1.物理層作用與功能特性直觀物理層物理層就是要解決在各種傳輸媒體上傳輸比特0和1的問題直觀物理層兩臺電腦之間連接一根電線，一臺電腦通電，另一臺電腦可以接收到這個電信號。有電壓代表1，無電壓代表0.如果不改變電壓，大約0.5秒代表一個信號結(jié)束(這樣才可以傳遞連續(xù)的1或0)。由硬件保證一方在發(fā)送消息時，另一方會等待。等到一方發(fā)送完成的時候，另一方才可以繼續(xù)發(fā)送消息。直觀物理層此時A想向B發(fā)送信息123A：123A的物理層收到A的消息并將消息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制電信號：11011~~電線可以傳輸二進(jìn)制電信號~~B的物理層接收到A的消息(一臉疑惑)但還是嘗試發(fā)給B：0000110110000000000B：???額，好像B不知道消息什么時候開始的，也不知道該怎么斷句。。也不知道什么時候結(jié)束。直觀物理層每8位代表一個信息單元(就是字節(jié)!)。加上代表開始的特殊字節(jié)，和代表結(jié)束的特殊字節(jié)。為了可以讓結(jié)束字節(jié)作為內(nèi)容的話，設(shè)定一個特殊字節(jié)為轉(zhuǎn)義字節(jié)。轉(zhuǎn)義字節(jié)后的字節(jié)均為普通內(nèi)容字節(jié)。轉(zhuǎn)移機(jī)制：比如圖中的結(jié)束字符是01001000，剛好對應(yīng)數(shù)字72，如果想發(fā)72就會被誤認(rèn)為結(jié)束。所以使用轉(zhuǎn)義機(jī)制，發(fā)送72之前需要先發(fā)轉(zhuǎn)義字節(jié)，跟隨轉(zhuǎn)移字節(jié)的下一個字節(jié)就不會是字節(jié)。想發(fā)送轉(zhuǎn)移字節(jié)對應(yīng)的數(shù)字，就發(fā)送兩個轉(zhuǎn)移字節(jié)就可以。（類比c語言的轉(zhuǎn)義字符/）直觀物理層A：123A的物理層接收到A的消息并將消息包裝好發(fā)送出去：1011011100000001000000100000001101001000~~電線可以傳輸二進(jìn)制電信號~~B的物理層收到消息并將消息解析出來：000000010000001000000011B：123成功，兩臺電腦已經(jīng)可以發(fā)送消息。目錄Contents了解物理層的功能；了解物理層的四種特性。學(xué)習(xí)目標(biāo)1物理層的功能2物理層的特性物理層的功能物理層主要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各種硬件設(shè)備和傳輸介質(zhì)上傳輸比特的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖物理層的作用是盡可能地屏蔽設(shè)備間的差異，使數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異。物理層傳輸?shù)氖潜忍亓鳌Ｎ锢韺拥墓δ苡?jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口雙絞線連接光纖連接雙絞線連接物理層提供機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，目的是啟動、維護(hù)和關(guān)閉數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間進(jìn)行比特傳輸?shù)奈锢磉B接。物理層的協(xié)議即物理層接口標(biāo)準(zhǔn)，也稱為物理層規(guī)程。物理層的特性物理層協(xié)議實(shí)際上是規(guī)定與傳輸介質(zhì)接口的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。序號特性作用1機(jī)械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列方式、接口機(jī)械固定方式等。機(jī)械特性決定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與通信線路在形狀上的可連接性。2電氣特性指明接口引腳中的電壓范圍，即用多大電壓表示“1”或“0”。電氣特性決定了數(shù)據(jù)傳輸速率和信號傳輸距離。3功能特性指明某條線上出現(xiàn)某一電平表示何種意義，即接口信號引腳的功能分配和確切定義。按功能可將接口信號線分為數(shù)據(jù)信號線、控制信號線、定時信號線、接地線和次信道信號線5種。4規(guī)程特性規(guī)定了使用接口線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時的控制過程和步驟。不同的接口標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)程特性也不同。物理層功能特性舉例主機(jī)主機(jī)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器DTEDCEDCEDTE通信線路DTE(DataTerminalEquipment)是數(shù)據(jù)終端設(shè)備，指的是具有一定數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)發(fā)送接收能力的設(shè)備，包括各種I/O設(shè)備和計(jì)算機(jī)。DCE(DataCircuit-terminatingEquipment)，在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼的功能。DTE和DCE：物理層功能特性舉例網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中廣泛的使用的物理接口是RS-232和RJ-45RS-232RJ-451.機(jī)械特性機(jī)械特性決定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與通信線路在形狀上的可連接性。指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列方式、接口機(jī)械固定方式等。機(jī)械特性決定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與通信線路在形狀上的可連接性。2.電氣特性電氣特性決定了數(shù)據(jù)傳輸速率和信號傳輸距離。指明接口引腳中的電壓范圍，即用多大電壓表示“1”或“0”。υ(t)t-15V～-5V15V～5V3.功能特性它規(guī)定了什么電路應(yīng)當(dāng)連接到25根引腳中的哪一根，以及該引腳的作用。DTE計(jì)算機(jī)或終端DCE數(shù)據(jù)線路端接設(shè)備（1）保護(hù)地（2）發(fā)送數(shù)據(jù)（3）接收數(shù)據(jù)（4）請求發(fā)送（5）允許發(fā)送（6）DCE就緒（7）信號地（8）載波檢測（20）DTE就緒（22）振鈴提示4.規(guī)程特性規(guī)定了在DTE和DCE之間所發(fā)生事件的合法序列DTE計(jì)算機(jī)或終端DCE數(shù)據(jù)線路端接設(shè)備（1）保護(hù)地（2）發(fā)送數(shù)據(jù)（3）接收數(shù)據(jù)（4）請求發(fā)送（5）允許發(fā)送（6）DCE就緒（7）信號地（8）載波檢測（20）DTE就緒（22）振鈴提示如果當(dāng)DTE要進(jìn)行通信時，就將引腳20“DTE就緒”置為“ON”，同時通過引腳2“發(fā)送數(shù)據(jù)”向DCE傳送電話信號。接下來DCE檢測到載波信號時，將引腳8“載波檢測”和引腳6“DCE就緒”都置為“ON”，以便使DTE端知道通信線路已經(jīng)建立。當(dāng)DTE端要發(fā)送數(shù)據(jù)時，將其引腳4“請求發(fā)送”置為“ON”。DCE端響應(yīng)將其引腳5“允許發(fā)送”置為“ON”，然后DTE通過引腳2“發(fā)送數(shù)據(jù)”。數(shù)據(jù)通信的基本概念目錄Contents了解數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型；理解數(shù)據(jù)、信息、信號與信道的概念。學(xué)習(xí)目標(biāo)1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型2數(shù)據(jù)3信息4信號5信道數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型信道主機(jī)A調(diào)制解調(diào)器A調(diào)制解調(diào)器B公共交換電話網(wǎng)絡(luò)主機(jī)B完成數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換完成模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換信源信宿終端設(shè)備數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備傳輸系統(tǒng)終端設(shè)備數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包括三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）和目的系統(tǒng)（或接收端））數(shù)據(jù)主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)信息類型視頻音頻文本圖像……01010101101100101……01010111101000101……01100110101000101……11010101101100100位(bit)：一個“0”或“1”就分別代表1位。字節(jié)(Byte)：一個字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)組成，如101011001KB=1024Byte；1MB=1024KB;1GB=1024MB。數(shù)據(jù)（Data）是用于表示客觀事物的未經(jīng)加工的原始素材。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)通常被廣義地理解為在網(wǎng)絡(luò)中存儲、處理和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字編碼信息信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。表示信息的形式可以是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)234.78數(shù)值、文字、

圖形、聲音、圖像以及動畫凡經(jīng)過加工處理或換算得到的數(shù)據(jù)，即可稱為信息。等，這些表示媒體歸根到底都是數(shù)據(jù)的一種形式。

信號信號是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼，簡單的講就是數(shù)據(jù)的物理表示形式。它具有確定的物理描述，能夠使得數(shù)據(jù)能以適當(dāng)?shù)男问皆趥鬏斀橘|(zhì)上傳輸。如電信號、電磁信號、光信號、載波信號、脈沖信號、調(diào)制信號主機(jī)A調(diào)制解調(diào)器A調(diào)制解調(diào)器BPSTN主機(jī)B完成數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換完成模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換信號根據(jù)信號中代表消息的參數(shù)的取值方式的不同，信號可分為模擬信號和數(shù)字信號。數(shù)字信號：計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的電信號是用兩種不同的電平去表示0、1比特序列的電壓脈沖信號，，這種電信號被稱為數(shù)字信號。代表消息的參數(shù)取值是離散的模擬信號：電話線上傳送的按照聲音的強(qiáng)弱幅度連續(xù)變化的電信號稱為模擬信號，代表消息的參數(shù)取值是連續(xù)的信道-----在發(fā)送設(shè)備和接受設(shè)備之間用于傳輸信號的通路，是以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號傳輸通道。

信道主機(jī)AInternet主機(jī)B物理信道（傳輸介質(zhì)）邏輯信道在一條物理信道上，可以建立多條邏輯信道，而每一條邏輯信道，只允許一路信號通過。比如馬路指的是用來傳輸車輛的物理信道，而一條馬路可以對應(yīng)4條或6條車道這樣的邏輯信道2.傳輸介質(zhì)及分類傳輸介質(zhì)介紹傳輸介質(zhì)也稱傳輸媒體/傳輸媒介，它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間的物理通路。傳輸媒體并不是物理層。傳輸媒體在物理層的下面，因?yàn)槲锢韺邮求w系結(jié)構(gòu)的第一層，因此有時稱傳輸媒體為0層。在傳輸媒體中傳輸?shù)氖切盘?，但傳輸媒體并不知道所傳輸?shù)男盘柎硎裁匆馑?。但物理層?guī)定了電氣特性，因此能夠識別所傳送的比特流。雙絞線目錄Contents熟悉雙絞線的特點(diǎn)與應(yīng)用；掌握雙絞線的分類；掌握雙絞線的EIA/TIA568B線序。學(xué)習(xí)目標(biāo)1雙絞線的特點(diǎn)與應(yīng)用2雙絞線類別3雙絞線的線序雙絞線的特點(diǎn)與應(yīng)用雙絞線是目前局域網(wǎng)中最常用的一種布線材料。雙絞線是由兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線用規(guī)則的方法扭絞起來而成的一種傳輸介質(zhì)。雙絞線既可以傳輸模擬信號，也可以傳輸數(shù)字信號。典型的雙絞線有一對的，有四對的，也有更多對雙絞線捆在一起，在其外面包上硬的絕緣套管，這些我們稱之為雙絞線電纜。雙絞線一個扭絞周期的長度，叫做節(jié)距，節(jié)距越小，抗干擾能力越強(qiáng)。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可降低信號干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。雙絞線對類別傳輸速率用途說明1類線纜最大達(dá)20kbps可用于語音通信不適合數(shù)據(jù)通信2類線纜最高4Mbps令牌環(huán)網(wǎng)用于電話語音傳輸3類線纜最高10Mbps主要應(yīng)用于語音、10M以太網(wǎng)（10BASE-T）和4Mbps令牌環(huán)最大網(wǎng)段長度為100m，采用RJ形式的連接器，目前已淡出市場。4類線纜最高16Mbps主要用于基于令牌的局域網(wǎng)、10M以太網(wǎng)（10BASE-T）和100Mbps以太網(wǎng)100BASE-T最大網(wǎng)段長為100m5類線纜最高100Mbps主要用于100M以太網(wǎng)（100BASE-T）和1000M以太網(wǎng)（1000BASE-T）最大網(wǎng)段長為100m，用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸超5類線纜100Mbps主要用于1000M以太網(wǎng)超5類具有衰減小，串?dāng)_少，并且具有更高的衰減與串?dāng)_的比值（ACR）和信噪比（SNR）、更小的時延誤差，性能得到很大提高。6類線纜最大可達(dá)1000Mbps主要用于100M快速以太網(wǎng)和1000M以太網(wǎng)最適用于傳輸速率高于1Gbps的應(yīng)用超6類線纜1000Mbps主要應(yīng)用1000M以太網(wǎng)中在串?dāng)_、衰減和信噪比等方面有較大改善7類線纜可達(dá)10Gbps將來使用在萬兆以太網(wǎng)它不再是一種非屏蔽雙絞線了，而是一種屏蔽雙絞線雙絞線類別雙絞線按其是否有屏蔽，可分為屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線(UTP)。二者的差異在于屏蔽雙絞線在一對雙絞線外面有金屬筒纏繞。非屏蔽雙絞線是在許多類型的網(wǎng)絡(luò)中使用的4對線介質(zhì)。其中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用的是3類線和5類線。隨著技術(shù)的發(fā)展，超5類線、6類線在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也有大量的使用。雙絞線的線序在目前的網(wǎng)絡(luò)中，為了保持最佳的兼容性，普遍采用EIA/TIA568B標(biāo)準(zhǔn)來制作網(wǎng)線。"橙白"是指淺橙色，或者白線上有橙色的色點(diǎn)或色條的線纜，綠白、棕白、藍(lán)白亦同。水晶頭水晶頭中EIA/TIA568B線序12345678橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕同軸電纜目錄Contents熟悉同軸電纜的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用；熟悉同軸電纜的分類。學(xué)習(xí)目標(biāo)1同軸電纜結(jié)構(gòu)與應(yīng)用2同軸電纜分類同軸電纜的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用同軸電纜也是一種常用的傳輸介質(zhì)。它也像雙絞線一樣由一對導(dǎo)體組成，但它們是按照“同軸”的形式構(gòu)成線對。電纜銅芯絕緣層屏蔽層（銅網(wǎng)）外絕緣層最里面是由圓形的金屬芯線組成的內(nèi)導(dǎo)體，一般采用銅質(zhì)材料做成，用來傳輸信號；在內(nèi)導(dǎo)體外面包裹一層絕緣材料，外面再套一個通常由編織線組成的空心的圓柱形外導(dǎo)體，可以屏蔽噪聲，也可以做信號地線；最外面則是起保護(hù)作用的塑料封套。同軸電纜相對于雙絞線價格貴，但數(shù)據(jù)傳輸速率高、帶寬較寬、傳輸距離較長和抗干擾能力較強(qiáng)。傳統(tǒng)的以太局域網(wǎng)中采用的就是基帶同軸電纜。同軸電纜分類廣泛使用的同軸電纜有兩種：一種是阻抗為50Ω的基帶同軸電纜；另一種是阻抗為75Ω的寬帶同軸電纜?；鶐S電纜主要用于傳輸數(shù)字信號，可作為計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)，曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的粗纜和細(xì)纜就屬于基帶同軸電纜，但是同軸電纜支持的數(shù)據(jù)傳輸速度只有1OMb/s，無法滿足目前局域網(wǎng)的傳輸速度要求，所以在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)布線中，已不再使用同軸電纜。寬帶同軸電纜用于傳輸模擬信號，主要用于視頻傳輸，它是有線電視系統(tǒng)CATV中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。光纖目錄Contents熟悉光纖的特點(diǎn)與應(yīng)用；熟悉光纖的結(jié)構(gòu)與分類。學(xué)習(xí)目標(biāo)1光纖的特點(diǎn)與應(yīng)用2光纖的結(jié)構(gòu)與分類光纖的特點(diǎn)與應(yīng)用光纖是一種可以傳輸光信號的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。與其他傳輸介質(zhì)相比，光纖不容易受電磁或無線電頻率干擾，所以傳輸速率較高、帶寬較寬、傳輸距離也較遠(yuǎn)。同時，光纖也比較輕便，容量較大，本身化學(xué)性穩(wěn)定不易腐蝕，能適應(yīng)惡劣環(huán)境。入射角折射角包層纖芯光的傳播過程全反射原理：當(dāng)光纖從高折射率的纖芯射向低折射率的包層時，其折射角大于入射角，因此，當(dāng)入射角足夠大時，就會出現(xiàn)全反射。光纖主要利用光的全發(fā)射原理實(shí)現(xiàn)通信的，傳輸中沒有什么損耗。光線的結(jié)構(gòu)與分類光纖的結(jié)構(gòu)和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。根據(jù)傳輸點(diǎn)模數(shù)的不同，可以分為單模光纖和多模光纖。所謂“模”是指以一定角度進(jìn)入光纖的一束光。外部保護(hù)層玻璃封套光纖核心多模光纖單模光纖光纖橫截面多模光纖纖芯粗，傳輸速率低、距離短，整體傳輸性能差，但其成本低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的建筑物間的布線環(huán)境下。單模光纖只允許一束光傳播，纖芯相應(yīng)比較細(xì)，傳輸頻帶寬，容量大，傳輸距離長，但因其需要激光光源，成本較高，通常在建筑物之間或地域分散時使用。無線傳輸介質(zhì)目錄Contents了解常見無線傳輸介質(zhì)；熟悉無線電波、微波和衛(wèi)星通信傳輸方式。學(xué)習(xí)目標(biāo)1無線電波2微波3衛(wèi)星通信無線電波無線電波是全方位傳播的，因此無線電波的發(fā)射和接受裝置不需要精確對準(zhǔn)。地面波電離層地表地表無線電波的傳播特性與頻率有關(guān)。低頻和中頻波段內(nèi)，