计算机网络与通信 第2版 申普兵 第3章 物理层

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1、计算机网络与通信2第三章　物理层数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术重点：数据通信交换技术及差错控制技术数据通信的基本概念数据通信系统的基本组成信息源和输入转换器输出转换器和受信者发送设备接收设备信道噪声数据通信系统的基本组成数据链路数据输入输出设备传输控制器数据终端设备（DTE）通信控制器主机中央计算机系统（DTE）数据电路终接设备（DCE）接口数据电路终接设备（DCE）传输信道接口数据电路5数字通信系统的质量指标一、有效性指标是衡量系统传输能力的主要指标。1、码元速率：每秒钟传输信号码元的数目

2、，单位：波特（B），用符号RB表示。码元速率也称为调制速率。2、信息速率：每秒钟传输的信息量，单位：比特/秒（bit/s），用符号Rb表示。Rb=RB×I=RBlog2N（bit/s）63、功率利用率：在保证系统传输质量的条件下，系统所需要的最低归一化信噪比。归一化信噪比是指每比特信号的能量Eb和噪声单边功率谱密度N0的比值。4、频带利用率：是系统单位频带内所实现的信息传输速率。n=Rb/B＝RB(log2N)/B(bit/s/HZ)数字通信系统的质量指标7二、可靠性指标主要用差错率来表示。1、误码率：在系统传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例称误码

3、率。2、误比特率：在系统传输中发生差错的比特数占传输总比特数的比例称误比特率。数字通信系统的质量指标8第三章　物理层数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术9物理层概述物理层的功能和作用物理层的主要功能就是为数据链路层的实体在具体的物理媒体上提供发送或接收比特流的能力。物理层的主要作用在于屏蔽物理设备和传输媒体特性的差异，使数据链路层不必去考虑物理设备和传输媒体的具体特性，而只要考虑完成本层的协议和服务。10物理层的特性物理层的协议与具体的物理设备，传输媒体及通信手段有关。因此，物理层协议只能将物理层

4、实现的主要功能描述为与传输媒体接口有关的四个特性：即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。物理层就是通过这四个特性的作用，在DTE和DCE之间，实现了物理通路的连接。物理层简介11物理层接口特性物理层接口特性规定了DTE与DCE之间标准接口的机械特性，电气特性，功能特性和规程特性。DTE（DataTerminalEquipment）数据终端设备，它是一种具有一定的数据处理能力及转发数据的设备。DCE（DataCircuit-TerminatingEquipment）数据电路终接设备。它在DTE和传输线路之间提供信号调换和保持和释放数据链路的连接。12物理

5、层接口特性机械特性机械特性是对连接器（包括插头和插座的形状和尺寸，插针或插孔的数目及其排列，固定或锁定装置等）做出详细规定的特性。电气特性电气特性规定了DTE/DCE之间多条信号线的电气连接及有关电路特性，通常包括：发送器和接收器的电路特性，负载要求，传输速率和连接距离等。13物理层接口特性功能特性功能特性主要是对各接口信号线做出确切的功能定义并确定相互间的操作关系。规程特性规程特性规定了DTE/DCE接口各信号线之间的相互关系，动作顺序以及维护测试操作等内容。14常用的物理层标准EIARS-232-CEIARS-232-C是美国电子工业协会于1969年颁

6、布的，目前广泛应用于主机与终端间的近程连接之中。EIARS-232-C的机械特性建议使用25芯的连接器，并规定了连接器的尺寸及芯针排列。EIARS-232-C的电气特性规定采用单端发送单端接收，双极性电源供电电路。15常用的物理层标准EIARS-232-C的功能特性将25芯连接器中的20条信号线分为四类：数据线（4条），控制线（11条），定时线（3条）和信号地线（2条），余下5条未定义。EIARS-232-C的规程特性描述了在不同的条件下，各条信号线呈现“接通”或“断开”状态的顺序和关系。EIA-232接口标准有两个较大的弱点，即：数据的传输速率最高为20

7、kbit/s；连接电缆的最大长度不超过15m。DTEDCEDTEDTE12345876201234587620（a）远程连接234587620234587620（b）近程连接EIARS-232-C接口的物理特性两个DTE通过DCE进行通信的例子EIA规定了插头装在DTE上，插座装在DCE上。DTE-ADTE-B网络调制解调器DCE-A调制解调器DCE-BEIA-232/V.24接口EIA-232/V.24接口信号线与控制线信号线与控制线通信环境用户环境用户环境通信设施用户设施用户设施18第三章　物理层数据通信基础物理层概述传输介质与信道容量数据通信传输方式

8、信道复用技术数据通信交换技术差错控制技术19有线传输介质1、双绞线