物理层--注册电气工程师供配电专业.ppt

第二章物理层 本章要点 掌握：物理层的基本概念。 掌握：双绞线的分类、特点、TIA/EIA-568-B 标准。 了解：同轴电缆的基本特点。 掌握：光纤的分类及特点。 了解：各种无线传输介质。 了解：中继器和集线器 掌握：频带传输和基带传输的基本概念。 了解：多路复用的分类与特点。 了解：结构化布线的概念、特点和六个子系统 物理层 ISO/OSI 关于物理层的定义： 物理层提供机械的、电气的、功能的和规程的特性，目的是启动、维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连接。这种连接可能通过中继系统，在中继系统内的传输也是在物理层的。 物理层的特性 机械特性：主要定义物理连接的边界点，即接插装置。规定物理连接时所采用的规格、引脚的数量和排列情况。 电气特性：规定传输二进制位时，线路上信号的电压高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制。 功能特性：主要定义各条物理线路的功能。 过程特性：主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系。 物理层 利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接； 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务； 物理层的数据传输单元是比特。 主要设备是中继器、集线器和一些介质，如双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输介质等。 物理层基本服务功能 物理层设计时主要考虑的是如何在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流； 计算机网络可以利用的物理传输介质与传输设备存在着很大的差异，设计物理层的主要目的是向数据链路层屏蔽通信技术的差异性； 数据链路实体通过与物理层的接口，将数据传送给物理层，通过物理层按比特流的顺序，将信号传输到另一个数据链路实体。 物理层向数据链路层提供的服务 物理连接的建立、维护与释放 ； 物理连接分为点-点连接与多点连接 ； 数据传输分为全双工、半双工与单工方式 ； 数据传输分为串行传输方式与并行传输方式 ； 串行传输方式的物理数据服务单元是位； 并行传输方式的物理数据服务单元是N位，N为并行连接的物理通道数。 传输介质 传输介质的主要类型： 双绞线（Twisted Pair）：是由以规则螺旋形式组织在一起的、4条或8条绝缘线组成的传输介质。电线可以是屏蔽STP或非屏蔽UTP。 同轴电缆（Coaxial）：由外部中空的圆柱状导体包裹内部一根单一的金属线导体组成的电缆。 光纤电缆（Fiber-optic）：可以传导调制后的光信号的物理介质。与其他传输介质相比较，光纤更为昂贵，但是它不受电磁干扰的影响，而且可以提供更高的数据传输率。 无线传输介质如无线与卫星通信信道等。 有线传输介质如何抗干扰 电缆里的每根线都能当作一根天线。这样，电线能吸收同一根电缆内的其他电线的电信号和电缆外部电信号源的信号。如果电噪声到达一个很高的电平，NIC卡将很难区分数据信号和噪声。 解决的方法：屏蔽和相互抵消。 屏蔽电缆中，每对电线或每组电线对都被金属编织带或金属箔包围。这种屏蔽措施就如同增加了一层抵抗干扰信号的屏障。当然，由于增加了导体的尺寸和使用屏蔽带、箔，电缆的直径将相应地增大，同时成本也会增加。所以，相互抵消是更常用的一种保护电线免受不良干扰的技术。 相互抵消：当电流在电线里流动时，它产生一个围绕电线的小环绕磁场。当属于同一个电路的两根电线并排放置得很近时，它们的磁场彼此反向。所以，两个磁场将相互抵消，而且它们也会抵消其它外面磁场的干扰。将电线绞在一起能增强这种相互抵消的效果。通过双绞线的相互抵消作用，电缆设计者能有效地提供网络介质内线对的自我屏蔽。 双绞线 双绞线有两种标准：屏蔽双绞线（STP）和 非屏蔽双绞线（UTP） 双绞线 双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类：STP外面由一层金属材料包裹，以减小辐射，防止信息被窃听，同时具有较高的数据传输速率，但价格较高，安装也比较复杂；UTP无金属屏蔽材料，只有一层绝缘胶皮包裹，价格相对便宜，组网灵活。除某些特殊场合(如受电磁辐射严重、对传输质量要求较高等)在布线中使用STP外，一般情况下我们都采用UTP。 网孔屏蔽双绞线（ScTP），介于UTP和STP之间。 双绞线 非屏蔽双绞线（UTP） 分类： 1,2 模拟通讯 3 10M 100m 10BASE-T 4 20M 100m 5 100M 100m 10BASE-T 、100BASE-T 超5类 它是将现在的五类非屏蔽双绞线的性能加以改善，不少参数的性能都有提高，但其带宽仍然确定为100MHz。 6 1000M 100m 100BASE-T 、1000BASE-T 双绞线 如何区别几类非屏蔽双绞线 三类线的标识是“CAT3”，带宽10M，适用于十兆网，目前基本已淘汰； 五类线的标识是“CAT5”，带宽100M，适