電路原理邱關(guān)源第二章物理層

1、計算機網(wǎng)絡(luò)第 2 章 物理層第 2 章 物理層2.1 物理層的基本概念物理層的基本概念2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識2.3 物理層下面的傳輸媒體2.4 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)2.5 物理層組件物理層組件2.1 物理層的基本概念n物理層考慮的物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指連接計算機的具體物理設(shè)備或具體的傳輸媒體。n物理層的作用物理層的作用是要盡可能地屏蔽掉物理設(shè)備、傳輸媒體及通信手段的差異，使物理層上面的數(shù)據(jù)鏈路層感覺不到這些差異，這樣就可以使數(shù)據(jù)鏈路層只需要考慮如何完成本層的協(xié)議和服務(wù)，而不必考慮網(wǎng)絡(luò)具體的傳輸媒體是什么。n用 于 物 理 層 的 協(xié)

2、議 也 常 稱 為 物 理 層 規(guī) 程物 理 層 規(guī) 程（Procedure），物理層規(guī)程也就是物理層協(xié)物理層協(xié)議議。物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：n機械特性機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。n電氣特性電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。n功能特性功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。n過程特性過程特性 指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。 5機械特性機械特性：規(guī)定了DTE與DCE實際的物理連接，如接插件的形狀和尺寸、插頭的數(shù)目、排列方式以及插頭和插座的尺寸、電纜的長度以及所含導(dǎo)線的

3、數(shù)目等。6電氣特性電氣特性：定了數(shù)據(jù)交換信號以及有關(guān)電路的特性。一般包括最大數(shù)據(jù)傳輸率的說明、表示信號狀態(tài)(邏輯電平，通/斷)的電壓和電流的識別，即什么樣的電壓表示1或0，以及電路特性的說明和與互聯(lián)電線相關(guān)的規(guī)定RS-232C接口的電氣特性電器信號表示 7功能特性：說明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何：說明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。即每一條線的功能分配和確切定義。種意義。即每一條線的功能分配和確切定義。 通常信號線可分為四類：數(shù)據(jù)線、控制線、同通常信號線可分為四類：數(shù)據(jù)線、控制線、同步線和地線。步線和地線。物理層協(xié)議舉例 局域網(wǎng)中，物理層協(xié)議定義的是數(shù)據(jù)終端設(shè)備(PC機)的網(wǎng)

4、卡和局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)間的接口。目前常見的接口主要有以太網(wǎng)的RJ-45接口、細同軸電纜的BNC接口和粗同軸電纜AUI接口、光纖接口FDDI接口、ATM接口等。 物理層協(xié)議舉例：nRJ-45接口：這是最為常見也是應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)卡接口類型，這主要得益于雙絞線以太網(wǎng)應(yīng)用的普及。因為這種RJ-45網(wǎng)卡接口就是應(yīng)用于以雙絞線為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)中，它的接口類似于常見的電話接口RJ-11，但RJ-45是8芯線，而電話線的接口是4芯的，通常只接2芯線（ISDN的電話線接4芯線）。在網(wǎng)卡上還自帶兩個狀態(tài)批示燈，通過這兩個指示燈顏色可初步判斷網(wǎng)卡的工作狀態(tài)。 nRJ-45接頭，即俗稱的水晶頭雙絞線的布線標準TIA/

5、EIA 568 ，其中EIA (Electronic Industries Association 美國電子工業(yè)協(xié)會)是專門制定有關(guān)界面電氣特性的組織 。常用的RJ-45接頭電纜線對連接和排列有兩種不同的方法，按照TIA/EIA 568A和TIA/EIA 568B，如下圖所示：插頭腳號網(wǎng)線顏色1綠白2綠3橙白4藍5藍白6橙7棕白8棕 插頭腳號網(wǎng)線顏色1橙白2橙3綠白4藍5藍白6綠7棕白8棕 nT568A 線序的適用范圍 ：用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要交叉互連的場合，所謂交叉是指網(wǎng)線的一端和另一端與 RJ45 網(wǎng)線插頭的接法不同，一端按 T568A 線序接，另一端按 T568B 線序接，適用的連接場合有：1

6、. 電腦電腦，稱對等網(wǎng)連接，即兩臺電腦之間只通過一條網(wǎng)線連接就可以互相傳遞數(shù)據(jù)；2. 集線器集線器；3. 交換機交換機。 nT568B 線序的適用范圍：一、直連線互連網(wǎng)線的兩端均按 T568B 接1. 電腦ADSL 貓2. ADSL貓ADSL 路由器的 WAN 口3. 電腦ADSL 路由器的 LAN 口4. 電腦集線器或交換機二、交叉互連：網(wǎng)線的一端按 T568B 接，另一端按 T568A 接1. 電腦電腦，即對等網(wǎng)連接2. 集線器集線器3. 交換機交換機 2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號輸出數(shù)據(jù)源點終點發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)

7、器PC 機公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號 輸入漢字顯示漢字數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC 機n傳輸媒體：傳輸介質(zhì)，發(fā)送器和接收器之間的物理通路。有線傳輸：導(dǎo)向傳輸（雙絞線、同軸電纜、光纖）無線傳輸：非導(dǎo)向傳輸（衛(wèi)星通信、微波通信）2.3 物理層下面的傳輸媒體無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調(diào)幅無線電 調(diào)頻無線電 海事無線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 101610

8、0 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動無線電 電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜甚甚中中低頻低頻高高特特超超極極2.3.1 導(dǎo)向傳輸媒體n雙絞線（電話線）帶寬：16MHz600MHz屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair)無屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) n同軸電纜（有線電視）帶寬：1GHz50 同軸電纜75 同軸電纜n光纜 ：一根光纖的潛在帶寬可達20T(1012)Hz ，通信容量大各種電纜銅線銅線聚氯乙烯 套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層

9、絕緣層絕緣保護套層內(nèi)導(dǎo)體無屏蔽雙絞線 UTP屏蔽雙絞線 STP同軸電纜n雙絞線又稱為雙扭線，它由若干對銅導(dǎo)線(每對有兩條相互絕緣的銅導(dǎo)線按一定規(guī)則絞合在一起)組成。采用這種絞合起來的結(jié)構(gòu)是為了減少對鄰近線對的電磁干擾。為了進一步提高雙絞線的抗電磁干擾的能力，還可以在雙絞線的外層再加上一個用金屬絲編織成的屏蔽層。根據(jù)是否外加屏蔽層，雙絞線又可分為屏蔽雙絞線STP (Shield Twisted Pair)和非屏蔽雙絞線UTP (UnShield Twisted Pair)兩類.n非屏蔽雙絞線的阻抗值為100 ，其傳輸性能適應(yīng)大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境要求，應(yīng)用十分廣泛，是建筑物內(nèi)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)主要的傳輸介質(zhì)

10、。屏蔽式雙絞線的阻抗值為150 ，具有一個金屬甲套，對電磁干擾EMI (Electromagnetic Interference)具有較強的抵抗能力。因其使用環(huán)境要求苛刻，以及產(chǎn)品價格成本等原因，目前應(yīng)用較少。雙絞線結(jié)構(gòu)示意圖n 雙絞線既可用于模擬信號傳輸，也可用于數(shù)字信號傳輸，其通信距離一般為幾到十幾公里。導(dǎo)線越粗，通信距離越遠，但導(dǎo)線價格也越高。由于雙絞線的性能價格比相對其他傳輸介質(zhì)要好，所以使用十分廣泛。n美國電子工業(yè)協(xié)會的遠程通信工業(yè)分會(EIA/TIA)在1995年頒布了新的“商用建筑物電信布線標準”EIA/TIA-586。此標準規(guī)定了5個種類的UTP標準。最常用的UTP是3類線和5

11、類線。EIA/TIA-A標準雙 絞 線適 用 范 圍1 類雙絞線電話傳輸2 類雙絞線電話和低速數(shù)據(jù)傳輸(最高4 Mb/s)3 類雙絞線10 Mb/S的10 Bas-T以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸4 類雙絞線16 Mb/s的令牌環(huán)網(wǎng)5 類雙絞線100 Mb/s的100 Base-TX和100 Base-T4快速以太網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)線路普遍采用100 的5類或者超5類(5e)的非屏蔽雙絞線系列產(chǎn)品作為主要的傳輸介質(zhì)。24網(wǎng)線的制作網(wǎng)線的制作準備工作：RJ45卡線鉗一把水晶頭雙絞線制作步驟：共有四步，可以簡單歸納為四個字：“剝”，“理”，“插”，“壓”2526步驟一 剝線剝線的長度為13mm15mm，不宜太長或太短

12、27步驟二 理線按順序整理平，遵守規(guī)則，否則不能正常通信 28步驟三 插線一定要平行插入到線頂端，以免觸不到金屬片29步驟四 壓線壓過的水晶頭的金屬腳比沒壓要低 3031線纜檢測發(fā)射器和接收器兩端的燈同時亮為正常光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷淅霉鈱?dǎo)纖維（光纖）傳遞光脈沖進行通信有光脈沖1；無光脈沖02.3.2 非導(dǎo)向傳輸媒體 n無線傳輸所使用的頻段很廣。n短波通信主要是靠電離層的反射，但短波信道的通信質(zhì)量較差。n微波通信在空間主要是直線傳播。240Ghz地面微波接力通信衛(wèi)星通信n計算機無線局域網(wǎng)。2.45.8Ghz 2.6 寬帶接入技術(shù)n用

13、戶要連接因特網(wǎng)，必須先連接到某個ISP(Internet Service Provider)。n為了提高用戶的上網(wǎng)速率，多種寬帶技術(shù)進入用戶的家庭。n有線寬帶接入。n無線寬帶接入。 2.6.1 ADSL技術(shù)nADSL 技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。n雖然標準模擬電話信號的頻帶被限制在 3003400 kHz 的范圍內(nèi)，但用戶線本身實際可通過的信號頻率仍然超過 1 MHz。nADSL 技術(shù)就把 04 kHz 低端頻譜留給傳統(tǒng)電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網(wǎng)使用。nDSL 就是數(shù)字用戶線(Digital Subscriber Line)的

14、縮寫。而 DSL 的前綴 A則表示Asymmetric,非對稱數(shù)字用戶線。 ADSL 的極限傳輸距離nADSL 的極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關(guān)系（用戶線越細，信號傳輸時的衰減就越大），而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實際的用戶線上的信噪比密切相關(guān)。n例如，0.5 毫米線徑的用戶線，傳輸速率為 1.5 2.0 Mb/s 時可傳送 5.5 公里，但當傳輸速率提高到 6.1 Mb/s 時，傳輸距離就縮短為 3.7 公里。n如果把用戶線的線徑減小到0.4毫米，那么在6.1 Mb/s的傳輸速率下就只能傳送2.7公里 ADSL 的特點n上行和下行帶寬做成不對稱的。n上行指從用戶到 ISP

15、，而下行指從 ISP 到用戶。nADSL 在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個 ADSL 調(diào)制解調(diào)器。n我國目前采用的方案是離散多音調(diào) DMT (Discrete Multi-Tone)調(diào)制技術(shù)。這里的“多音調(diào)”就是“多載波”或“多子信道”的意思。DMT 技術(shù)nDMT 調(diào)制技術(shù)采用頻分復(fù)用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端頻譜劃分為許多的子信道，其中 25 個子信道用于上行信道，而 249 個子信道用于下行信道。n每個子信道占據(jù) 4 kHz 帶寬（嚴格講是 4.3125 kHz），并使用不同的載波（即不同的音調(diào)）進行數(shù)字調(diào)制。這種做法相當于在一對用戶線上使用許多小的調(diào)制解

16、調(diào)器并行地傳送數(shù)據(jù)。DMT 技術(shù)的頻譜分布 頻譜頻率上行信道傳統(tǒng)電話04下行信道(kHz)40138110025 個子信道用于上行信道，而 249 個子信道用于下行信道,每個子信道占據(jù) 4 kHz 帶寬。ADSL 的數(shù)據(jù)率n由于用戶線的具體條件往往相差很大（距離、線徑、受到相鄰用戶線的干擾程度等都不同），因此 ADSL 采用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)使用戶線能夠傳送盡可能高的數(shù)據(jù)率。n當 ADSL 啟動時，用戶線兩端的 ADSL 調(diào)制解調(diào)器就測試可用的頻率、各子信道受到的干擾情況，以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質(zhì)量。nADSL 不能保證固定的數(shù)據(jù)率。對于質(zhì)量很差的用戶線甚至無法開通 ADSL。n通常下行

17、數(shù)據(jù)率在 32 kb/s 到 6.4 Mb/s 之間，而上行數(shù)據(jù)率在 32 kb/s 到 640 kb/s 之間。ADSL 的組成 ATU-CATU-CATU-RATU-C用戶線 電話分離器 區(qū)域?qū)拵ЬW(wǎng)至 ISP居民家庭基于 ADSL 的接入網(wǎng)端局或遠端站DSLAM至本地電話局PSPS數(shù)字用戶線接入復(fù)用器 DSLAM (DSL Access Multiplexer)接入端接單元 ATU (Access Termination Unit)ATU-C（C 代表端局 Central Office）ATU-R（R 代表遠端 Remote）電話分離器 PS (POTS Splitter) ：分離電話和數(shù)

18、字信號 ADSL調(diào)制解調(diào)器第二代 ADSL ADSL2（G.992.3 和 G.992.4）ADSL2+（G.992.5）n通過提高調(diào)制效率得到了更高的數(shù)據(jù)率。例如，ADSL2 要求至少應(yīng)支持下行 8 Mb/s、上行 800 kb/s的速率。而 ADSL2+ 則將頻譜范圍從 1.1 MHz 擴展至2.2 MHz，下行速率可達 16 Mb/s（最大傳輸速率可達25 Mb/s），而上行速率可達 800 kb/s。n采用了無縫速率自適應(yīng)技術(shù) SRA (Seamless Rate Adaptation)，可在運營中不中斷通信和不產(chǎn)生誤碼的情況下，自適應(yīng)地調(diào)整數(shù)據(jù)率。n改善了線路質(zhì)量評測和故障定位功能，

19、這對提高網(wǎng)絡(luò)的運行維護水平具有非常重要的意義。2.6.2 光纖同軸混合網(wǎng)HFC (Hybrid Fiber Coax)nHFC 網(wǎng)是在目前覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng) CATV 的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)。nHFC 網(wǎng)除可傳送 CATV 外，還提供電話、數(shù)據(jù)和其他寬帶交互型業(yè)務(wù)。n現(xiàn)有的 CATV 網(wǎng)是樹形拓撲結(jié)構(gòu)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，它采用模擬技術(shù)的頻分復(fù)用對電視節(jié)目進行單向傳輸。而 HFC 網(wǎng)則需要對 CATV 網(wǎng)進行改造，變成光纖同軸混合網(wǎng)。 HFC 的主要特點 (1) HFC網(wǎng)的主干線路采用光纖nHFC 網(wǎng)將原 CATV 網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖，并使用模擬光纖技術(shù)。n在模擬光纖中采

20、用光的振幅調(diào)制 AM，這比使用數(shù)字光纖更為經(jīng)濟。n模擬光纖從頭端連接到光纖結(jié)點(fiber node)，即光分配結(jié)點 ODN (Optical Distribution Node)。在光纖結(jié)點光信號被轉(zhuǎn)換為電信號。在光纖結(jié)點以下就是同軸電纜。 (2) HFC 網(wǎng)采用結(jié)點體系結(jié)構(gòu) 同軸電纜光纖光纖結(jié)點頭端高帶寬光纖同軸電纜光纖在光纖結(jié)點光信號被轉(zhuǎn)換為電信號。在光纖結(jié)點以下就是同軸電纜。 課件制作人：謝希仁(3) HFC 網(wǎng)具有比 CATV 網(wǎng)更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能 下行信道上行信道5 65 87 1000調(diào)頻廣播、模擬和數(shù)字電視、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)頻率(MHz)(4) 每個家庭要安裝一個用戶接口盒

21、 n用戶接口盒 UIB (User Interface Box)要提供三種連接，即：使用同軸電纜連接到機頂盒(set-top box)，然后再連接到用戶的電視機。使用雙絞線連接到用戶的電話機。使用電纜調(diào)制解調(diào)器連接到用戶的計算機。電纜調(diào)制解調(diào)器(cable modem) n電纜調(diào)制解調(diào)器是為 HFC 網(wǎng)而使用的調(diào)制解調(diào)器。n電纜調(diào)制解調(diào)器最大的特點就是傳輸速率高。其下行速率一般在 310 Mb/s之間，最高可達 30 Mb/s，而上行速率一般為 0.22 Mb/s，最高可達 10 Mb/s。n電纜調(diào)制解調(diào)器比在普通電話線上使用的調(diào)制解調(diào)器要復(fù)雜得多，并且不是成對使用，而是只安裝在用戶端。 HF

22、C 網(wǎng)的最大優(yōu)點 n具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經(jīng)有相當大的覆蓋面的有線電視網(wǎng)。n要將現(xiàn)有的 450 MHz 單向傳輸?shù)挠芯€電視網(wǎng)絡(luò)改造為 750 MHz 雙向傳輸?shù)?HFC 網(wǎng)（還要將所有的用戶服務(wù)區(qū)互連起來而不是一個個 HFC 網(wǎng)的孤島），也需要相當?shù)馁Y金和時間。n在電信政策方面也有一些需要協(xié)調(diào)解決的問題。 LAN接入技術(shù)n將以太網(wǎng)技術(shù)和IP技術(shù)相融合,為辦公或居住密集的地區(qū)提供高速、低價的寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。n以太網(wǎng)技術(shù)具有使用簡便、價格低、速率高、可擴展性強、與IP網(wǎng)能夠很好結(jié)合等特點,作為公用電信網(wǎng)的接入網(wǎng),直接向用戶提供基于IP的多種業(yè)務(wù)的傳送通道。n目前廣泛用于運營商組網(wǎng)的為100B

23、ase-TX標準,能在100米的距離內(nèi)提供100Mbps的帶寬。常用的LAN接入技術(shù)組網(wǎng)如圖所示: LAN接入組網(wǎng)方式圖接入組網(wǎng)方式圖2.6.3 FTTx 技術(shù) nFTTx（光纖到）也是一種實現(xiàn)寬帶居民接入網(wǎng)的方案。這里字母 x 可代表不同意思。n光纖到家 FTTH (Fiber To The Home)：光纖一直鋪設(shè)到用戶家庭可能是居民接入網(wǎng)最后的解決方法。n光纖到大樓 FTTB (Fiber To The Building)：光纖進入大樓后就轉(zhuǎn)換為電信號，然后用電纜或雙絞線分配到各用戶。n光纖到路邊 FTTC (Fiber To The Curb)：從路邊到各用戶可使用星形結(jié)構(gòu)雙絞線作為傳

24、輸媒體。 光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)(OAN,Optical Access Network)n光纖接入技術(shù)是業(yè)界公認的接入網(wǎng)發(fā)展方向。是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng),即本地交換局和用戶之間全部或部分采用光纖傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。n按照光纖到達的位置，有光纖到路邊按照光纖到達的位置，有光纖到路邊(FTTC)，光纖到大，光纖到大樓樓(FTTB)，光纖到辦公室，光纖到辦公室(FTTO)，光纖到家，光纖到家(FTTH)之分。之分。n按照按照組網(wǎng)技術(shù)分，組網(wǎng)技術(shù)分，光纖接入網(wǎng)又可劃分為無源光網(wǎng)絡(luò)光纖接入網(wǎng)又可劃分為無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)和有源光網(wǎng)絡(luò)和有源光網(wǎng)絡(luò)(AON),其中無源光網(wǎng)絡(luò)其中無源光網(wǎng)絡(luò)PON發(fā)展更快發(fā)展更快

25、些。些。光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)(OAN,Optical Access Network)n無源光網(wǎng)絡(luò)（是指全部都是由無源部件構(gòu)成，光配線網(wǎng)里面包含了光分路器和耦合器等無源器件.它處理信號不需要電源，中間環(huán)節(jié)是由體積很小的光纖部件組成，光接入網(wǎng)絡(luò)中沒有任何電子器件及電源設(shè)備，也沒有需要電源的昂貴的有源電子設(shè)備。Page 56lPassive Optical Network 無源光網(wǎng)絡(luò)OLTONUOptical Line Terminal 光線路終端Optical Network Unit 光網(wǎng)絡(luò)單元 Passive Optical Splitter 無源分光器PSTNInternetCATVONUO

26、NU PON是一種點到多點（P2MP）結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)； PON由機房內(nèi)的OLT(光線路終端)、用戶終端的ONU (光網(wǎng)絡(luò)單元)和之前的ODN (分光器)組成。Passive Optical Splitter 無源分光器什么是PON?Page 58PONTPONAPON/BPONGPONEPONWDM PON國際標準ITU-T G.983.xITU-T G.984.xIEEE 802.3ah國際標準國際標準國際標準尚無標準ITU-T G.982國家標準Q1/1998國家標準Q3/2000國家標準國家標準尚無標準Q4/2004Q3/2004PON技術(shù)標準化進展Page 59GPON（Gigabi

27、t-capable Passive Optical Networks）三大優(yōu)勢： 1、更遠的傳輸距離：采用光纖傳輸，接入層的覆蓋半徑20KM； 2、更高的帶寬：對每用戶下行2.5G/上行1.25G（物理層）； 3、分光特性：局端單根光纖經(jīng)分光后引出多路到戶光纖，節(jié)省光纖資源。GPON支持Tripleplay業(yè)務(wù)，可提供全業(yè)務(wù)競爭方案可以有效解決雙絞線接入的帶寬瓶頸，滿足用戶對高帶寬業(yè)務(wù)的需求，如高清電視、實況轉(zhuǎn)播等，GPON是三網(wǎng)合一的上佳方案。GPON標準完善，綜合業(yè)務(wù)支持好，技術(shù)要求高全球大運營商的選擇1Mbps 3M8M25M100MADSL/ADSL2+Copper BasedVDSL

28、 / ADSL2+Copper BasedPONFiber Based2002200320062010時間帶寬互聯(lián)網(wǎng)視頻會議遠程控制接入技術(shù)業(yè)務(wù)需求VoD標清電視視頻會議Game實況TVVoDHDTV3km2km1km20km覆蓋半徑為什么選擇GPON?2.5 物理層的組件物理層的組件物理層組件的正確選擇、配置和安裝，可以為網(wǎng)絡(luò)的可靠性提供堅實的基礎(chǔ)。由于網(wǎng)絡(luò)中其他各層都依賴于物理層的正確配置，所以對物理層的正確設(shè)計、組件的正確選擇和安裝可以有效防止以后可能發(fā)生的各種難以解決的故障。物理層組件概述物理層組件概述 物理層組件包括網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)、連接器、接插面板以及網(wǎng)卡、集線器、收發(fā)器、介質(zhì)轉(zhuǎn)換器等

29、設(shè)備。n網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)、連接各網(wǎng)絡(luò)站點的實體。網(wǎng)絡(luò)信息還可以利用無線電系統(tǒng)、微波無線系統(tǒng)和紅外技術(shù)等傳輸。目前常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有：雙絞線、同軸電纜、光纖等。當構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時存在多種網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)可供選擇。徹底地了解各種介質(zhì)的功能、特點、安裝事項、測試需求以及故障排除的方法等對正確地選擇網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)至關(guān)重要。1網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)2. 集線器集線器 集線器（集線器（HubHub）可以說是一種特殊的中繼器，作為）可以說是一種特殊的中繼器，作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)間的中央節(jié)點，它克服了介質(zhì)單一通道網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)間的中央節(jié)點，它克服了介質(zhì)單一通道的缺陷。以集線器為中心的優(yōu)點是：當網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某的缺陷。以集線

30、器為中心的優(yōu)點是：當網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線路或某節(jié)點出現(xiàn)故障時，不會影響網(wǎng)上其他節(jié)點條線路或某節(jié)點出現(xiàn)故障時，不會影響網(wǎng)上其他節(jié)點的正常工作。集線器可分為無源（的正常工作。集線器可分為無源（PassivePassive）集線器、）集線器、有源（有源（ActiveActive）集線器和智能（）集線器和智能（IntelligentIntelligent）集線）集線器。普通集線器的外觀如圖所示：器。普通集線器的外觀如圖所示： 普通集線器的外觀3網(wǎng)卡網(wǎng)卡 網(wǎng)卡是LAN(局域網(wǎng))的設(shè)備，通過網(wǎng)關(guān)、路由器等設(shè)備就可以把這個局域網(wǎng)連接到Internet上。網(wǎng)卡有許多種，按照物理層來分類有無線網(wǎng)卡、RJ-45網(wǎng)卡、

31、同軸電纜網(wǎng)卡、光纖網(wǎng)卡等等。它們在物理上的連接方式不同、數(shù)據(jù)的編碼、信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)、電平等也不同。以下主要介紹我們最常用到的以太網(wǎng)網(wǎng)卡。 以太網(wǎng)采用的CSMA/CD(載波偵聽多路訪問/沖突檢測)的控制技術(shù)。他主要定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的工作方式。數(shù)據(jù)鏈路層和物理層各自實現(xiàn)自己的功能，相互之間不關(guān)心對方如何操作。二者之間有標準的接口(例如MII，GMII等)來傳遞數(shù)據(jù)和控制。 以太網(wǎng)卡的物理層可以包含很多種技術(shù)，常見的有RJ45、光纖、無線等，它們的區(qū)別在于傳送信號的物理介質(zhì)和媒質(zhì)不同。這些都在IEEE的802協(xié)議族中有詳細的定義。4、其他物理層的組件、其他物理層的組件 中繼器：常用于兩個網(wǎng)絡(luò)

32、節(jié)點之間物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負責在兩個節(jié)點的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。收發(fā)器：如果一臺以太網(wǎng)設(shè)備不能處理某種介質(zhì)信號時就必須使用收發(fā)器。收發(fā)器是一種相對簡單的設(shè)備，而且也不易出現(xiàn)故障。介質(zhì)轉(zhuǎn)換器：可以將一種介質(zhì)產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換為另一種所需的信號類型。假設(shè)現(xiàn)在計劃將兩棟建筑物用光纜連接起來，但是交換機、集線器以及路由器等設(shè)備的接口為雙絞線，在這種情況下就可以使用介質(zhì)轉(zhuǎn)換器。5. 物理層的組網(wǎng)規(guī)范物理層的組網(wǎng)規(guī)范 任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有自己的特性和適用范圍，只有在規(guī)定的范圍內(nèi)使用才能正常發(fā)揮其功能。網(wǎng)

33、絡(luò)物理層的傳輸介質(zhì)與設(shè)備在組網(wǎng)的過程中都有一定的條件限制，違背這些組網(wǎng)規(guī)范就會降低網(wǎng)絡(luò)的性能，甚至造成嚴重的網(wǎng)絡(luò)故障。n1 1、傳輸介質(zhì)的組網(wǎng)規(guī)范、傳輸介質(zhì)的組網(wǎng)規(guī)范雙絞線雙絞線速度為10Mbps、使用雙絞線電纜的以太網(wǎng)的IEEE設(shè)計標準是10BastT。使用雙絞線連接速度為100Mbps的以太網(wǎng)有兩種選擇：一是使用兩組電線，稱為100BaseTX；另一種是使用四組電線，稱為100BaseT4。我們將集中討論目前占主要地位100BaseTX標準。兩種接法：EIA/TIA 568B標準和EIA/TIA 568A標準。2、 物理層設(shè)備的組網(wǎng)規(guī)范物理層設(shè)備的組網(wǎng)規(guī)范 介質(zhì)僅代表了物理層的一半影響因素

34、。介質(zhì)連接的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也必須維護。在物理層工作的設(shè)備基本上關(guān)心兩件事情：位信號如何編碼，以及接收了位信號該如何處理？位信號的編碼是用來在物理層介質(zhì)中代表0或1的方法。 下面討論網(wǎng)卡、中繼器和集線器的使用規(guī)范。 1網(wǎng)卡使用規(guī)則網(wǎng)卡使用規(guī)則n 網(wǎng)卡為計算機和其他設(shè)備提供了連接到網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的接口。它們也處理接收和發(fā)送位信號以及存取介質(zhì)的細小環(huán)節(jié)。為工作站選擇合適的網(wǎng)卡的重要性經(jīng)常被忽略。網(wǎng)卡可以有多種選擇，您的選擇會影響到網(wǎng)絡(luò)的性能和可管理性。網(wǎng)卡在數(shù)據(jù)鏈路層中也起到作用，所以這里我們僅僅涉及網(wǎng)卡在物理層中的作用。包括網(wǎng)卡總線類型、支持介質(zhì)類型、運行速度和幾個在選擇網(wǎng)卡時可能首要考慮的因素。2中繼器和集

35、線器使用規(guī)則中繼器和集線器使用規(guī)則 物理層設(shè)備直接互聯(lián)組建的網(wǎng)絡(luò)的最大特點是網(wǎng)絡(luò)中的所有工作站都處于同一個沖突域中，及同一時刻只能有一臺工作站向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)。 隨著網(wǎng)絡(luò)中的站點的增加，網(wǎng)絡(luò)的性能將逐漸的下降。為確保網(wǎng)絡(luò)的可用性和可靠性。IEE802.3標準規(guī)定了以太網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范，其中有一個很著名的規(guī)則就是5-4-3規(guī)則規(guī)則。 以太網(wǎng)中5-4-3準則的內(nèi)容是：在一個10Mbps以太網(wǎng)中，在兩個工作站之間最多可以有5個網(wǎng)段、4個中繼器，同時5個網(wǎng)段中只有3個可以用于安裝電腦等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 6、 物理層故障診斷與排除物理層故障診斷與排除 在日常的網(wǎng)絡(luò)維護中，物理層的網(wǎng)絡(luò)故障占的比例較大。一個前期使用正常的網(wǎng)絡(luò)忽然發(fā)生不能上網(wǎng)的故障，通常是物理層故障引起的。6.1 雙絞線網(wǎng)絡(luò)故障排除雙絞線網(wǎng)絡(luò)故障排除 100BaseT或100aseTX網(wǎng)絡(luò)中最常見的問題是關(guān)于電纜終端合適與否，以及是否符合設(shè)備和安裝標準。好的方面是一個網(wǎng)段只連接一臺工作站，所以如果一個連接器或電纜出現(xiàn)問題，它只會影響一臺工作站。但不好的一面是在星形拓撲結(jié)構(gòu)的雙絞線以太網(wǎng)中，每一個工作