物理层接口.ppt

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Terminal Equipment,）,又称数据终端设备,，指数据输入、输出设备和传输控制器或者计算机等数据处理装置及其通信控制器。,DCE,（,Data Circuit-Terminating Equipment,）,又称数据电路端接设备,，指自动呼叫设备、调制解调器（,Modem,）以及其它一些中间装置的集合。,DTE,的基本功能是产生、处理数据,；,DCE,的基本功能是沿传输介质发送和接收数据,。,7,机械特性与电气特性,电气特性,：定了数据交换信号以及有关电路的特性。一般包括最大数据传输率的说明、表示信号状态,(,逻辑电平，通,/,断,),的电压和电流的识别，即什么样的电压表示,1,或,0,，以及电路特性的说明和与互联电线相关的规定,机械特性,：规定了,DTE,与,DCE,实际的物理连接，如接插件的形状和尺寸、插头的数目、排列方式以及插头和插座的尺寸、电缆的长度以及所含导线的数目等。,8,功能与规程特性,功能特性：,说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。即每一条线的功能分配和确切定义。通常信号线可分为四类：,数据线、控制线、同步线和地线,。,规程特性：,即,通信协议,，说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。即各信号线的工作规则和先后顺序,。,9,课程内容,物理层概述,物理介质,线缆的规范和连接,10,物理介质分类,有线传输介质,同轴电缆,双绞线,光纤,无线传输介质,卫星,微波,红外线,11,同轴电缆,10base5,粗同轴电缆,10base2,细同轴电缆,12,同轴电缆和计算机连接,服务器,客户机,客户机,客户机,BNC T,型连接器,终端,电阻,终端,电阻,13,双绞线,双绞线,RJ-45,和,AUI,A,ttachment,U,nit,I,nterface,14,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,无屏蔽双绞线,UTP,屏蔽双绞线,STP,同轴电缆,光纤通信系统的基本构成,光源,是光波产生的根源,(,激光器或发光二极管产生,),光纤,是传输光波的导体（单模、多模光纤）,光发送机,的功能是产生光束,将电信号转变成光信号,再将光信号导入光纤,光接收机,的功能负责接收从光纤上传输的光信号,并将它转变成电信号,经解码后再作相应处理,16,光纤,光纤中心是光传播的玻璃芯,芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内,再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套,17,单模光纤与多模光纤的比较,18,光缆,光缆是数据传输中最有效的一种传输介质,它有以下优点：,频带较宽,（,10G,，可达,1000G,或更高）,电磁绝缘性能好,衰减较小,中继器的间隔较大,19,常见光纤接头,FC,PC,型光尾纤接头外形图,SC,PC,型光尾纤接头外形图,ST-PC,型光尾纤接头外形图,FC/PC,SC/PC,型光尾纤外形图,20,常见光接口连接器,SC/PC,型光连接器,ST,型光连接器,FC/PC,型光连接器,BNC,型光连接器,MTRJ,型光连接器,21,无线通信,无线电波：,传输数据速度为,2-6Mbps,，适用于短距离,微波：,地面微波的速度为,4-6GHz,，卫星微波为,11-14GHz,红外线：,一个方向,16Mbps,，多个方向不超过,1Mbps,22,无线与卫星通信技术,电磁波的传播有两种方式：,以无线方式一种是在自由空间中传播；,以有线方式在同轴电缆、双绞线、光纤中传输。,无线方式进行通信的主要有：,无线,(radio):,传输数据速度为,2-6Mbps,，适用于短距离,微波,(microwave):,地面微波速度,4-6GHz,，卫星为,11-14GHz,红外,(infrared):,一个方向,16Mbps,，多个方向不超过,1Mbps,可见光,(visible light),23,（,1,）微波通信,电离层反射,视距传播,24,（,2,）蜂窝无线通信,多址接入方法：,频分多址接入（,FDMA,）,时分多址接入（,TDMA,）,码分多址接入（,CDMA,）,25,（,3,）卫星通信,26,课程内容,物理层概述,物理介质,线缆的规范和连接,27,常见局域网类型,不同网络类型，物理层规范和标准不同,常见局域网包括：,以太网（,Ethernet,）,令牌总线（,Token Bus,）,令牌环网（,Token Ring,）,FDDI,（光纤分布式数据接口）,IEEE802.3,定义以太网标准，支持多种速率和在多种介质上传输数据,10Mbps,、,100Mbps,、,1000Mbps,同轴电缆、,STP,、,UTP,、单模光纤、多模光纤,28,10Mb/s,以太网,10Base-T,目前使用最广泛的局域网标准之一,使用,双绞线,作为物理传输介质,10Base5,曾经广泛应用于主干局域网,使用粗同轴电缆作为物理传输介质,10Base2,使用细同轴电缆作为物理传输介质,5,代表传输距离为,500,米，,2,代表,200,米（,185m,）,29,100Mb/s,以太网,又称快速以太网，由,IEEE802.3u,标准定义,100Base-TX,物理介质采用,5,类以上双绞线,网段长度最多,100,米,100Base-FX,物理介质采用单模光纤，网段长度可达,10,公里,物理介质采用多模光纤，网段长度最多,2000,米,T,代表,Twisted(,双绞线,),，,F,代表,Fiber(,光纤,),30,1000Mb/s,以太网,由,IEEE802.3z,和,IEEE802.3ab,定义,1000Base-T,物理介质采用,5,类以上双绞线，网段长度最多,100,米,1000Base-F,物理介质采用单模光纤，网段长度最多,500,米,Base,代表传输基带信号，曼彻斯特编码,31,5,类双绞线的线序,直连网线,交叉网线,Side 1,Side 2,Side 1,12345678,12345678,1=,白,/,橙,2=,橙,3=,白,/,绿,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,绿,7=,白,/,棕,8=,棕,Side 2,Side 1,Side 2,Side 1,Side 2,12345678,12345678,1=,白,/,橙,2=,橙,3=,白,/,绿,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,绿,7=,白,/,棕,8=,棕,1=,白,/,橙,2=,橙,3=,白,/,绿,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,绿,7=,白,/,棕,8=,棕,1 2 3,4,5,6,7 8,橙 绿 蓝 棕,白 白 白 白,橙 绿 蓝 棕,1=,白,/,绿,2=,绿,3=,白,/,橙,4=,蓝,5=,白,/,蓝,6=,橙,7=,白,/,棕,8=,棕,32,设备连接方式,主机,路由器,交换机,MDIX,交换机,MDI,集线器,主机,交叉,交叉,直连,N/A,直连,路由器,交叉,交叉,直连,N/A,直连,交换机,MDIX,直连,直连,交叉,直连,交叉,交换机,MDI,N/A,N/A,直连,交叉,直连,集线器,直连,直连,交叉,直连,交叉,33,WAN,物理层规范,WAN,物理层协议定义了,DTE,和,DCE,之间的接口规范和标准,包括：,EIA/TIA232,、,V.24,、,V.35,等,34,RS-232-C,接口,RS-232-C,是美国电子工业协会（,EIA,）于,1973,年提出的,串行通信接口标准,。,RS-232-C,是用于数据终端设备（,DTE,）与数据电路端接设备（,DCE,）之间的接口标准。,RS-232-C,与,CCITT,的,V.28,建议很相近。,RS-232-C,接口标准所定义的内容属于国际标准化组织,ISO,所制订的开放式系统互联（,OSI,）,7,层参考模型中的最低层,物理层所定义的内容。,35,机械特性,RS-232-C,的机械接口类型：,9,针、,15,针、,25,针,。,标准的,RS-232-C,接口,使用,25,针的,DB,连接器,（插头、插座）。,注意：在,针式结构和孔式结构的插头插座中引脚号的排列顺序（顶视）是不同的,。,36,电气特性,内容：规定了发送端驱动器与接收端驱动器的信号电平、负载容限、传输速率及传输距离。,37,电气特性缺陷,参考地（信号地）问题,：,1,、发送端和接收端的逻辑地可能不一致,2,、为减少地电位对信号的影响，使用较高的传送电压。,电缆电容问题,：,EIA,标准,规定在数据传输率为,20Kbps,时，被驱动电路的电容（包括所连电缆电容）必须小于,2500pf,。对于一个多芯电缆来说，每英尺电容为,40,50pf,，限制了传输距离。,38,RS-232,传输距离,传输率,距离,20Kbps,50,英尺（,15.24 m,）,1200 bps,3000,英尺,9600bps,20,英尺。,39,功能特性,内容：,对接口各引脚的功能和连接关系作出定义,。,RS-232-C,接口在不同的应用场合所用到的信号线是不同的,。,例如，在异步传输时，不需要定时信号线；在非交换应用中则不需要某些控制信号；在不使用备用信道操作时，则可省去,5,个反向信号线。,40,EIA-232/V.24,信号定义,41,过程特性,接口进行数据交换的工作过程：,设备加电；,发出连接请求；,接受连接请求；,建立连接；,数据交换；,发出断开请求；,接受断开请求。,保证通信的基本要求：传输速度、组成数据包的位数、包的起始位,/,停止位、奇偶校验以及半双工,/,全双工等协调一致。,42,空,Modem,概念：,直接通过,RS-232-C,接口将两个,DTE,连接起来的方法称为,空,Modem,（,null,modem,）连接方式,。,注意：,空,Modem,连接,不同于一般标准,RS-232-C,连接电缆，,标准,RS-232-C,电缆由于两端的连接器不同，因而它有方向性,。,而,空,Modem,连接没有方向性,，其任一端均可与计算机或终端等,DTE,设备相连，而计算机或终端的接口均和原来与,Modem,连接时的接口相同。,43,异步传输的空,Modem,接线,异步传输的空,Modem,简单连接,44,异步传输,空,Modem,接线图,45,同步传输,空,Modem,接线图,（一个,DTE,具有时钟源时的连接）,46,同步传输,空,Modem,电缆接线图,（两个,DTE,具有时钟源时的连接）,47,V.35,电气特性、传输速率和距离,波特率（,bps,）,最大传输距离（米）,2400,1250,4800,625,9600,312,19200,156,38400,78,56000,60,64000,50,2048000,30,控制信号遵从标准,RS-232,电平标准：,12V,数据与时钟遵从,V.35,电平标准：,0.5V,同步方式下最大传输速率是：,2048000 bps,EIA/TIA-V.35,电缆的速率和传输距离,48,网线的制作,准备工作：,RJ45,卡线钳一把,水晶头,双绞线,制作步骤：共有四步，可以简单归纳为四个字：“剥”，“理”，“插”，“压”,49,50,步骤一 剥线,剥线的长度为,13mm,15mm,，不宜太长或太短,51,步骤二 理线,按顺序整理平，遵守规则，否则不能正常通信,52,步骤三 插线,一定要平行插入到线顶端，以免触不到金属片,53,步骤四 压线,压过的水晶头的金属脚比没压要低,54,55,线缆检测,发射器和接收器两端的灯同时亮为正常,56,小结,物理层的功能,物理传输介质的类型,双绞线的类型,物理层规范和标准,RS,232,C,接口规范,线缆的制作和连接,57,