《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課件-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(wèn)題直觀物理層兩臺(tái)電腦之間連接一根電線，一臺(tái)電腦通電，另一臺(tái)電腦可以接收到這個(gè)電信號(hào)。有電壓代表1，無(wú)電壓代表0.如果不改變電壓，大約0.5秒代表一個(gè)信號(hào)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(shí)，另一方會(huì)等待。等到一方發(fā)送完成的時(shí)候，另一方才可以繼續(xù)發(fā)送消息。直觀物理層此時(shí)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(hào)：11011~~電線可以傳輸二進(jìn)制電信號(hào)~~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(shí)候開(kāi)始的，也不知道該怎么斷句。。也不知道什么時(shí)候結(jié)束。直觀物理層每8位代表一個(gè)信息單元(就是字節(jié)!)。加上代表開(kāi)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(huà)，設(shè)定一個(gè)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(duì)應(yīng)數(shù)字72，如果想發(fā)72就會(huì)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(gè)字節(jié)就不會(huì)是字節(jié)。想發(fā)送轉(zhuǎn)移字節(jié)對(duì)應(yīng)的數(shù)字，就發(fā)送兩個(gè)轉(zhuǎn)移字節(jié)就可以。（類(lèi)比c語(yǔ)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(hào)~~B的物理層收到消息并將消息解析出來(lái)：000000010000001000000011B：123成功，兩臺(tái)電腦已經(jīng)可以發(fā)送消息。物理層作用與功能特性目錄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(jué)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(dòng)、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(chēng)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(hào)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(hào)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(hào)引腳的功能分配和確切定義。按功能可將接口信號(hào)線分為數(shù)據(jù)信號(hào)線、控制信號(hào)線、定時(shí)信號(hào)線、接地線和次信道信號(hào)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(shí)的控制過(guò)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(hào)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(hào)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(qǐng)求發(fā)送（5）允許發(fā)送（6）DCE就緒（7）信號(hào)地（8）載波檢測(cè)（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(qǐng)求發(fā)送（5）允許發(fā)送（6）DCE就緒（7）信號(hào)地（8）載波檢測(cè)（20）DTE就緒（22）振鈴提示如果當(dāng)DTE要進(jìn)行通信時(shí)，就將引腳20“DTE就緒”置為“ON”，同時(shí)通過(guò)引腳2“發(fā)送數(shù)據(jù)”向DCE傳送電話(huà)信號(hào)。接下來(lái)DCE檢測(cè)到載波信號(hào)時(shí)，將引腳8“載波檢測(cè)”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(shí)，將其引腳4“請(qǐng)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(guò)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(hào)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(hào)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(huà)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)B完成數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換完成模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)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(gè)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(lèi)型視頻音頻文本圖像……01010101101100101……01010111101000101……01100110101000101……11010101101100100位(bit)：一個(gè)“0”或“1”就分別代表1位。字節(jié)(Byte)：一個(gè)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(chǔ)、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(dòng)畫(huà)凡經(jīng)過(guò)加工處理或換算得到的數(shù)據(jù)，即可稱(chēng)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(hào)信號(hào)是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼，簡(jiǎn)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(hào)、電磁信號(hào)、光信號(hào)、載波信號(hào)、脈沖信號(hào)、調(diào)制信號(hào)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(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換完成模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換信號(hào)根據(jù)信號(hào)中代表消息的參數(shù)的取值方式的不同，信號(hào)可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的電信號(hào)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(hào)，，這種電信號(hào)被稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)。代表消息的參數(shù)取值是離散的模擬信號(hào)：電話(huà)線上傳送的按照聲音的強(qiáng)弱幅度連續(xù)變化的電信號(hào)稱(chēng)為模擬信號(hào)，代表消息的參數(shù)取值是連續(xù)的