物理层及信道接入技术53页PPT

❖ 调制解调器：
▪ 前面已指出，计算机之间利用电话网络传输数据时，要涉及到信号 类型的转换。
▪ 当主机将由数字信号表示的数据发送到电话网络上之前，需要先把 数字信号转换成能在电话网络上传输的模拟信号，即为调制。
▪ 从电话网络上传给主机的数据是用模拟信号表示的，在交给 主机之前也得将模拟信号转换成主机能识别的数字信号，这 个过程也称为解调。
▪ 这里提到的设备端可以是主机、交换机或路由器，还可以是 其他像Modem等连接设备。
▪ 而接口和接头的标准主要涉及它们的形状、引线数目和排列 次序等等。
▪ 这些机械特性，显然是对相应线路和设备生产厂商的一种规 定（必须如此生产），因此，其实就是一种协议，机械特性 就是物理层协议的一个方面。
▪ 需要再强调的是，我们所说的物理层技术跟物理媒体是两个 不同的概念，物理媒体是具体的线路，而这些线路的技术标 准和特性才是物理层技术。
ppt课件
电气特性和功能特性

❖模拟信号和数字信号 ：
▪ 信号，就是通信线路上的电磁波（当然由发送端产生的），是具体的物理 状态。
▪ 数据，就是信号所表示的内容，是逻辑意义，相同的信号可能表示不一样 的内容，比如：同样一个电平信号“”，有的表示二进制数据“1”，有的 可能表示二进制“0”。
▪ 屏蔽双绞线根据屏蔽方式又可以分为两类：一类是每对导线都有各自屏蔽 层的屏蔽双绞线，即STP（Shielded Twisted Pair）；另一类是四对双绞 线被整体屏蔽的屏蔽双绞线，即FTP（Foil Twisted Pair）。
▪ 根据传输速度，双绞线又可以分为三类、四类、五类、超五类、六类、七 类等双绞线，传输性能依次递增，现在，超五类和六类是主流。
▪ 在实际应用中，一般将 多根光纤用加强件捆在 一起做成光缆使用。

ABCDABCDABCDABCD
…
TDM 帧
TDM 帧
TDM 帧
TDM 帧TDM 帧来自时间时分复用频率
D 在 TDM 帧中 的位置不变
ABCDABCDABCDABCD
…
TDM 帧
TDM 帧
TDM 帧
TDM 帧
TDM 帧
时间
时分复用可能会造成线路资源的浪费
使用时分复用系统传送计算机数据时， 由于计算机数据的突发性质，用户对 分配到的子信道的利用率一般是不高的。
复用：允许同时通过一条数据链路传输多个信号 的一组技术； 复用器 分用器
1条链路，N条通道
频分复用
FDM是用来组合模拟信号的模拟多路复用技术； 应用条件：链路带宽(HZ)大于传输的信号带宽之 和时使用；
频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源 （请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）
输入脉冲
单模光纤
输出脉冲
非导向传输媒体
无线传输所使用的频段很广。
短波通信主要是靠电离层的反射，但短波 信道的通信质量较差。 微波在空间主要是直线传播。
地面微波接力通信 卫星通信
主要内容
物理层基本概念 数据通信的基础知识 传输媒体 信道复用技术 接入网
信道复用
光纤，地面微波和卫星微波等高带宽传输媒体， 具有远超过平均传输需求的承载能力；
同轴电缆
绝缘保护套层 外导体屏蔽层
绝缘层
内导体
光线在光纤中的折射
包层 纤 芯
折射角
包层 （低折射率的媒体） 纤芯 （高折射率的媒体）
入射角
包层 （低折射率的媒体）
光纤的工作原理
低折射率 (包层) 高折射率 (纤芯) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射

计算机网络授课课件第三讲 _物理层
本讲主要内容
2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.3 物理层下面的传输媒体 2.4 信道复用技术 2.5 宽带接入技术
数据通信与计算机网络
2.2.2 有关信号的几个基本概念
❖ 单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通 信而没有反方向的交互。
❖ 同轴电缆 ▪ 50 同轴电缆 ▪ 75 同轴电缆
❖ 光缆
数据通信与计算机网络
各种电缆
无屏蔽双绞线 UTP
屏蔽双绞线 STP
聚氯乙烯 套层
绝缘层 铜线
聚氯乙烯 套层
屏蔽层 绝缘层
铜线
同轴电缆
绝缘保护套层 外导体屏蔽层 绝缘层
内导体
数据通信与计算机网络
光线在光纤中的折射
包层 纤 芯
折射角 包层 （低折射率的媒体）
时分复用 at
①
b
t②
cc
t③
④ dt
ab #1
bc
ca dt
#2
#3
#4
4 个时分复用帧
数据通信与计算机网络
3.统计时分复用 STDM
用户
Aa
a
B bb
C
cc
D
d
统计时分复用 t①
t②
③ t
④ t
a bbc cd a t #1 #2 #3
3 个 STDM 帧
数据通信与计算机网络
2.4.2 波分复用 WDM入射角来自纤芯 （高折射率的媒体）
包层 （低折射率的媒体）
数据通信与计算机网络
光纤的工作原理
低折射率 高折射率 (包层) (纤芯)
光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射

“第三层交换机”。
•
网络层的功能包括：建立和拆除网络连接、路径选择和中继、网络连
接多路复用、分段和组块、服务选择和流量控制。
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（4）传输层
• 传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题，它属于 较高层次。传输层用于提高网络层服务质量，提供可靠的端到 端的数据传输，如常说的QoS就是这一层的主要服务。这一层 主要涉及的是网络传输协议，它提供的是一套网络数据传输标 准，如TCP协议。
• 表示层的功能主要有：数据语法转换、语法表示、表示连 接管理、数据加密和数据压缩。
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（7）应用层
• 这是OSI参考模型的最高层，它解决的也是最高层次，即程 序应用过程中的问题，它直接面对用户的具体应用。应用层包 含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能，如电子邮 件和文件传输等，在这一层中TCP/IP协议中的FTP、SMTP、 POP等协议得到了充分应用。
拨号设备也是。工作在这个层次上的交换机俗称“第二层交换机”。
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（2）数据链路层
•
具体讲，数据链路层的功能包括：数据链路连接的建立与释放、构成
数据链路数据单元、数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序和流量控制
和差错的检测和恢复等方面。
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（3）网络层
•
网络层属于OSI中的较高层次了，从它的名字可以看出，它解决的是
• 传输层的功能包括：映像传输地址到网络地址、多路复用 与分割、传输连接的建立与释放、分段与重新组装、组块与分 块。
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（4）传输层
•
根据传输层所提供服务的主要性质，传输层服务可分为以下三大类：
•
A类：网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率（网络

物理层概述
作用
物理层负责传输原始比特流，将数据从一台设备传送到另一台设备。
定义
物理层接口是物理层与数据链路层之间的连接点，定义了数据传输的电气和机械特性。
分类
物理层接口可以根据传输介质、传输速率、编码方式和调制技术等不同特征进行分类。
传输介质
种类 双绞线 同轴电缆 光纤
特点 成本低、抗干扰能力强 信号质量好、传输距离长 带宽高、抗干扰能力强
物理层接口标准
1
作用
物理层接口标准定义了不同设备之间的
常见标准
2
物理连接方式和通信规范。
常见的物理层接口标准包括以太网接口、
USB接口和HDMI接口等。
3
演变
随着技术的发展，物理层接口标准不断 演变，以适应新的应用需求和传输要求。
总结
重要性
物理层接口是实现网络通信 的基础，对数据传输的可靠 性和效率有重要影响。
关键技术
物理层接口涉及传输介质、 传输速率、编码方式和调制 技术等关键技术。
未来发展
随着技术的进步，物理层接 口将越来越注重高速传输、 低能耗和兼容性。
《物理层接口》PPT课件
The physical interface is an essential component of computer networks. It allows devices to connect and communicate, enabling data transfer.
选择 适用于办公环境 适用于有线电视和宽带网络 适用于长距离传输和高速网络
传输速率
定义
传输速率是单位时间内从发送 端到接收端传输的总比特数。

计算
传输速率 = 数据位数 × 信号变 换频率。