《第章-物理层.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第章-物理层.ppt（66页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、20 五月 2023第章第章 物理层物理层学习目标n 了解1 物理层4个特性：机械、功能、电气、规程2 常用传输介质种类：双绞线、同轴电缆、光纤、无线3 传输介质的特性：物理、传输、连通、抗干扰、地理范围、相对价格n理解1 物理层的功能2 什么是物理链路3双绞线、光纤、同轴电缆的结构、传输原理学习目标n 了解1 V.24、V.35、X.21、RS-232C、RS449、G.703标准的作用和典型应用2 音频MODEM、DSU/CSU、光电转换器等设备的使用n掌握1 根据双绞线、光纤、同轴电缆的特性和工程需要选择合适介质2 EIA/TIA T568B做线标准 物理层定义n物理n电气n功能n规程n
2、物理信道的建立、保持、拆除物理链路n两个或多个系统之间进行数据传输所需要的物理介质、硬件和软件。物理层的功能n通信设备之间接口处提供数据链接n设备间提供控制信号和时钟信号n提供机械连接器DCEn利用模拟信道传输，DCE是调制解调器n利用数字信道传输，DCE是DSU/CSU（数据服务单元/信道服务单元）（基带modem）传输介质n传输介质的种类传传输输介介质质软介质（无线）硬介质（有线）双绞线同轴电缆光纤微波卫星传输介质n传输介质的特性物理特性：传输媒体的材质特性（物质构成、机械特性、温度性能、化学性能、几何尺寸、物理性质）传输特性：传输容量、传输频率范围、衰减特性连通性：点对点？多点连接地理范
3、围：不用中间设备并将失真限制在允许范围内，整个网络所允许的最大距离。抗干扰性：抵抗噪音、电磁干扰相对价格：线路+元件+安装+维护=？线路使用方面：1条？多条？定时、同步；控制信号、数据信号、定时信号怎么区分？电磁波谱无线电波微波红外X射线紫外伽马射线双绞线同轴电缆人造卫星地面微波光纤低频低频 中频中频 高频高频 甚高频甚高频 特高频特高频 超高频超高频 极高频极高频 至高频至高频 各种传输介质频带范围传输介质频带范围带宽传输距离双绞线双绞线100MHz 100MHz15公里或更大。局域网10/100Mbps100米。同轴电缆同轴电缆100KHz500MHz400MHz几几十公里无线无线10KH
4、z900MHz900MHz几十公里微波微波300MHz300GHz2G40GHz视距范围卫星卫星300MHz30GHzKU:12GHz18GHzKA:20GHz30GHz一个同步卫星可以覆盖地球的1/3以上表面光波光波10141015Hz30亿MHz不加中继器68公里局域网用传输介质性能比较局域网用传输介质相对价格双绞线同轴电缆光纤价格价格例如：例如：4 4芯多模芯多模62.562.5室外金属光缆室外金属光缆-9元元/m；2 2芯多模芯多模62.562.5室内光缆室内光缆-10-10元元/m/m；超五类双绞线超五类双绞线-480元元/305m高高低低同轴电缆同轴电缆种类种类应用应用带宽带宽最大
5、干最大干线长度线长度网络网络总长总长每个干每个干线最大线最大节点数节点数7575有线电视系有线电视系统（频带）统（频带）300300400MHz400MHz100km100km50501.1.粗缆粗缆(RG(RG1111型型)2.2.细缆细缆(RG(RG5858型型)10base510base510base210base210Mbps 10Mbps 500500米米185185米米2500m2500m925m925m100100个个3030个个9393ARCnetARCnet和和IBM3270IBM3270终终端端 2 220M 20M bps bps EIA/TIA标准UTP类EIA/TIA
6、标准用途带宽1类传输语音，不传输数据2类语音传输最高传输速率4Mbps的数据传输1MHz3类语音传输最高传输速率为10Mbps的数据传输16MHz4类语音传输最高传输速率16Mbps的数据传输20MHz5类语音传输最高传输速率为100Mbps的数据传输100MHz超5类1000 Mbps速率以下的语音和数据应用。155MHz*6类最高传输速率为1000Mbps的数据传输200MHz250MHz350MHz*7类600MHz局域网常用双绞线EIA/TIA标准应用3类IEEE802.5令牌环IEEE802.310BASETIEEE802.12100BASE-VGIEEE802.310BASET4A
7、TM51.84/25.92/12.96Mbps5类IEEE802.3100BASET快速以太网ATM155Mbps超5类1000BASE-T6类1000BASE-T双绞线n分类：屏蔽双绞线，简称STP无屏蔽双绞线，简称UTPn种类：UTP标准（1，2，3，4，5，超5，6类线）常用：5类线n以箔屏蔽以减少 n 干扰和串音3类、5类双绞线外没有任何附加屏蔽屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP)UTP3类UTP和5类UTP绞合密度不同Category 3 UTP.Category 5 UTP双绞线线序及RJ-45接口n双绞线线序EIA/TIA T568A标准T568BRJ-45插座的接线方法独
8、立RJ-45插座直通UTP电缆直通UTP电缆交叉UTP电缆-交叉端口对交叉端口交叉UTP电缆勇于开始，才能找到成功的路双绞线接口:RJ-45错误制作的RJ-45头正确制作的RJ-45头双绞线制作工具双绞线性能、布线质量指标n衰减Attenuation 单位:dBn近端串扰NEXT 一条物理链路中，线缆一侧某发送线对通过电磁感应对同侧其它相邻线对造成的信号耦合。单位:dBn特性阻抗Characteristie Impedance线缆对通过信号的阻碍能力100n回波损耗Return loss某一频率范围内反射信号的功率单位：dB5/6/7类布线系统最坏情况下的链接性能要求近端串扰和衰减特性阻抗5类
9、布线系统29.3dB21.6dB1006类布线系统31.931.81007类布线系统5050100双绞线综合布线系统链路传输的最大衰减值频率频率（MHz）最大衰减值（最大衰减值（dB）A级级B级级C级级D级级0.11.04.010.016.020.031.2562.5100.0165.55.83.76.610.714.02.54.87.59.410.513.118.423.2双绞线线对间最小近端串音衰减限值频率频率（MHz）最大衰减值（最大衰减值（dB）A级级B级级C级级D级级0.11.04.010.016.020.031.2562.5100.0274025392923195445393635
10、322724双绞线电缆接口处的回波损耗限值频率（频率（MHz）最小回波损耗值（最小回波损耗值（dB）C级级D级级10 10 f 1616 16 f 2020 20 f 10015151510光纤物理特性n光纤工作原理光全反射n光纤种类单模、多模光纤传输特性n光纤只能单向传输信号两根光纤组成一对信号线n光纤收发器工作原理：光电耦合n光纤接头STStraight tip，直入旋转式多用于单模光线的连接SCSubscriber Connector，用户接口多用于多模光纤的连接光电转换器n局域网用光电转换器光纤的连通性、价格n普遍的连接方式点到点n光纤的价格当速率为34Mbps时，光纤系统的投资与同轴
11、系统接近；当速率超过140Mbps时，光纤系统的投资低于同轴系统。光纤布线系统的性能指标n波长窗口参数n光纤布线链路的最大衰减限值n光回波损耗限值波长窗口参数光纤模式光纤模式波长上限波长上限（m）波长上限波长上限（m）基准试验波基准试验波长（长（m）谱线最大宽谱线最大宽度（度（m）多模多模79091085050多模多模128513301300150单模单模12881339131010单模单模15251575155010光纤布线链路的最大衰减限值应用类别应用类别链路长度链路长度（m）多模衰减值多模衰减值单模衰减值单模衰减值850（m）1300（m）1310（m）1550（m）水平子系水平子系统统
12、1002.52.22.22.2垂直子系垂直子系统统5003.92.62.72.7建筑群子建筑群子系统系统15007.43.63.63.6光回波损耗限值光纤模式光纤模式标称波长（标称波长（m）最小的光回波损耗限最小的光回波损耗限值值dB多模多模85020多模多模130020单模单模131026单模单模155026无线电波频段划分无线n红外直接红外传输间接红外传输n微波地面微波接力卫星n激光微波卫星无线传输的特点n优点：n不需铺设传输线路n单段传输距离远n缺点：n受环境影响大n卫星通信的时延大物理层协议n接入远程传输网络相关物理层标准n局域网相关物理层标准RJ-45物理层的标准化n国际电报电话咨询
13、委员会CCITTV系列低速异步：V.24、V.28（RS-232C兼容标准）N*64Kbps同步：V.35X系列X.21n美国电子工业协会EIARS-232C路由器和CSU/DSU的接口物理层标准的应用RS-232C标准n电缆长度15m（20kbps）n传输速率20Kbpsn异步口n用于用户线路为模拟线路时，用户端DTE和DCE的连接。或者两个邻近数据处理设备之间的低速接口。RS-232C机械特性nRS-232C没有规定固定的接口外观25针9针RS-232C机械特性RS-232C电气特性RS-232C功能特性RS-232C功能特性nTXD-Transport DATAnRXD-Received
14、 DatanRTS-Request to SendnCTS-Clear to SendnDSR-Data Set ReadynDCD-Carrier DetectnDTR-Data Terminal ReadynRI-Ringing IndicatornGND-GrouNDnSG-Singnal GroundRS-232C规程特性用户拨号用户拨号 TXDDTR ON拨号拨号 数字数字RI ONDTR ON发载波发载波DCD ON呼呼叫叫建建立立按数据按钮按数据按钮 DTR ONCTS ONDSR ONTXDRXDDCD OFF邀请发送信号邀请发送信号载波关载波关RTS OFFCTS OFFRT
15、S ONRTS ONCTS ONTXDRXDRTS OFF数数据据传传送送CTS OFFDCD OFFDSR OFF呼呼叫叫释释放放载波关载波关RTS OFFDCD OFFDSR OFFCTS OFFRS-449标准n传输距离1200mn速率：2Mbpsn是RS-232C的替代标准，但是因厂商对RS-232C的广泛支持，目前仍然以RS-232C为主要应用。n应用于宽带电路RS-449n37针V.35标准n同步数据传输n带宽：N*64Kbps2Mbpsn用于用户通过数字线路连接公用数据网时，用户DTE和DCE的接口。n电缆长度50mV.35常用接口外观X.21标准n使用数字线路连接公用数据网时，用户端DTE和DCE的接口。n同步接口n速率：10Mbps n电缆长度：300mX.21机械特性CCITTG.703n分级数字接口标准物理/电气/功能特性n用于数字信道传输n标称比特率：64kbit/s 音频modem