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清华大学计算机网络ch4.ppt

清华大学计算机网络ch4

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2019-06-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《清华大学计算机网络ch4ppt》,可适用于综合领域

第四章物理层主要内容物理层的定义和功能物理层的特性典型的物理层标准接口EIARSCIEARSAACCITTX传输介质其它网络传输技术物理层的定义和功能()物理层的定义ISOOSI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。物理层的功能在两个网络设备之间提供透明的比特流传输。研究内容物理连接的启动和关闭正常数据的传输以及维护管理。物理层的定义和功能()几点说明连接方式(点到点点到多点)通信方式(单工半双工全双工)位传输方式(串行并行)物理层的四个重要特性机械特性(mechanicalcharacteristics)电气特性(electricalcharacteristics)功能特性(functionalcharacteristics)规程特性(proceduralcharacteristics)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。常用的标准接口:ISO芯连接器EIARSCEIARSAISO芯连接器V宽带MODEMISO芯和芯连接器EIARSISO芯连接器XXX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。早期的标准是在边界点定义电气特性例如EIARSC、V最近的标准则说明了发送器和接受器的电气特性而且给出了有关对连接电缆的控制。物理层的特性()CCITT标准化的电气特性标准:CCITTVX:新的非平衡型电气特性EIARSACCITTVX:新的平衡型电气特性EIARSACCITTV:非平衡型电气特性EIARSCCCITTXEIARS功能特性主要定义各条物理线路的功能。线路的功能分为四大类:数据控制定时地规程特性主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系。典型的物理层标准接口()EIARSC年美国电子工业协会EIA提出RS年提出RSA年提出RSB年提出RSC。用于DTEDCE之间的接口。机械特性芯连接器DTE为插头DCE为插座。电气特性采用非平衡型电气特性低于V为“”高于V为“”最大Kbps最长m。非平衡传输(unbalancedtransmission):所有电路共享一个公用的地线。平衡传输(balancedtransmission):每个主要电路需要两根线没有公用的地线。典型的物理层标准接口()功能特性定义了条线许多子集基本与CCITTV兼容。Fig规程特性对不同的功能子集有不同的规程。RSC有中不同的接口类型适合于:单工半双工全双工同步异步RSC的不足与改进不足:传输性能低距离短速率低。改进:重新设计X以RSC为基础改进年提出RS。Caption:RSconnectors,showingwiringforthreewireconnection典型的物理层标准接口()EIARSAAEIARS是为替代RSC而提出的物理层标准接口。实际上是一体化的三个标准。主要改进:改善了性能加长了接口电缆距离加大了数据传输率增加了新的接口功能例如回送检查解决了机械接口问题。机械特性芯或芯连接器。电气特性与RSC相连采用非平衡型电气特性RSAKbps以下其他情况采用平衡型电气特性RSA和RSAKbps~Mbps典型的物理层标准接口()功能特性定义了条功能线。规程特性基本上以RSC为基础。CCITTXX:在公共数据网PDN中进行同步操作的DTEDCE之间的通用接口。年的X由两部分组成:“通用接口”:真正的物理层部分用于电路交换网络的呼叫控制规程用于DTE之间的连接涉及到许多数据链路层和网络层的功能。典型的物理层标准接口()机械特性针连接器ISO。电气特性采用非平衡型电气特性和平衡型电气特性。传输速率:bpsDTE使用非平衡型电气特性和平衡型电气特性DCE使用平衡型电气特性功能特性定义了条功能线。规程特性:分成四个工作阶段:空闲呼叫控制数据传送清除传输介质()磁介质magnetictape,floppydisk,harddisk“Neverunderestimatethebandwidthofastationwagonfulloftapeshurtlingdownthehighway”双绞线既可用于模拟传输也可用于数据传输带宽依赖于线的粗细和传输距离类线类线非屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)屏蔽双绞线Caption:TheendofatwistedpairEthernetcablewithanRJconnectorCaption:ThebackofapersonalcomputerwithanEthernetnetworkinterfacecardThecardislocatedinthefarrightslotandhasconnectorsfortwistedpair,thickandthinEthernettypecablingCaption:AmegabittwistedpairEthernetinterfaceinapersonalcomputerThelinkindicatorisilluminatedindicatingthattheinterfaceisconnectedtoanactiveEthernetnetworkTheMbitsindicatorislit,whiletheMbitsindicatorisnotThisshowsthatthenetworkisoperatingintheslowermegabitmodeCaption:PunchdownconnectionsforBaseTonapatchpanelthatallowsflexibleinterconnectionsbetweenBaseTtwistedpaircablesCaption:AcloseupofthethreeEthernetpatchcablesThebluecablingistwistedpairEthernetcableCaption:AcloseupoffourcoppertwistedpairtofiberopticconvertersThesedevicesallowatwistedpairnetworktoextendtodistancesfurtherthancoppertwistedpaircablingallowsbyconvertingtheelectricalsignalstoopticalsignalsCaption:Cablesrunningthroughconduitindividualcablescanbeadded,replacedorremovedwithoutdisturbingothercablesorthebuildingwallsandfloorsoneconduitcancarrymorethanonetypeofcablesuchasthickEthernet,voicetelephone,BaseTandopticalfiber传输介质()基带同轴电缆欧姆用于数据传输Fig宽带同轴电缆欧姆用于模拟传输CableTV技术MHz或MHz传输介质()光纤目前在试验室中光纤带宽超过TbpsGbpsGbps的光纤已经实用光纤分类:单模光纤和多模光纤模式(mode):是一个与很多参数有关的量可以简单地理解为偏振方向单模光纤可以传输多种波长但每个波长只能有一种模式。常用的三个波长窗口(光纤波段)Figum:衰减(attenuation)大传输速率和距离受限制但价格便宜um:衰减小无色散(dispersion)补偿、功率放大情况下最大传km(最坏情况)um:衰减小无色散补偿、功率放大情况下最大传km(最坏情况)传输介质()光缆Fig光网络组网方式点到点:四根线(两根用于保护倒换)环:两根线(一根用于保护倒换)中继器:光电光全光Fig全光网光因特网论坛OIFCaption:OpticalfibercablesconnectedtoanATMswitchCaption:OpticalfiberconnectionsintoanATMNICthiscomputeralsohasanAUIEthernetconnectionjustbelowtheorangeopticalfibercableCaption:Opticalfiberandconnectorsthesmallblackcoversprotecttheendoftheconnectorwhentheconnectorisnotinuse其它网络传输技术()无线传输(WirelessTransmission)(自学)电磁频谱无线电传输微波传输红外线和毫米波光波传输电话系统(自学)目前电话系统的基本构成:局部回路(双绞线模拟信号传输)中继(光纤或微波数字信号传输)交换局其它网络传输技术()SONETSDH年Bellcore提出SONET(SynchronousOpticalNETwork)标准。年CCITT提出SDH(SynchronousDigitalHierarchy)标准与SONET有微小差别。SONET主要用于北美和日本SDH主要用于欧洲和中国。SONETSDH采用TDM技术是同步系统由主时钟控制时钟精度。SONET路径路径(path)链路(line)段(section)Fig基本SONET帧:字节us传输速率为()=Mbps基本SONET信道称为STS(SynchronousTransportSignal)SONET帧格式Fig其它网络传输技术()复用Fig复用是基于字节的。OC与OCc的区别:c(concatenated)表示级联非复用OC表示一个Mbps的载波是由三个单独的OC载波复用构成的OCc表示一个单独的Mbps的载波。SONETSDH复用速率FigSONETSDH结构Fig其它网络传输技术()窄带ISDN(NarrowbandISDN)(自学)主要目标:在原电话系统的基础上提供模拟和数字多种信号传输。ISDN的体系结构ISDN的接口标准通道类型ABCDEH三种组合BDBD或BDACISDN的发展趋势速度慢Kbps(BD)可用于目前的Internet访问服务。其它网络传输技术()宽带ISDN和ATM(自学)BISDN基于ATM技术ATM本身是一种分组交换技术。BISDN技术是电路交换和分组交换之间的一种折衷基于连接的服务。虚电路ATM网络的传输:点到点的连接随机传输ATM交换机Caption:CloseupsofaForeForeRunnerASXATMswitchwithbothtwistedpaircopperandfiberopticconnections,andaForeForeRunnerLEATMswitchwithtwistedpairmegabitconnectionsCaption:AnATMinterfacecardforusewithtwistedpaircablingThesilverboxontherightedgeofthecardisanRJconnector其它网络传输技术()蜂窝无线电(CellularRadio)单方向的寻呼系统寻呼过程打电话给寻呼公司输入寻呼机号码寻呼公司的计算机收到请求通过线路传到山顶的天线天线直接广播信号(本地寻呼)或传递给卫星(异地寻呼)卫星再广播。单向系统需要很小的带宽Fig无绳电话其它网络传输技术()模拟蜂窝电话早期用于军事通信pushtotalksystem一个信道半双工年代IMTS(ImprovedMobileTelephoneSystem)双频全双工年AMPS(AdvancedMobilePhoneSystem)使用小的蜂窝(cell)在附近(不相邻)的蜂窝中重用传输频率发射功率小设备小而便宜当某个蜂窝内的用户超过系统容量时将蜂窝划分成几个更小的蜂窝以便重用频率并将发射功率减弱在蜂窝中心有一个基站(basestation)基站包括一个计算机和与天线相连的收发器其它网络传输技术()所有的基站通过包交换网络与MTSO(MobileTelephoneSwitchingOffice)或MSC(MobileSwitchingCenter)相连MTSO与电话系统相连安全问题:窃听、盗用。数字蜂窝电话第一代:模拟蜂窝电话第二代:数字蜂窝电话现在正在研究第三代。GSM(GlobleSystemsforMobilecommunication)个人通信服务PCSPCN其它网络传输技术()通信卫星(CommunicationStallites)(自学)地球同步卫星低轨道卫星卫星与光纤

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