第3章 物理层

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3.3.2 同轴电缆
图3-6 同轴电缆
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3.3.2 同轴电缆
同轴电缆根据其直径大小可以分为： 粗同轴电缆（RG-11）与细同轴电缆（RG58），粗同轴电缆简称粗缆，粗缆的最大 传输距离达到500米，阻抗75Ω。
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3.2 物理层接口特征
功能特性
DTE--DCE接口线除要符合电气连接 的参数外，每条接口线还有其特定作用。 功能特性说明了接口上各条线路的具体功 能，即说明某条线上出现的某一电平的电 压表示何种意义。与功能特性有关的国际 标准主要有ITU-T的V.24和V.21。接口信号 线按其功能一般可分为接地线、数据线、 控制线和定时线等几类。
双绞线分为屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP，如图3-1）与非屏蔽双绞线 （Unshielded Twisted Pair，UTP，如图3-2）。
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3.3.1 双绞线
图3-1非屏蔽双绞线
图3-2屏蔽双绞线
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细同轴电缆的传输距离可达185m，使 用BNC接口，其阻抗为50欧，直径为5mm。
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3.3.3 光纤
光纤是光导纤维的简称，是一种细小、 柔韧的并能传输光信号的介质，微细的光 纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而 不至于断裂。
图3-10 光纤结构图
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3.3 传输介质
双绞线
同轴电缆 光纤 无线及磁介质
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12Leabharlann 3.3.1 双绞线双绞线的分类
双绞线的制作标准 双绞线连接
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3.3.1 双绞线
双绞线的分类
双绞线（Twisted Pair）是目前使用最广、价 钱相对便宜的一种传输介质。它由两条相对绝缘 的铜导线按照一定的规格互相缠绕（一般以顺时 针缠绕）在一起而制成的一种通用配线，属于信 息通信网络传输介质。
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3.3.3 光纤
图3-11 单模光纤和多模光纤
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3.3.4 无线及磁介质
通信线路要通过一些高山、岛屿或河 流时，铺设线路就非常困难，而且成本非 常高，这时候就可以考虑使用无线电波在 自由空间的传播来实现多种通信。
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3.3.1 双绞线
一般在计算机网络中，两台网络设备 连接同种设备用交叉线，不同类设备间用 直通线，常见连线类型如表所列
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3.3.2 同轴电缆
同轴电缆（Coaxial Cable）也是局域 网中最常见的传输介质之一，得名与它的 结构相关，它是由绕同一轴线的两个导体 所组成，即内导体（铜芯导线）和外导体 （屏蔽层），外导体的作用是屏蔽电磁干 扰和辐射，两导体之间用绝缘材料隔离。 电磁场封闭在内外导体之间，故辐射损耗 小，受外界干扰影响小，同轴电缆具有较 高的带宽和极好的抗干扰特性。
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3.1 物理层概述
计算机网络的物理层位于OSI参考模型的最底层，是 指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物 理连接。 物理层的主要任务是定义计算机网络通信中的如下几 个方面特性： （1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引 线数目和排列方式、固定和锁定装臵。 （2）电气特性：指明接口电缆各条线上的电压范围。 （3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压含 义。 （4）规程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出 现顺序。
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3.4.1 RS-232接口
图3-14 DB9和DB25
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3.4.2 DTE和DCE
DTE英文全称Data Terminal Equipment （数字终端设备），指一般的终端或是计 算机。可能是大、中、小型计算机，也可 能是一台只接收数据的打印机。
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3.3.1 双绞线
图3-3 双绞线制作的两个标准线序
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3.3.1 双绞线
双绞线连接
以超五类双绞线为例，在制作连接到 网卡上的网线时（T568B），并没有用到网 线内的所有4对绕对（8根），它只用了2对 绕对，这两对线的电气特性定义如图3-4示
3.3.3 光纤
根据使用的光源和传输模式，光纤分 为单模光纤和多模光纤两类，多模光纤采 用产生可见光的发光二级管作为光源，其 定向性较差。芯的直径是15μm～50μm，大 致与人的头发的粗细相当。当光纤纤芯的 直径比光波波长大很多时，由于光速进入 纤芯中的角度不同，传播路径也不同，这 时，光束是以多种模式在纤芯内不断反射 而向前传播。
计算机网络技术 第 3章
物理层
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第3章物理层
本章导读
本章主要讲解物理层的基本概念，物 理层的接口特征，常见物理层的传输介质， 物理层的接口与设备连接以及常见的物理 层网络设备。
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第3章物理层
学习目标
了解物理层的接口特征 掌握常见的物理层传输介质 了解物理层的接口与设备连接 了解常见的物理层网络设备
DTE和DCE
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3.4.1 RS-232接口
RS232接口是1970年由美国电子工业协 会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家 及计算机终端生产厂家共同制定的用于串 行通讯的标准。
它的全名是“数据终端设备（DTE） 和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制 数据交换接口技术标准”，该标准规定采 用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的 每个引脚的信号内容加以规定，还对各种 信号的电平加以规定。
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3.3.1 双绞线
图3-4 双绞线电气特性定义
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3.3.1 双绞线
如果一根网线的两端线序一样，即都为 T568A或T568B，这样的线叫直通线，如果 分别为T568A和T568B,则为交叉线，如图35所示。
图3-5 双绞线直通与交叉
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3.2 物理层接口特征
规程特性
规程特性主要定义各种接口电路之间 的相互关系和操作要求，主要说明了DTE 和DCE之间各接口信号线实现数据传输的 操作过程，也就是在物理连接的建立、维 持和拆除时，DTE和DCE双方在各电路上 的动作顺序以及维护测试操作等。规程特 性反映了在数据通信过程中通信双方可能 发生的各种事件。
微波通信在数据通信中占有重要地位， 微波在空间主要是直线传播。无线传输是 指信号通过空气传输。无线介质实际上就 是无线传输系统，利用电波或光波充当传 输导体的传输介质
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3.3.4 无线及磁介质
电磁波谱
英国著名的物理学家麦克斯韦指出： 变化的电场激发变化的磁场，变化的电场 与变化的磁场不是彼此孤立的，而是相互 联系、相互激发，这样就形成了电磁场。
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3.3.1 双绞线
双绞线的制作标准
双绞线的制作标准主要有T568A和 T568B，区别是线序不一样，
标准T568B的线序是（从左到右）：白 橙--1，橙--2，白绿--3，蓝--4，白蓝--5，绿 --6，白棕--7，棕—8。
标准T568A的线序是（从左到右）：白 绿--1，绿--2，白橙--3，蓝--4，白蓝--5，橙 --6，白棕--7，棕—8。
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3.3.4 无线及磁介质
微波通信
微波通信（Microwave Communication），是使用电磁波——微波 进行的通信。微波通信不需要固体介质,当 两点间直线距离内无障碍时就可以使用微 波传送。
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3.4 物理层的接口与设备连接
RS-232接口
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3.2 物理层接口特征
ITU-T建议书中定义了几种规程，用的较多的有： （1）V.24——为利用公共电话网进行数据传输而制定的规 程。 （2）X.20/X.21——公用数据网上异步/同步传输用DTE— DTE之间的接口规程。 （3）X.20bis/X.21bis——在公用数据网中与V系列异步双 工/同步Modem接口的DTE的使用规程。 （4）X.22——3～6类用户用的多路复用的DTE与DCE之间 的接口规程。 （5）V.25——用于自动呼叫设备的规程。 （6）V.54——关于维修测试环境的规程。 （7）V.150——关于公用数据网的DTE与DCE测试回路规 程。
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3.3.4 无线及磁介质
无线通信
无线电波是电磁波的一部分，它指的 是频率在0～300MHz这一频段的电磁波， 它的频段覆盖从低频到甚高频。包括LF （长波/低频）、MF（中波/中频）、HF （短波/高频）和VHF（超短波/甚高频）。
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3.3.1 双绞线
非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：
（1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，成 本低；