《计算机网络与因特网 Computer Networks and Internets》课程教学资源（PPT课件讲稿）Part II 物理层（信号、媒介、数据传输）

Part物理层 信号,媒介,和 数据传输 2021/1/28 Spring 2003

1 2021/1/28 Spring 2003 Part II 物理层 信号, 媒介, 和 数据传输

信息传送 基础原理:成熟 物理角度 能量 电磁波传播( propagation) 数学角度 编码理论 2 Spring 2003 2021/1/28

2 Spring 2003 2021/1/28 信息传送 ⚫ 基础原理：成熟 ⚫ 物理角度 – 能量 – 电磁波传播（ propagation ） ⚫ 数学角度 – 编码理论

用来传送数据的能量形式 电流 光 听得见的声音 全向的电磁波 射频(RF) 红外线 定向电磁波 点对点卫星信道 微波 激光射线 3 Spring 2003 2021/1/28

3 Spring 2003 2021/1/28 用来传送数据的能量形式 ⚫ 电流 ⚫ 光 ⚫ 听得见的声音 ⚫ 全向的电磁波 – 射频 (RF) – 红外线 ⚫ 定向电磁波 – 点对点卫星信道 – 微波 – 激光射线

传输媒体(介质) 物理层的目的是将原始的比特流从一台机器 传输到另一台机器。 ●有多种物理介质可用于实际传输,每一种物 理介质在带宽、延迟、成本和安装维护难度 上都不相同。 ●介质可以大致地分为有导线介质(例如铜线 和光纤)和无导线介质(例如空中的电波和 激光)两类。 4 Spring 2003 2021/1/28

4 Spring 2003 2021/1/28 ⚫ 物理层的目的是将原始的比特流从一台机器 传输到另一台机器。 ⚫ 有多种物理介质可用于实际传输，每一种物 理介质在带宽、延迟、成本和安装维护难度 上都不相同。 ⚫ 介质可以大致地分为有导线介质（例如铜线 和光纤）和无导线介质（例如空中的电波和 激光）两类。 传输媒体(介质)

传输媒体(介质) ●磁介质 高带宽、低费用、高延时(小时) 例:7GB/8mm,100盘50*5050cm,24h可送到任何地方。 总容量=7*10008 Gbits,总时间=24*60+60=86400s 传送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s ●金属导体 双绞线、同轴电缆(粗、细) ●光纤 无线介质 5 无线电、短波、黴波3卫星、光波 2021/1/28

5 Spring 2003 2021/1/28 ⚫ 磁介质 高带宽、低费用、高延时（小时） 例：7GB/8mm，1000盘/50*50*50cm，24h可送到任何地方。 总容量=7*1000*8Gbits，总时间=24*60*60=86400s 传送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s ⚫ 金属导体 双绞线、 同轴电缆(粗、细) ⚫ 光纤 ⚫ 无线介质 无线电、短波、微波、卫星、光波 传输媒体(介质)

●双绞线 内导体芯线一 螺旋绞合的双导线,Φ≈1mm 每根4对、25对、1800对 绝缘 典型连接距离100m(LAN) 箔屏蔽 RJ45插座、插头 优缺点: 铜屏蔽 成本低 外套一 密度高、节省空间 安装容易(综合布线系统) 平衡传输(高速率) 抗干扰性一般 连接距离较短 6 Spring 2003 2021/1/28

6 Spring 2003 2021/1/28 ●双绞线 内导体芯线 绝缘 箔屏蔽 铜屏蔽 外套 --螺旋绞合的双导线，≈1mm --每根4对、25对、1800对 --典型连接距离100m（LAN） --RJ45插座、插头 --优缺点： 成本低 密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离较短

屏蔽双绞线(STP) 非屏蔽双绞线(UTP) 以铝箔屏蔽以减少 突、5类、6类 干扰和串音 (16M、155M、1200M) 价格昂贵 双绞线外没有任何附加 屏蔽 7 Spring 2003 2021/1/28

7 Spring 2003 2021/1/28 屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线 (UTP) ⚫ 以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音 价格昂贵 3类、5类、6类 （16M、155M、1200M） 双绞线外没有任何附加 屏蔽

HUB 描排排排排排 :# 双绞线 8 Spring 2003 2021/1/28

8 Spring 2003 2021/1/28 HUB … 双绞线

●同轴电缆 铜芯 基带同轴电缆 条电缆只用于一个信道,50g, 绝缘层 用于数字传输 外导体 屏蔽层 宽带同轴电缆 条电缆同时传输不同频率的多路 保护套 模拟信号,75Ω,用于模拟传输, 300-450MHz,100km,需要放 大器 Spning 2003 2021/1/28

9 Spring 2003 2021/1/28 ●同轴电缆 ⚫基带同轴电缆 一条电缆只用于一个信道，50， 用于数字传输 ⚫宽带同轴电缆 一条电缆同时传输不同频率的多路 模拟信号，75 ，用于模拟传输， 300—450MHz，100km，需要放 大器 铜芯 绝缘层 外导体 屏蔽层 保护套

●细同轴 50 Q, D=1.02cm, 10Mbps 185m、4中继、5段(925m) 优缺点:价格低 安装方便(T型连接器、BNC接头、 Terminator) 抗干扰能力强 距离短 可靠性差 10 Spring 2003 2021/1/28

10 Spring 2003 2021/1/28 细同轴电缆 •细同轴 --50 ，D=1.02cm，10Mbps --185m、4中继、5段（925m） --优缺点：价格低 安装方便（T型连接器、BNC接头、Terminator） 抗干扰能力强 距离短 可靠性差