数据通信与计算机网络（第二版）课件：物理层

物理层

3.1物理层概述

3.2传输介质3.3物理层协议举例3.4ADSL技术3.1物理层概述在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和拆除提供机械的、电气的功能特性和规程特性的手段。特别要指出的是，物理层并不是指连接计算机的物理设备或具体的传输媒体，而是指在物理媒体上的为上一层（数据链路层）提供一个传输原始比特流的物理连接。3.1物理层概述物理层协议主要包括机械、电气、功能和规程4个特性。（1）机械特性。定义接口部件的形状、尺寸、规格、引脚数量和排列顺序等。（2）电气特性。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。（3）功能特性。定义接口部件的引脚功能、数据类型和控制方式等。（4）规程特性。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。3.2传输介质

3.2.1传输介质的特性

传输介质也称为传输媒体，是数据传输的物质基础。

分类：有线介质（铜线、光纤）、无线介质（电磁波）。特性：物理特性、传输特性、连通特性、抗干扰特性及干扰性、地理范围、相对价格。3.2.2有线传输介质

1．双绞线

1．双绞线非屏蔽双绞线UTP1．双绞线屏蔽双绞线STP双绞线的配线标准线序12345678T568A绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕T568B橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕1.双绞线双绞线的使用1.双绞线双绞线在使用时可分为：直通线（正线）和交叉线（反线）两种形式。直通线是指双绞线两端RJ45接口中线对的线序相同，即两端都为T568A或T568B。交叉线是指双绞线两端的RJ45接口中线对的线序不同，即一端为T568A，另一端为T568B。

双绞线的制作1.双绞线第一步，剥层。第二步，理线。第三步，剪头。第四步，插线。第五步，压线。第六步，测线。双绞线的制作1.双绞线2．同轴电缆

同轴电缆3．光缆折射角包层入射角包层（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）纤芯单模光纤多模光纤3．光缆4．有线传输介质的比较传输介质价格带宽安装难度抗干扰能力UTP最便宜低非常容易较敏感STP比UTP贵中等细缆比双绞线贵高一般一般粗缆比细缆贵较高多模光纤比同轴电缆贵极高难不敏感单模光纤最贵最高3.2.3无线传输介质

无线电微波红外线X射线γ射线10410810121014101610610101018102010221024可见光紫外线f（Hz）3.2.3无线传输介质1．无线电波通信2．微波通信3．红外通信3.2.1传输介质的特性3.2.2有线传输介质1．双绞线2．同轴电缆3．光缆4．有线传输介质的比较3.2.3无线传输介质本章首页3.2传输介质3.3物理层协议举例3.3.1EIARS-232C接口标准

DTE-ADCE-ADTE-BDCE-B通信传输线路RS232RS232应用位置——DTE与DCE间的接口RS-232被规定为DTE和DCE之间的异步串行接口。3.3.1EIARS-232C接口标准

1

13

1425宽（47.04+/-0.13）mmGNDDCDRXDTXDDTRDSRRTSCTSRI19876543225针标准1.机械特性9针标准3.3.1EIARS-232C接口标准2．电气特性规定逻辑“1”的电平为-15至-5伏，逻辑“0”的电平为+5至+15伏。当连接电缆线的长度不超过15m时，允许数据传输速率不超过20kb/s。

3.3.1EIARS-232C接口标准3．功能特性3.3.2RS449接口标准当传输距离为90米时，最大速率可达到100kb/s，传输距离在15米以内，最大传输速率可达到10Mb/s，若将传送速率降至90kb/s，传输最大距离可达到1200米。3.3.2无线局域网（WLAN）的物理层标准项目IEEE802.11IEEE802.11aIEEE802.11bIEEE802.11g发布时间1997.71999.91999.92003.6合法频宽83.5MHz325MHz83.5MHz83.5MHz频率范围2.4000~2.483GHz5.150~5.350GHz5.725~5.850GHz2.4000~2.483GHz2.4000~2.483GHz非重叠信道31233调制传输技术BPSK/QPSKFHSS64QAMOFDMCCKDSSSCCK/64QAMOFDM物理发送速率（Mbps）1，26，9，12，18，24，36，48，541，2，5.5，116，9，12，18，24，36，48，543.4ADSL技术3.4.1ADSL概述ADSL的全称是AsymmetricDigitalSubscriberLine，即非对称数字用户环路。它是利用目前广泛使用的一对普通电话线，采用先进的数字编码技术和调制解调技术，实现高速数字信号的双向传送。ADSL最高上行速率可达1Mbps，最高下行速率可达8Mbps，传输距离为3～5公里。ADSL提高了普通电话双绞线的利用率，是目前实现宽带和多业务“最后一公里”接入的重要方式。3.4ADSL技术3.4.2ADSL基本原理ADSL使用普通电话线作为传输介质，虽然传统的MODEM也是使用电话线传输的，但它只使用了0～4kHz的低频段，而电话线理论上有接近2MHz的带宽，ADSL正是使用了26kHz以后的高频段。经ADSLMODEM编码后的信号通过电话线传到电话局后再通过一个信号识别分离器，如果是语音信号就传到交换机上，如果是数字信号就接入Internet。3.4ADSL技术3.4.3下一代ADSL技术在第一代ADSL标准的基础上，ITU.T于2002年7月公布了ADSL2的标准G992.3和G992.4，于2003年1月制定了ADSL2+的标准G992.5。ADSL2的下行频谱与第一代ADSL相同，但