计算机网络(谢希仁)_第2章

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1、计算机网络（第5版）谢希仁编著课件补充制作人方文郁课件制作人：谢希仁计算机网络（第5版）第2章物理层课件制作人：谢希仁第2章物理层教学内容2.1物理层的基本概念2.2数据通信的基础知识2.2.1数据通信系统的模型2.2.2有关信道的几个基本概念2.2.3信道的极限容量2.2.4信道的极限信息传输速率2.3物理层下面的传输媒体2.3.1导向传输媒体2.3.2非导向传输媒体课件制作人：谢希仁第2章物理层教学内容（续）2.4信道复用技术2.4.1频分复用、时分复用和统计时分复用2.4.2波分复用2.4.3码分复用2.5数字传输系统2.6宽带接入技术2.6.1xDSL技术

2、2.6.2光纤同轴混合网（HFC网）2.6.3FTTx技术2.1物理层的基本概念在物理信道上传输原始的数据比特（bit）流，提供为建立、维护和释放物理链路连接所需的各种传输介质、通信接口特性等。物理层直接与物理信道直接相连，起到数据链路层和传输媒体之间的逻辑接口作用。功能：提供建立、维护和释放物理连接的方法，实现在物理信道上进行比特流的传输。传送的基本单位：比特（bit）所以物理层上的协议有时也称为接口课件制作人：谢希仁2.1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：（1）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

3、定装置等等。（2）电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。（3）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。（4）过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。课件制作人：谢希仁2.2数据通信的基础知识2.2.1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机上面是两个PC机进行数据通信的模型源点（源站、信源）：源点设备把输入信息产生为要传输的数据（比特流）发送器：典型

4、发送器就是调制器，通过发送器的调制数据比特流才能在传输系统中传输传输系统：传输线或者计算机网络系统接收器：典型接收器就是解调器，把调制数据比特流进行解调为输出数据（比特流）终点（信宿、目的站）输出接收的数据信息课件制作人：谢希仁几个术语数据(data)——通信的目的是传送消息，如话音、文字图像等，数据就是运送消息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。如脉冲信号“模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的。“数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的。码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的波形表示离散的

5、数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。课件制作人：谢希仁2.2.2有关信道的几个基本概念（重点）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，如电视。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)，如对讲机。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，如打电话。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，

6、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。因此必须对基带信号进行调制(modulation)。带通信号——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：谢希仁几种最基本的调制方法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。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制(modulation)。最基本的二元制调制方法有以下几种：调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。调相(PM)

7、：载波的初始相位随基带数字信号而变化。课件制作人：谢希仁对基带数字信号的几种调制方法010011100基带信号调幅调频调相调幅中：有载波表示1；没有载波表示0调频中：载波频率高表示1；载波频率低表示0调相中：载波初相位为∏表示1；载波初相位为0表示0课件制作人：谢希仁正交振幅调制QAM(QuadratureAmplitudeModulation)r(r,)可供选择的相位有12种，而对于每一种相位有1或2种振幅可供选择。由于4bit编码共有16种不同的组合，因此这16个点中的每个点可对应于一种4bit的编码。若每一个码元可表示的比特数越多，则在接收