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1、第第2章章 物理层物理层2.1 物理层概述物理层概述2.2 传输介质传输介质 2.3 接头与接口接头与接口 2.1 物理层概述物理层概述n物理层的主要功能物理层的主要功能 是为数据链路层提供物理连接，屏蔽具体是为数据链路层提供物理连接，屏蔽具体传输介质的差异，实现物理设备之间比特传输介质的差异，实现物理设备之间比特流的透明传输，传输单位为比特（流的透明传输，传输单位为比特（bit，二，二进制位）。进制位）。2.1 物理层概述物理层概述 n物理层协议包括的物理层协议包括的4个特性个特性 机械特性机械特性：定义接口部件的形状、尺寸、规格、：定义接口部件的形状、尺寸、规格、引脚数量和排列顺序等。引脚
2、数量和排列顺序等。 电气特性电气特性：定义接口部件的信号高低、脉冲宽度、：定义接口部件的信号高低、脉冲宽度、阻抗匹配、传输速率和传输距离等。阻抗匹配、传输速率和传输距离等。 功能特性功能特性：定义接口部件的引脚功能、数据类型：定义接口部件的引脚功能、数据类型和控制方式等。和控制方式等。 规程特性规程特性：定义接口部件的信号线在建立、维持、：定义接口部件的信号线在建立、维持、释放物理连接和传输比特流时的时序。释放物理连接和传输比特流时的时序。 2.2 传输介质传输介质n常用的传输介质可以分为有线传输介质和常用的传输介质可以分为有线传输介质和无线传输介质两大类。无线传输介质两大类。n有线传输介质包
3、括双绞线、同轴电缆和光有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等。纤等。n无线传输介质包括无线电、微波、红外线无线传输介质包括无线电、微波、红外线和激光等。和激光等。 2.2 传输介质传输介质n双绞线双绞线 双绞线是由两根相互绝缘的铜导线组成，双绞线是由两根相互绝缘的铜导线组成，把两根绝缘的铜导线按一定密度绞合在一把两根绝缘的铜导线按一定密度绞合在一起，可以降低信号的干扰。如果把一对或起，可以降低信号的干扰。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中，便成了多对双绞线放在一个绝缘套管中，便成了双绞线电缆。双绞线电缆。 2.2 传输介质传输介质1双绞线的分类双绞线的分类n按其绞线对数，双绞线可分为按
4、其绞线对数，双绞线可分为2对、对、4对和对和 25对双绞线。对双绞线。n按其是否有屏蔽层，双绞线可分为屏蔽双按其是否有屏蔽层，双绞线可分为屏蔽双 绞线和非屏蔽双绞线。绞线和非屏蔽双绞线。n按其绞合密度与传输特性，双绞线可分为按其绞合密度与传输特性，双绞线可分为3 类、类、4类、类、5类、超类、超5类、类、6类和类和7类双绞线。类双绞线。 2.2 传输介质传输介质n屏蔽双绞线屏蔽双绞线 2.2 传输介质传输介质n非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 2.2 传输介质传输介质2双绞线的配线标准双绞线的配线标准线序线序12345678T568A绿白绿白绿绿橙白橙白蓝蓝蓝白蓝白橙橙棕白棕白棕棕T568B橙白橙白橙
5、橙绿白绿白蓝蓝蓝白蓝白绿绿棕白棕白棕棕2.2 传输介质传输介质3双绞线的使用双绞线的使用n双绞线在使用时可分为：直通线和交叉线。双绞线在使用时可分为：直通线和交叉线。n同种设备互联时，使用交叉线。同种设备互联时，使用交叉线。n不同种设备互联时，使用直通线。不同种设备互联时，使用直通线。2.2 传输介质传输介质n直通线直通线2.2 传输介质传输介质n交叉线交叉线2.2 传输介质传输介质n同轴电缆同轴电缆 2.2 传输介质传输介质1同轴电缆的分类同轴电缆的分类n按其传输信号特性，同轴电缆可分为基带按其传输信号特性，同轴电缆可分为基带 同轴电缆和宽带同轴电缆。同轴电缆和宽带同轴电缆。 n按其阻抗特性
6、，同轴电缆可分为按其阻抗特性，同轴电缆可分为50、 75和和93。 n按其直径，同轴电缆可分为粗缆和细缆。按其直径，同轴电缆可分为粗缆和细缆。 2.2 传输介质传输介质2同轴电缆的规格同轴电缆的规格nRG-8，以太网粗缆，阻抗，以太网粗缆，阻抗50，传输数字信号。，传输数字信号。nRG-11，以太网粗缆，阻抗，以太网粗缆，阻抗50，传输数字信号。，传输数字信号。 nRG-58，以太网细缆，阻抗，以太网细缆，阻抗50，传输数字信号。，传输数字信号。nRG-59，CATV 电缆，阻抗电缆，阻抗75，数字或模拟信号，数字或模拟信号都可以传输，常用于有线电视网中。都可以传输，常用于有线电视网中。 nR
7、G-62，用于，用于ARCNET和和IBM3270的电缆，阻抗的电缆，阻抗93，传输数字信号。，传输数字信号。2.2 传输介质传输介质n光纤光纤 2.2 传输介质传输介质1光纤的分类光纤的分类n按光在光纤中的传输模式，光纤可分为多按光在光纤中的传输模式，光纤可分为多 模光纤和单模光纤。模光纤和单模光纤。n按折射率的分布情况，多模光纤又分为多按折射率的分布情况，多模光纤又分为多 模突变型光纤和多模渐变型光纤。模突变型光纤和多模渐变型光纤。 2.2 传输介质传输介质n多模光纤多模光纤2.2 传输介质传输介质n单模光纤单模光纤 2.2 传输介质传输介质2光纤传输原理光纤传输原理 因为光纤传输的是光信
8、号，所以通信双方因为光纤传输的是光信号，所以通信双方传输信号时，发送端必须将电信号转换为传输信号时，发送端必须将电信号转换为光信号送入光纤，在接收端将接收的光信光信号送入光纤，在接收端将接收的光信号转换为原先的电信号。号转换为原先的电信号。 2.2 传输介质传输介质n目前用于无线通信的主要波段有无线电波、目前用于无线通信的主要波段有无线电波、微波、红外线和可见光，紫外线和更高的微波、红外线和可见光，紫外线和更高的波段还不能用于通信。波段还不能用于通信。 2.2 传输介质传输介质1无线电波通信无线电波通信 无线电波通信是利用无线电波在地表或电无线电波通信是利用无线电波在地表或电 离层中的反射而传
9、播信号的，频率范围是离层中的反射而传播信号的，频率范围是 10KHz1GHz。2.2 传输介质传输介质2微波通信微波通信n微波通信的频率范围为微波通信的频率范围为300MHz-300GHz，主要使用范围为主要使用范围为2GHz-40GHz。n微波通信主要分为地表微波和卫星微波。微波通信主要分为地表微波和卫星微波。2.2 传输介质传输介质3红外通信红外通信n 利用发光二极管或激光二极管来进行站与利用发光二极管或激光二极管来进行站与站之间的数据交换。站之间的数据交换。n红外通信和微波通信一样，有很强的方向红外通信和微波通信一样，有很强的方向性，都是沿直线传播的性，都是沿直线传播的n要传输的信号转换
10、为红外光信号，直接在要传输的信号转换为红外光信号，直接在空间传播。空间传播。2.2 传输介质传输介质n传输介质对比传输介质对比 传输介质传输介质价格价格带宽带宽安装难度安装难度抗干扰能力抗干扰能力UTP最便宜最便宜低低非常容易非常容易较敏感较敏感STP比比UTP贵贵中等中等细缆细缆比双绞线贵比双绞线贵高高一般一般一般一般粗缆粗缆比细缆贵比细缆贵较高较高多模光纤多模光纤 比同轴电缆贵比同轴电缆贵极高极高难难不敏感不敏感单模光纤单模光纤 最贵最贵最高最高2.3 接头与接口接头与接口n RJ45接头接头 2.3 接头与接口接头与接口1RJ45接头引脚定义接头引脚定义引脚顺序引脚顺序 介质直接连接信号
11、介质直接连接信号 线序线序1TX+(发送发送)绿白绿白/橙白橙白2TX-(发送发送)绿绿/橙橙3RX+(接收接收)橙白橙白/绿白绿白4不使用不使用蓝蓝/蓝蓝5不使用不使用蓝白蓝白/蓝白蓝白6RX-(接收接收)橙橙/绿绿7不使用不使用棕白棕白/棕白棕白8不使用不使用棕棕/棕棕2.3 接头与接口接头与接口2RJ45接头双绞线的制作接头双绞线的制作使用的设备和仪器：双绞线、使用的设备和仪器：双绞线、RJ45接头、压接头、压线钳、线缆测试仪。线钳、线缆测试仪。 2.3 接头与接口接头与接口nRJ45接头双绞线的制作步骤接头双绞线的制作步骤剥层剥层理线理线剪头剪头插线插线压线压线测线测线2.3 接头与接
12、口接头与接口nRJ45接头双绞线的制作过程接头双绞线的制作过程 2.3 接头与接口接头与接口1光纤连接器的基本构成光纤连接器的基本构成n两个配合插头和一个耦合管。两个配合插头和一个耦合管。n两个插头装进两根光纤尾端，耦合管起对两个插头装进两根光纤尾端，耦合管起对准套管的作用。准套管的作用。n耦合管多配有金属或非金属法兰，以便于耦合管多配有金属或非金属法兰，以便于连接器的安装固定。连接器的安装固定。2.3 接头与接口接头与接口2光纤连接器的对准方式光纤连接器的对准方式n用精密组件对准用精密组件对准n主动对准主动对准2.3 接头与接口接头与接口3部分常见光纤连接器部分常见光纤连接器nFC型光纤连接器型光纤连接器2.3 接头与接口接头与接口nSC型光纤连接器型光纤连接器 2.3 接头与接口接头与接口nST型光纤连接器型光纤连接器 2.3 接头与接口接头与接口n双锥型连接器双锥型连接器 2.3 接头与接口接头与接口nDIN47256型连接器型连接器 2.3 接头与接口接头与接口nMT-RJ型连接器型连接器 2.3 接头与接口接头与接口nLC型连接器型连接器 2.3 接头与接口接头与接口nMU型连接器型连接器