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1、2.1 物理层特性与传输媒体 2.1.1 物理层基本特性n物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输比特流，而不是指具体的传输媒体。n用于物理层的协议也常称为物理层规程。n物理层特性就是确定与传输媒体接口有关的一些特性。n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。n电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。n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。n规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。2.1.2 编码与调制n将数字数据转换成数字信号的过程称为编码(coding)n将数字数据转换成模拟信号的过程称为调制(modul
2、ation)。1、常用编码方式n归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0。n不归零制：正电平代表1，负电平代表0。n曼彻斯特编码：位周期中心的上跳变代表0，位周期中心的下跳变代表1。n差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表1。2、基本调制方法n调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化，即幅移键控ASK。n调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化，即频移键控FSK。n调相(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变化，即相移键控PSK。010011100基带信号调幅调频调相 2.1.3 传输方式n对于数字传输，有各种不同的传输方式。n例如
3、，并行传输和串行传输、异步传输和同步传输，以及单工、半双工和全双工通信方式。1.并行传输和串行传输n并行传输：是指一次发送n个比特而不是一个比特，为此，在发送端和接收端之间需要有n条传输线路。n串行传输：是指数据是一个比特一个比特依次发送的，因此在发送端和接收端之间只需要一条传输线路即可。2.异步传输和同步传输n异步传输：以字节为独立的传输单位，字节之间的时间间隔不是固定的，接收端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步。n同步传输：以稳定的比特流的形式传输，要采取技术使收发双方的时钟保持同步（外同步或内同步）。3.单工、半双工和全双工n单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向
4、的交互。n双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。n双向同时通信（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接收信息。2.1.4 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)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1
5、022 1024 移动无线电 电信领域使用的电磁波的频谱1、导引型传输媒体（有线介质）n双绞线屏蔽双绞线 STP(Shielded Twisted Pair)；无屏蔽双绞线 UTP(Unshielded Twisted Pair)（1-5类）n同轴电缆50 同轴电缆；75 同轴电缆n光缆 单模光纤；多模光纤 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UTP 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光纤通信就是光导纤维（简称光纤）传输光脉冲来进行通信输入脉冲输出脉冲单模光纤多模光纤与单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤2 非导引型传输媒体（无线介质）无线传输所使用的频段很广。n短波通信主要是靠电离层的反射，短波信道的通信质量较差。n微波在空间主要是直线传播。地面微波接力通信（中继站直视）卫星通信（传输距离远、时延大）小 结n物理层基本特性n编码与调制n传输方式n传输媒体（有线、无线）