Физический уровень (Physical layer)




НазваниеФизический уровень (Physical layer)
Дата конвертации09.02.2013
Размер445 b.
ТипПрезентации



Физический уровень (Physical layer)

  • Интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством (передает электрические или оптические сигналы в кабель или радиоэфир, принимает их и преобразует в биты данных);

  • Имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи;

  • На этом уровне стандартизируются типы разъемов и назначение контактов;

  • Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети;

  • Работают: концентраторы, ретрансляторы;

  • Примеры сетевых интерфейсов, относящихся к физическому уровню: V.35, RS-232C, RJ-11, RJ-45 10BASE-5, 100BASE-TX.



Типы линий связи

  • Линия связи состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина линия связи(line) является термин канал связи (channel).



Типы линий связи 2

  • В зависимости от направления передачи данных линия (канал) связи может быть:

  • симплексной — то есть допускающей передачу данных только в одном направлении, пример — радиотрансляция, телевидение;

  • полудуплексной — то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях поочерёдно;

  • дуплексной — то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях одновременно, пример — телефон.



Характеристики линий связи

  • К основным характеристикам линий связи относятся:

  • амплитудно-частотная характеристика – показывает затухание амплитуды сигнала для всех возможных частот;

  • полоса пропускания - непрерывный диапазон частот, для которого затухание не превышает некоторого заранее заданного предела;

  • затухание - относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты.

  • А = 10 log10Рвых/Рвх, (измеряется в децибелах (дБ, decibel - dB), Рвх и Рвых – мощности входа и выхода);

  • пропускная способность - характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи;

  • достоверность передачи данных - вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных;

  • помехоустойчивость - способность противостоять внешним помехам;

  • перекрестные наводки на ближнем конце линии;

  • удельная стоимость.



Полосы пропускания линий связи и популярные частотные диапазоны



Связь между пропускной способностью линии и ее полосой пропускания

  • Клод Шеннон установил связь между полосой пропускания линии и ее максимально возможной пропускной способностью, вне зависимости от принятого способа физического кодирования:

  • С = F log2 (1 + Рс/Рш),

  • где С - максимальная пропускная способность линии в битах в секунду, F - ширина полосы пропускания линии в герцах, Рс- мощность сигнала, Рш- мощность шума.

  • Найквист также определяет максимально возможную пропускную способность линии связи, но без учета шума на линии:

  • С = 2F log2(М),

  • где М - количество различимых состояний информационного параметра.

  • Приведенные соотношения дают предельное значение пропускной способности линии, а степень приближения к этому пределу зависит от конкретных методов физического кодирования.



Топологии физических связей

  • Виды топологий:

  • физическая топология;

  • логическая топология.

  • Топологии физических связей:

  • полносвязная топология (а);

  • ячеистая топология (б);

  • общая шина (в);

  • звезда (г);

  • иерархическая звезда, древовидная топология (д);

  • кольцо (е);

  • смешанная топология (ж).

  • Домен коллизий (Collision domain) - сегмент сети, имеющий общий физический уровень, в котором доступ к среде передачи может получать только один абонент одновременно.



Разделение (уплотнение) каналов

  • Мультиплекси́рование (англ. multiplexing, muxing) — уплотнение канала - передача нескольких потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу, обладающему большей пропускной способностью.

  • Различают:

  • частотное разделение каналов (ЧРК, FDM) — разделение каналов по частоте, каждому каналу выделяется определённый диапазон частот;

  • временное разделение каналов (ВРК, TDM) — разделение каналов во времени, каждому каналу выделяется квант времени (таймслот);

  • кодовое разделение каналов (КРК, CDM) — разделение каналов по кодам, каждый канал имеет свой код наложение которого на групповой сигнал позволяет выделить информацию конкретного канала.

  • Возможно комбинировать методы, например ЧРК+ВРК и т.п.



Кабельные линии связи

  • Кабель - это изделие, состоящее из проводников, слоев экрана и изоляции. В некоторых случаях в состав кабеля входят разъемы, с помощью которых кабели присоединяются к оборудованию.

  • Важнейшие характеристики:

  • Затухание (Attenuation);

  • Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk, NEXT);

  • Импеданс (волновое сопротивление)- это полное (активное и реактивное) сопротивление в электрической цепи;

  • Активное сопротивление - это сопротивление постоянному току в электрической цепи. Не зависит от частоты и возрастает с увеличением длины кабеля;

  • Емкость - это свойство металлических проводников накапливать энергию;

  • Уровень внешнего электромагнитного излучения или электрический шум;

  • Диаметр или площадь сечения проводника.



Кабели на основе витой пары

  • Витая пара (twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.



Виды кабелей на основе витой пары

  • незащищенная витая пара (UTP — Unshielded twisted pair) — отсутствует защитный экран вокруг отдельной пары;

  • фольгированная витая пара (FTP — Foiled twisted pair) — также известна как F/UTP, присутствует один общий внешний экран в виде фольги;

  • защищенная витая пара (STP — Shielded twisted pair) — присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;

  • фольгированная экранированная витая пара (S/FTP — Screened Foiled twisted pair) — внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;

  • незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP — Screened Foiled Unshielded twisted pair) — двойной внешний экран из медной оплетки и фольги, каждая витая пара без защиты.



Категории кабелей на основе витой пары



Коаксиальные кабели

  • Коаксиальный кабель имеет внутренний проводник

  • из меди или омеднённой стали, внутренний диэлек-

  • трик из вспененного полиэтилена и экран из фольги

  • и, в отдельных случаях, стальной оплётки.

  • Кабели делятся по шкале Radio Guide. Наиболее распространённые категории кабеля:

  • RG-8 и RG-11 — «Толстый Ethernet» (Thicknet), 50 Ом. Стандарт 10BASE5;

  • RG-58 — «Тонкий Ethernet» (Thinnet), 50 Ом. Стандарт 10BASE2:

        • RG-58/U — сплошной центральный проводник,
        • RG-58A/U — многожильный центральный проводник,
        • RG-58C/U — военный кабель;
  • RG-59 — телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Российский аналог РК-75-х-х («радиочастотный кабель»);

  • RG-6 — телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Кабель категории RG-6 имеет несколько разновидностей, которые характеризируют его тип и материал исполнения. Российский аналог РК-75-х-х;

  • RG-62 — ARCNet, 93 Ом



Волоконно-оптические кабели

  • Волоконно-оптический кабель состоит из центрального проводника света (сердцевины) - стеклянного волокна, окруженного другим слоем стекла - оболочкой, обладающей меньшим показателем преломления, чем сердцевина.

  • В качестве источников излучения света в волоконно-оптических кабелях применяются:

  • светодиоды;

  • полупроводниковые лазеры.



Волоконно-оптические кабели 2

  • В зависимости от распределения показателя преломления и от величины диаметра сердечника различают:

  • многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления;

  • многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления;

  • одномодовое волокно.

  • Популярные сочетания диаметр ядра и диаметр демпфера– 9/125 мкм, 50/125 мкм, 62.5/125 мкм и 100/140 мкм.



Беспроводная связь

  • Виды беспроводной связи:

  • КВ, СВ и ДВ (короткие, средние и длинные волны) - диапазон амплитудной модуляции (Amplitude Modulation — АМ). Обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных;

  • УКВ (ультракороткие волны) – диапазон частотной модуляции (Frequency Modulation — FМ);

  • СВЧ  (микроволновом диапазон, частота > 4 ГГц) - сигналы уже не отражаются ионосферой Земли, и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником;

  • Инфракрасные и миллиметровые волны;

  • Связь в видимом диапазоне;

  • Спутниковая связь.



Спутниковые орбиты



Физическое кодирование

  • Физическое или линейное кодирование - представления дискретной информации в виде сигналов, подаваемых на линию связи.

  • Любое различимое и непредсказуемое изменение принимаемого сигнала несет в себе информацию.

  • Большинство способов кодирования используют изменение какого-либо параметра периодического сигнала - частоты, амплитуды и фазы синусоиды или же знак потенциала последовательности импульсов.

  • При передаче дискретных данных применяются два вида кодирования: на основе синусоидального несущего сигнала (аналоговая модуляция) и на основе последовательности прямоугольных импульсов (цифровое кодирование).



Импульсное (цифровое) кодирование



Модуляция

  • Модуляция - [лат. modulatio мерность, размерность] — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебания по закону информационного низкочастотного сообщения (сигнала).

  • Виды модуляции:

  • амплитудная модуляция (б)

  • частотная модуляция (в)

  • фазовая модуляция (г)



Логическое кодирование

  • Логическое кодирование используется для улучшения потенциальных кодов типа AMI, NRZI или 2Q1B.

  • Виды логического кодирования:

  • Избыточные коды. Например код 4В/5В заменяет исходные символы длиной в 4 бита на символы длиной в 5 бит. Так, в коде 4В/5В результирующие символы могут содержать 32 битовых комбинации, в то время как исходные символы - только 16. Поэтому в результирующем коде можно отобрать 16 таких комбинаций, которые не содержат большого количества нулей, а остальные считать запрещенными кодами (code violation);

  • Скрэмблирование. Методы скрэмблирования заключаются в побитном вычислении результирующего кода на основании бит исходного кода и полученных в предыдущих тактах бит результирующего кода.



Похожие:

Физический уровень (Physical layer) iconИнформационный уровень и уровень владения компьютером и икт участниками экспериментальной площадки на 2010 год

Физический уровень (Physical layer) iconA thermodynamics position in the modern physical picture of the world
Эти величины сохраняют свое естественное предназначение до тех пор, пока справедливы законы тяготения и излучения, оба начала термодинамики...
Физический уровень (Physical layer) iconЧто такое портфолио
Портфолио учителя показывает уровень подготовленности педагога и уровень активности в учебных и внеучебных видах деятельности
Физический уровень (Physical layer) iconЛекция №10 Сетевой уровень. Введение. Маршрутизация
Сетевой уровень должен обеспечить независимость предоставления своих сервисов от низлежащих технологий
Физический уровень (Physical layer) iconУчастники. Сначала он поднялся на один уровень вверх, затем спустился на один уровень вниз, потом ещё раз спустился на один уровень вниз. Пользователь работал с каталогом Участники
Сначала он поднялся на один уровень вверх, затем спустился на один уровень вниз, потом ещё раз спустился на один уровень вниз
Физический уровень (Physical layer) iconПрофессиограмма «Программист» Выполнили: Савушкина Татьяна., Горбылёва Дарья
Область базовых знаний №2 и их уровень: информатика, уровень 2, средний (практическое использование знаний)
Физический уровень (Physical layer) iconЗона б сильного заражения, на долю которой приходится примерно 10 площади радиоактивного следа, уровень радиации 80 Р/ч
Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 час после взрыва составляет 8 Р/ч
Физический уровень (Physical layer) iconЛекция №5 Уровень передачи данных или канальный уровень
Первая фаза. Установка соединения, инициализация переменных и счетчиков для слежения за тем, какие кадры уже приняты, а какие ещё...
Физический уровень (Physical layer) iconЗадание B11 (№4905)
В цилиндрический сосуд налили воды. Уровень жидкости оказался равным 12 см. В воду полностью погрузили деталь. При этом уровень жидкости...
Физический уровень (Physical layer) iconМосковский инженерно-физический институт московский инженерно-физический институт

Разместите кнопку на своём сайте:
dok.opredelim.com


База данных защищена авторским правом ©dok.opredelim.com 2015
обратиться к администрации
dok.opredelim.com
Главная страница