学提纲.ppt

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1、计算机网络课件3(物理层)资料第3讲OSI的物理层4信道复用技术4.1频分复用、时分复用和统计时分复用4.2波分复用4.3码分复用1物理层的基本概念物理层的任务是透明地传输比特流。在物理层上所传输数据的单位是比特流。物理层要考虑用多大的电压代表“1”和“0”，以及当发送端发出比特“1”时，在接收端如何识别出这是比特“1”而不是比特“0”。物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根腿以及各个腿应该如何连接。1物理层的基本概念物理层的主要任务描述为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

2、。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压表示何种意义。过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。2物理层下面的传输媒体无线电微波红外线可见光紫外线X射线射线双绞线同轴电缆卫星地面微波调幅无线电调频无线电海事无线电光纤电视(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024移动无线电电信领域使用

3、的电磁波的频谱导向传输媒体双绞线屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)无屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)同轴电缆50同轴电缆75同轴电缆光缆各种电缆铜线铜线聚氯乙烯套层聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层绝缘层外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体无屏蔽双绞线UTP屏蔽双绞线STP同轴电缆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）包层纤芯光纤的工作原理高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射输入脉冲输出脉冲单模光纤多模光纤与单模光

4、纤输入脉冲输出脉冲多模光纤非导向传输媒体无线传输所使用的频段很广。无线电波通信主要是利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面的多次反射而到达接收端的一种远距离通信方式，但通信质量不稳定。微波。对于频率在100MHz以上的无线电波，其能量将集中于一点并沿直线传播。微波在空间主要是直线传播。地面微波接力通信卫星通信红外。使用红外线通过空气传输数据，电视和立体声系统所使用的遥控器。RF（射频）传输是指信号通过特定的频率来传输，传输方式与收音机或电视广播相同。每个计算机都带一个天线，经过它发送和接收RF。几种介质的比较双绞线的技术和标准比较成熟

5、，安装相对容易，价格低廉。因此双绞线电缆是目前局域网中最通用的电缆形式。缺点是对电磁干扰比较敏感；比同轴电缆更易遭受物理损害。单模光纤的数据传输速率更高，传输的距离更远，但开销太大。多模光纤相对来说传输距离更短，而且数据传输数据率要小于单模光纤，优点是价格便宜，并且可以用廉价的发光二极管作为光源。无线电波优点是易于产生，容易穿过建筑物，传播距离可以很远，但容易受到电磁的干扰，而且通信质量不稳定。微波通信在传输质量上比较稳定，是长途通信的重要手段，缺点是保密性不如电缆和光缆好。红外网络对小型的计算机尤为方便，但传输距离有待提高。RF是一种最好的无线解决

6、方案，缺点是易于窃听，也容易受到干扰。数据的表现形式－－信号，分为模拟信号和数字信号两种，鉴于信号的特性及传输介质的性能，模拟信号和数字信号在处理过程中往往需要相互转换，或在传输过程中需要改变其表现形式。3数据调制与编码4种不同的数据表示方式模拟数据模拟信号调制器模拟数据数字信号编码器数字数据模拟信号调制器数字数据数字信号编码器调制信号高频载波AM信号是用高频正弦波作为载波信号，用要传输的信号（调制信号）来控制载波的振幅、频率或者相位，使高频载波的振幅、频率或者相位的变化随着其变化规律的变化而变化。例：振幅调制（AM）3.1模拟数据调制为模拟信号3.

7、2数字数据调制为模拟信号模拟信号是由电磁波构成的，其波形会不断发生变化。从物理角度去度量一个电磁波的波形，需要用3个参数：振幅、频率（周期）和相位。其信号可以写成：U（t）=Acos(wt+ᶲ)式子中A——振幅；w——频率；ᶲ——初相位；数字数据的编码，实际上也就是通过载波的控制来传递数据的技术。发送端根据数据的内容命令调制器改变载波的物理特性，接收端则通过解调器从载波上读出这些物理特性的变换并将其还原成数据。3.2数字数据调制为模拟信号数字数据1.振幅键控ASK2.移频键控FSK3.移相键控PSK3.3模拟数据调制为数字信号PCM模拟信号数字化：模

8、拟信号转换成数字信号。目的：为了信号在数字信道上传输。PCM（脉冲编码调制）：PulseCodeModula