《计算机网络教学》ch2 物理层

第二章物理层1整理课件主要内容数据通信基础多路复用交换技术传输介质2整理课件2.3交换技术

电路交换(CircuitSwitching)分组交换(PacketSwitching)数据报(Datagram)虚电路(VirtualSwitching)交换技术(Switching)报文交换(MessageSwitching)3整理课件分组交换原理分组：把报文分成较小的信息段，在前面加入源地址和目的地址等控制信息信息以分组为单位进行存储转发。源节点把报文分为分组，中间节点存储转发，目的节点把分组合成报文示意图4整理课件分组交换数据报（）传输方式HostAHostBHostEHostDHostCNode1Node2Node3Node4Node5Node6Node7各分组独立传输各分组的传输路径可能不同各分组的到达顺序可能不同接收端重新排序各分组5整理课件三种交换方式的事件顺序呼叫请求呼叫应答数据ABCD寻路延迟线路交换ABCD分组交换t报文ABCD排队延迟报文交换分组2分组1分组3分组46整理课件分组交换数据报（）传输方式各分组独立传输各分组的传输路径可能不同各分组的到达顺序可能不同接收端重新排序各分组HostAHostBHostEHostDHostCNode1Node2Node3Node4Node5Node6Node7交换速率高线路利用率高用通信协议保证传输的可靠性管理和控制复杂7整理课件分组交换虚电路传输方式HostAHostBHostEHostDHostCNode1Node2Node3Node4Node5Node6Node7建立连接节点间的物理线路可共享

虚电路虚电路号各分组的传输路径相同，顺序相同拆除连接8整理课件数据报和虚电路方式的主要差别对比方面数据报虚电路建立连接无有接收方的地址每个分组均有建立虚电路时使用地址，之后每个分组使用较短的虚电路号分组顺序到达接收方的可能与发送顺序不同按发送顺序到达路由选择各分组独立选择路由建立虚电路时完成路由，所有分组的路由相同9整理课件ATM的基本概念ATM信元结构5字节5字节48字节信源头用户数据53字节10整理课件ATM的工作原理信元交换、ATM端用户、ATM交换机物理链路、虚通路、虚通道物理链路虚通路虚通道11整理课件用于多媒体传输的虚通道信元文本声音视频虚通路信元信元虚通道1虚通道2虚通道312整理课件交换方式比较电路交换适用于实时信息和模拟信号传送，在线路带宽比较低的情况下使用比较经济报文交换适用于线路带宽比较高的情况，可靠灵活，但延迟大分组交换缩短了延迟，也能满足一般的实时信息传送。在高带宽的通信中更为经济、合理、可靠13整理课件2.4传输介质有线介质如：同轴电缆、双绞线、光纤等特点：需布线，抗干扰性好无线介质使用电磁波或光波携带信息，如：微波、红外线、无线电等特点：无需布线，抗干扰性差14整理课件同轴电缆由同心的内导体、电绝缘体、屏蔽层、保护外套组成。分类粗缆（直径为1.47厘米）细缆（直径为0.70厘米）15整理课件同轴电缆同轴电缆按阻抗可分为50Ω同轴电缆（基带同轴电缆）传输数字信号，传输距离可达几公里它可分为：细缆（10Base2）和粗缆(10Base5）75Ω同轴电缆（宽带同轴电缆）即CATV电缆。频带可达500MHz，适于传输模拟信号，传输距离可达几十公里抗干扰性和价格介于双绞线和光纤之间16整理课件双绞线(a)Category3UTP(b)Category5UTP双绞线由两根绞合成有规则的螺旋形图样的绝缘铜线组成。非屏蔽双绞线（UTP）：外皮为塑料，不具有屏蔽能力。屏蔽双绞线(STP)：外皮为金属，具有屏蔽能力。LAN上常用UTP，3类传10M，5类传10M/100M，RJ45头——以太网使用RJ11头——电话使用17整理课件双绞线双绞线的特点结构简单，容易安装，普通UTP较便宜有一定的传输速率具有较高的容性阻抗，信号衰减较大，传输距离有限有辐射，容易被窃听18整理课件双绞线双绞线可用于传输模拟及数字信号，传输距离取决于具体采用的技术在模拟传输时很容易到达15km或更大的距离，数字传输时，对100BaseT点到点最大距离为100m当距离太长时对模拟信号：每隔5-6公里需加放大器，将衰减了的信号放大为合适数值对数字信号：每隔2-3公里需加转发器，将失真了的数字信号进行整形19整理课件双绞线布线组件20整理课件光纤依靠光波承载信息玻璃封套塑料外套玻璃内芯21整理课件高密度多芯光缆剖面结构光纤束加强芯外鞘外套加强芯光纤芯封套22整理课件光纤传送模式（MMF、SMF）

多模（MMF）

输入电信号输出电信号单模（SMF）

波长:1300,1550nm波长:850,1300nmh2h1芯/封套特性h1h2光纤的直径减小到一个光波波长多束光线以不同的反射角传播单束光线沿直线传播23整理课件光纤的特点体积小、质量轻其直径只有同轴电缆的1/10甚至更小频带宽光纤的频带较宽，速率受光电转换器件的限制信号衰减小，适合长距离传输抗干扰性能极好，保密性好不会受到外部电磁场、脉冲噪音或串音等影响中继器数量少24整理课件光纤的连接方式将光纤接入连接头并插入光纤插座连接头要损耗10%～20%的光用机械方法将其接合将两根切割好的光纤的一端放在一个套管中，然后钳起来25整理课件光纤的连接方式两根光纤可以被融合在一起融合方法形成的光纤和单根光纤差不多是相同的，但也有一点衰减光纤熔接机光纤切割刀

26整理课件组网方式点到点的链路串接构成一个环路27整理课件无线介质使用电磁波或光波携带信息无需物理连接适用于长距离或不便布线的场合易受干扰28整理课件无线电基站和终端之间是无线链路BS基站

用户计算机和终端BS基站覆盖的无线电区域F2F3F1F2F3F1F2F3F1F2F2F3F1F1,F2,F3：使用的频率29整理课件微波两个地面站之间传送距离：50-100km地球地面站之间的直视线路

微波传送塔30整理课件地球同步卫星与地面站相对固定位置使用3个卫星覆盖全球传输时延较长22,300公里地球31整理课件常用传输介质的比较传输介质传输方式速率/工作频带传输距离性能价格应用双绞线宽带基带≤1Gb/s模拟:10km数字:500m较好低模拟/数字信号传输50Ω同轴电缆基带10Mb/s