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  • 传输介质信道.ppt计算机网络 第三章 通信子网 计算机网络通信基本原理 计算机网互联的硬件设备 网络拓扑结构分类 网络的传输介质 网络互联设备产品 3.1 通信基本原理 计算机网络的两大基本功能: 数据通信 数据...

    传输介质、信道.ppt

    计算机网络 第三章 通信子网 计算机网络通信基本原理 计算机网互联的硬件设备 网络拓扑结构与分类 网络的传输介质 网络互联设备产品 3.1 通信基本原理 计算机网络的两大基本功能: 数据通信 数据处理。 名词:数据通信 数据通信就是依照通信协议,利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。 数据通信与传统电话电报比较 实现的计算机之间或计算机与人之间的通信,需要定义严格的通信协议或标准。 数据传输的准确性和可靠性高。误码率要求小于10-8,而语音和电视系统只有10-2。 传输速率高,通信持续时间差异较大。 数据通信具有灵活的接口功能以满足各式各样的计算机和终端 间的相互通信。例如:通信速率、编码格式、同步方式和通信规程等。 通信子网组成 在大多数广域网中,通信子网由两个不同部件组成:传输线和交换单元。 交换单元:一种特殊的计算机,用于连接两个或更多条传输线。(常被称为分组交换结点、中介系统、数据开关交换、路由器等。) 相关术语:传输介质、信道 传输介质是用来连接两个或多个网络结点的物理电路。 信道是建立在传输介质之上的,包括传输介质和设备,还有逻辑信道的含义。 在同一条物理传输介质上可以建立多条通信信道。 3.1.1 数据通信的基本概念 信息:数据的内容和解释。 数据:信息的表现形式。 信道:信号传输的通道。 信息和数据 信息是事物运动的状态与方式,是物质的一种属性。信息的载体可以是多媒体,包括语音、音乐、图形图像、文字和数据等。 被传输的二进制代码称为数据。 信道 信道即指通信中传递信息的通道。 信道分类 按传输介质分类 按传输信号类型分类 按使用方式分类 按传输介质分类 有线信道:有形的电路作为传输介质。如:双绞线、同轴电缆、光纤信道等。 无线信道:以电磁波在空间传输方式传送信息的信道。如微波、红外线、卫星信道等等。 按传输信号类型 模拟信道:传输模拟信号的信道。 数字信道:传输数字信号的信道。 按使用方式分类 专用信道:连接用户设备之间的固定电路,可以由用户自己架设或向电信部门租用。采用专用连接有两种:点对点连接、多点连接。一般用于短距离与传输量比较大的网络情况。 公共交换信道:通过交换机转换,为大量用户提供服务的信道。例如公共电话交换网。 信道带宽和信道容量(容易混淆) 信道带宽:信道的发送和接受两端传输比特信号的最大速率称为信道的带宽。单位为赫兹Hz。 信道容量:单位时间内信道上所传输的最大比特数。单位为每秒比特数b/s(bps)。 信道带宽与信道容量之间的关系满足香农定理。 香农定理 香农定理指出了信道带宽和信道容量之间的关系 C=Wlog2(1+S/N)(bps) C是信道容量 W是信道带宽 S是信号功率 N是噪声功率 3.1.2 数据信号表示方式 信号:经过编码后的数据。 计算机数据在传输过程中的数据编码类型主要取决于它采用的通信信道所支持的数据通信类型。 数据编码技术 模拟数据编码:振幅键控ASK,移频键控FSK,移项键控PSK。 数字数据编码:非归零码NRZ,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码。 模拟数据编码方法 调制(modulation):将发送端数字数据信号变换成模拟数据信号的过程。产品:调制器。 解调(demodulation):将接收端模拟数据信号变换成数字数据信号的过程。设备:解调器。 同时具有调制和解调功能的设备成为调制解调器(Modem) 常见模拟数据编码方法比较 振幅键控ASK:用载波信号的振幅表示数字信号。实现容易,技术简单,抗干扰能力差。 移频键控FSK:通过改变载波信号角频率的方法表示数字信号。实现容易,技术简单,抗干扰能力强,最常用。 移相键控PSK:改变载波信号的相位值表示数字信号,分绝对调相、相对调相。抗干扰能力强,但是现技术复杂。 数字数据编码方法 宽带传输:在数据通信技术中,利用模拟通信信道,通过调制解调器传输模拟数据信号的方法称为宽带传输。 基带传输:利用数字通信信道直接传输数字信号的方法称为基带传输。 非归零码NRZ 用负电平表示逻辑0,用正电平表示逻辑1。 缺点: 收发双方不能同步。 必须在发送NRZ码的同时,用另一个信道同时传送同步时钟信号。 曼彻斯特编码 目前广泛使用的一种编码。 每一比特的周期T分为前T/2与后T/2两部分。 前T/2传送该比特的反码,后T/2传送该比特的原码。 曼彻斯特编码 优点:在每一个比特的中间有一次电平的跳变,可以提取这个跳变作为收发双方的同步信号。 不含直流分量。 缺点:编码效率较低。(50%) 差分曼彻斯特编码 与曼彻斯特编码的区别在于:每比特的中间跳变仅做同步之用。 每比特的值,根据其开始边界是否发生跳变来决定。每一比特的开始处出现电平跳变表示“0”,不发生跳变表示“1”。 几种编码图实例 A/D和D/A转换编

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  • 传输介质信道的关系 信道分类 参考 https://max.book118.com/html/2017/0819/128843507.shtm

    传输介质和信道的关系

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    信道分类

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    https://max.book118.com/html/2017/0819/128843507.shtm

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  • 传输介质: 网络传输介质是指在网络中传输信息的载体,常用的传输介质分为有线传输介质(双绞线、同轴电缆和光纤等)...可以用于传输模拟或数字信号,其他传输介质相比,双绞线在传输距离,信道宽度和数据传输速度等...

    传输介质: 网络传输介质是指在网络中传输信息的载体,常用的传输介质分为有线传输介质(双绞线、同轴电缆和光纤等)和无线传输介质(无线电波、微波和红外线等)两大类。不同的传输介质,其特性也各不相同,它们不同的特性对网络中数据通信质量和通信速度有较大影响。

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    01

    有线传输介质

    1、双绞线常用点到点连接,也可用于多点连接。可以用于传输模拟或数字信号,与其他传输介质相比,双绞线在传输距离,信道宽度和数据传输速度等方面均受到一定限制,但价格较为低廉。常作短程传输介质。

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    2、同轴电缆可用于点到点连接或多点连接。同轴电缆有基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种基本类型。基带同轴电缆用来传输数字信号,宽带同轴电缆可以传输模拟或数字信号。用于500米以上的设备间传输。

    3、光纤传输光信号光信号中携带用户数据。光纤具有光信号衰减小、带宽高和抗干扰能力强等优点。用于500米以上的设备间传输 。

    02

    常用的无线介质

    1、无线电波和微波,无线传输不需铺设网络传输线,而且网络终端移动方便。传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。常用的传输介质可分为有线(双绞线、同轴电缆和光纤等)和无线(无线电波、微波和红外线等)两类。

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    2、有线传输介质中双绞线可以用于传输模拟或数字信号,常用点到点连接,也可用于多点连接。同轴电缆有基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种基本类型。其中,基带同轴电缆用来传输数字信号,宽带同轴电缆可以传输模拟或数字信号。同轴电缆可用于点到点连接或多点连接。光纤传输光信号,光信号中携带用户数据。光纤具有光信号衰减小、带宽高和抗干扰能力强等优点。

    3、常用的无线介质是无线电波和微波等。无线传输不需铺设网络传输线,而且网络终端移动方便。

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  • 传输介质

    千次阅读 2018-03-07 21:08:39
    -------------双绞线、同轴电缆、光纤无线传输介质  传输介质也称为传输媒体,它是发送设备和接收设备之间的物理通路。传输介质可分为导向传输介质和非导向传输介质。在导向传输介质中,  电磁波被导向沿着...

    -------------双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质

                    传输介质也称为传输媒体,它是发送设备和接收设备之间的物理通路。传输介质可分为导向传输介质非导向传输介质。在导向传输介质中,

               电磁波被导向沿着固定媒介(铜线或光纤)传播,而非导向传输介质可以是空气、真空或海水等。

                    1.双绞线

                     双绞线是古老的、又最常用的传输介质,它由两根采用一定规则并排绞合的、相互绝缘的铜导线组成。绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰。

              为了进一步提高抗电磁干扰能力,可在双绞线的外面再加上一个由金属丝编织成的屏蔽层,这就是屏蔽双绞线(STP),无屏蔽的双绞线就称为

             非屏蔽双绞线(UTP)

                     双绞线价格便宜,是最常用的传输介质之一,在局域网和传统电话网中普遍使用。双绞线的带宽取决于铜线的粗细和传输的距离。模拟传输

            数字传输都可以使用双绞线,其通信距离一般为几公里到数十公里。距离太远时,对于模拟传输,要用放大器放大衰减的信号;对于数字传输,要用

            中继器将失真的信号整形。

                    2.同轴电缆

                     同轴电缆由导体铜质芯线、绝缘层、网状编织屏蔽层和塑料外层构成。

                    按特性阻抗数值的不同,通常将同轴电缆分为两类:50 欧 同轴电缆和 75 欧同轴电缆。

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                          50欧同轴电缆主要用于传送基带数字信号,又称为基带同轴电缆,它在局域网中得到广泛的应用;

                          75欧同轴电缆主要用于传送宽带信号,又称为宽带同轴电缆,它主要用于有线电视系统。

                    》

                     由于外导体屏蔽层的作用,同轴电缆具有良好的抗干扰特性,被广泛应用于传输较高的速率的数据,其传输距离更远,但价格较双绞线贵。

                    3.光纤

                    光纤通信就是利用光导纤维(简称光纤)传递光脉冲来进行通信。有光脉冲表示 1 , 无光脉冲表示 0 。而可见光的频率大约是 10 的  8次

                MHz ,因此光线通行系统的带宽范文较大。

                   光纤主要由纤芯和包层构成,光波通过纤芯进行传导,包层较纤芯有较低的折射率。当光纤从高折射率的介质射向低折射率的介质时,其折射

                角将入射角。因此,如果入射角足够大,就会出现全反射,即光线碰到包层时候就会折射回纤芯,这个过程不断重复,光也就沿着光纤传输下去。

                    只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某一个临界角度,就可以产生全反射。因此,可以存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤

              中传输,这种光纤称为多模光纤,多模光纤的光源为发光二极管。但光脉冲在多模光纤中传输会逐渐展宽,造成失真,因此多模光纤只适合于近

             距离传输

                    若光纤的直径减小到只有一个光的波长,则光纤就像一根波导那样,它可使光纤一直向前传播,而不会产生多次反射,这样的光纤就是单模光纤

               单模光纤的纤芯很细,其直径只要几微米,制造成本较高。同时,单模光纤的光源为定向性很好的激光二极管,因此,单模光纤的衰耗较小,适合

               远距离传输

                    4.无线传输介质

                     无线同行已广泛应用于移动电话领域,构成蜂窝式无线电话网。随着便携式计算机的出现,以及在军事、野外等特殊场合下移动通信联网的需要,

               促进了数字化移动通信的发展,现在无线局域网产品的应用已非常普遍。

                    (1)、无线电波

                    无线电波具有较强的穿透能力,可以传输很长的距离,所以它被广泛应用于通信领域,如无线手机通信,还有计算机中的无线局域网(WLAN)。

                因为无线电波是将信号向所有方向散播,大大简化了通信连接。这也是无线电传输的最重要优点之一。

                   (2)、微波、红外线和激光

                            目前高带宽的无线通信主要使用三种技术:微波、红外线和激光。它们都需要在发送方和接收方之间有一条视线通路,有很强的方向性,

                 都是沿直线传播,有时统称这三者为视线介质。不同的红外线通信和激光通信把要传输的信号分别转换为各自的信号格式,即红外光信号和激光信号,

                 再直接在空间中传播。

                            微波通信的频率较高、频段范围也很宽,载波频率通常为 2~40GHz ,因而通信信道的容量大。如一个带宽为 3MHz 的频段可容纳500 条语音

                线路,若用来传输数字信号,数据率可达数兆比特每秒。与通常的无线电波不一样,微波通信的信号是沿直线传播的,故在地面的传输距离有限,超过

                一定距离后就要用中继站来接力。

                          卫星通信是利用地球同步卫星作为中继站转发微波信号,可以克服地面微波通信距离的限制。三颗相隔120 ° 的同步卫星几乎能覆盖整个地球表面,

              因而基本能实现全球通信。卫星通信的优点是通信容量大、距离远、覆盖广,缺点是端到端传播延迟时间长,一般在 250 ~ 270 ms 。

    ---------物理层接口的特性

              物理层考虑的是如何在连接各个计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是 指具体的传输媒体。物理层应尽可能屏蔽各种物理设备的差异,是数据链路层

           只需考虑本层的协议和服务。物理层的主要任务可以描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性,即:

               (1)、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、引线的数目、引脚的数量和排列情况等。

               (2)、电气特性。规定传输二进制位时,线路信号的电压高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等。

               (3)、功能特性。指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义,接口部件的信号线(数据线、控制线、定时线等)的用途。

              (4)、规程特性。主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系。

                常用的物理层接口标准有:EIA RS-232-C 、ADSL 和SONET / SDH 等。


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