《计算机通信网 》第2章 物理层63114

《《计算机通信网 》第2章 物理层63114》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2章物理层2.1物理层概述2.2数据通信基础2.3传输介质2.4典型的物理接口及协议2.5通信系统2010SPLENG2.1物理层概述Connection，连接短距离连接DirectconnectionbetweenStationsStation：主机或网络节点WiredorWireless（有线或无线）RS232C,Ethernet，红外，蓝牙，WLAN，WiMax长距离连接借助于传输系统(传输网)实现SDH/SONET、卫星网、微波接力等关注传输特性传输系统短距离长距离2010SPLENG2.1物理层概述信道编/解码介质驱动物理接口信道编/解码介质驱动SAPSAP传输载体0011100

2、01110向上提供无结构的比特流接口形状/尺寸/引脚等01信号的表示各引脚的功能各引脚工作规则和顺序传输介质通信系统信道还涉及双工、半双工传输速率模拟、数字传输同步异步传输★2010SPLENG2.1物理层概述服务向上层提供无结构的比特流（bits）功能激活介质、并在物理连接上传输bits协议确定bits的传输码型、传输速率、传输方式、与物理介质间的接口与传输载体紧密相关介质、通信系统★2010SPLENG2.2数据通信基础基本概念码元速率与传输速率最大传输速率通信方式同步、异步传输2010SPLENG信号的幅频特性任何持续时间有限或周期性信号s(t)都可分解成(无限个)正弦/余弦函数信号:

3、信号频谱S(f)(教材p73~74)s(t)S(f)t:时间；f:频率信道的幅频特性任何信道，对不同频率的信号有不同的衰减经信道传输后的信号信号经过信道传输后So(f)=Si(f)H(f)信号频谱在信道频谱范围内，才能通过信道，频谱外的信号被衰减BasicTheoryts(t)f离散频谱ts(t)S(f)S(f)连续频谱ff(Hz)H(f)03400Hzf0f(Hz)低通信道带通信道信道SiSo2010SPLENGBasicTheory数字信号Bit序列{0,1},电压波形序列{V0,V1}每个bit波形均持续时间Tbit速率r=1/T数字信号传输基带传输直接传输或经编码变换后传输频带传

4、输Bit信号经调制成特定频率信号传输使信号波形进入信道的频带范围ts(t)V0V1T00000111编码0:V01:V1…0101…V0V1T调制0:s0(f)1:s1(f)…0101…s1s1s0s0T2010SPLENGBasicTheory数字信号传输数字数据－－基带传输应用环境距离较短，介质质量较高－－以太网光纤关键技术编码与解码信号的变化频率和数据的传输速率基本相当尽量在有限的信号变化次数里编入（承载）更多的数据曼彻斯特编码、4B/5B、8B/6T……2010SPLENG典型的线路码型示例曼彻斯特编码每位中点时刻↑表示0，↓表示12010SPLENGBasicTheory模拟信号传

5、输数字数据－－频带传输（载波方式）应用环境电信号、较长距离、介质质量不好－－ADSL与原有模拟传输系统兼容－－CableModem无线通信关键技术调制与解调在频率较高的信号上调制传输速率较低的数据尽量在有限带宽的信号里调制上（承载）更多的数据幅移键控、频移键控、相移键控……2010SPLENG调制技术(教材图2.21)2010SPLENGBasicTheory数字信号传输通用模型：用N级信号来代表bit信号信号s0,s1,…,sN－1(N=2,4,…)1/T=信号变化速率，单位时间传送的符号数（码元数），称为波特率(baud)，或码元速率(教材p105)每个波特可以传输1，2，3，…个bit

6、Bit速率r=log2N*波特率例QPSK（N=4）编码调制000s0001s1…111s7…0101…TsisjskN=8每三个bit用一个信号代表比特速率增到3倍2010SPLENG数据传输率DataRate(bitrate)ChannelDataRate(信道数据传输率)EffectiveDataRate(有效数据传输率）1Kbps＝103bps，1Mbps=106bps,1Gbps=109bpsbps(bitspersecond)注意：传输速率与计算机存容量表示的细微差别教材p65~p66容量：1KB=210B,1MB=220B,1GB=230B(B=Byte)ChannelD

7、ataRateR=1/TbtimeNbitstotalTbtimeTimeused(T)EffectiveDataRateReff=N/T2010SPLENG最大数据传输速率(教材P75~76)无噪声有限带宽信道的最大传输速率由H.Nyquiest定理确定有噪声有限带宽信道的最大传输速率由Shannon定理确定2010SPLENG无噪带限信道的最大传输速率根据H.Nyquiest定理知：无噪带限信道的最大传输