计算机网络CH3 物理层 2ed

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1、计算机网络教程（第2版）第3章物理层课件制作人：谢希仁第3章物理层3.1物理层的基本概念3.2数据通信的基础知识3.2.1数据通信系统的模型3.2.2有关信道的几个基本概念3.2.3信道的最高码元传输速率3.2.4信道的极限信息传输速率3.3物理层下面的传输媒体3.3.1导向传输媒体3.3.2非导向传输媒体课件制作人：谢希仁第3章物理层（续）3.4模拟传输与数字传输3.4.1模拟传输系统3.4.2调制解调器3.4.3数字传输系统3.5信道复用技术3.5.1频分复用、时分复用和统计时分复用3.5.2波分复用3.5.3码分复用3.6同步光纤网S

2、ONET和同步数字系列SDH3.7物理层标准举例3.7.1EIA-232-E接口标准3.7.2RS-449接口标准课件制作人：谢希仁第3章物理层（续）3.8宽带接入技术3.8.1xDSL技术3.8.2光纤同轴混合网（HFC网）3.8.3FTTx技术课件制作人：谢希仁3.1物理层的基本概念物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性，即：机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。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。规程特性指明对于不同

3、功能的各种可能事件的出现顺序。课件制作人：谢希仁3.2数据通信的基础知识3.2.1数据通信系统的模型传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC机课件制作人：谢希仁几个术语数据(data)——运送信息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。“模拟的”(analogous)——连续变化的。“数字的”(digital)——取值是离散数值。调制——把数字信号转换为模拟信

4、号的过程。解调——把模拟信号转换为数字信号的过程。课件制作人：谢希仁解释一下关于调制的概念上面提到的关于调制的概念是很不严格的，容易引起误解。严格地讲，调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程。调制的作用是把消息置入消息载体，便于传输或处理。在通信系统中为了适应不同的信道情况,常常要在发送端对原始信号进行调制,得到便于信道传输的信号。解调是在接收端完成调制的逆过程，还原出原始信号。课件制作人：谢希仁调制解调器的作用调制解调器的作用并非简单地把数字信号转换成为模拟信号。否则就使用“模/数转换器”了。当PC机通过调制解调器连接到电话用户线上时

5、，调制解调器把PC机输出的数字信号，转换成适合在电话用户线上传输的模拟信号。而PC机的数字信号置入用户线上传输的模拟信号（改变模拟信号的某些参数）。数字信号本来无法通过电话用户线。但加上调制解调器后，数字信号就好像能够通过电话用户线了。课件制作人：谢希仁模拟的电话用户线不能长距离传输数字信号调制解调器调制解调器数字信号的消息置入在模拟信号中两端加上调制解调器后就能传输数字信号课件制作人：谢希仁模拟的和数字的数据、信号模拟数据模拟信号放大器调制器模拟数据数字信号PCM编码器数字数据模拟信号调制器数字数据数字信号数字发送器课件制作人：谢希仁2.

6、2.2有关信号的几个基本概念单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。双向交替通信（半双工通信）——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息。课件制作人：谢希仁基带(baseband)信号和带通(bandpass)信号基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对

7、基带信号进行调制(modulation)。带通信号(在计算机网络中常叫做宽带信号)——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。课件制作人：谢希仁3.2.3信道的最高码元传输速率任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，在信道的输出端的波形的失真就越严重。课件制作人：谢希仁数字信号通过实际的信道失真不严重失真严重实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输入信号波形输出信号波形(失真不严重)输入信号波

8、形实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输出信号波形(失真严重)课件制作人：谢希仁奈氏(Nyquist)准则每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。理想低通信