计算机网络 教学课件 作者 许勇 方厚加ch02.ppt

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1、计算机网络第2章数据通信基础第2章数据通信基础2.1数据通信的基础理论2.2物理传输媒体2.3传输技术2.4物理层设备2.5物理层接口标准举例2.1数据通信的基础理论2.1.1通信系统模型2.1.2带宽与傅里叶分析2.1.3信道容量2.1.1通信系统模型广泛的通信系统由数据终端设备和数据传输系统组成通信方式单工（simplex）通信：一端只发送，而另一端只接收双工（duplex）通信半双工（halfduplex）：双方都可以发送信息，但是不能同时发送和接收全双工（fullduplex）：通信的双方可以同时发送和

2、接收信息数据模拟数据：模拟信号是随时间连续变化的信号，信号的取值是连续的。数字数据：数字信号的取值都是离散的。模拟信号数字信号信道信道一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体。因此，一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。在模拟信道中传输的是模拟信号，在数字信道中传输的是数字信号。调制解调器用于对信号进行转换调制：将数字信号变成模拟信号解调：将模拟信号反变换为数字信号2.1.2带宽与傅里叶分析信道带宽模拟信道：信道带宽，其中是信道能通过的最低频率，而是信道能通过的最高频率。数字信道：只能传输取离散值的数字

3、信号，数字信道的带宽决定了信道中不失真传输脉冲序列时的最高速率。数据传输速率是指通信系统单位时间内传输的二进制代码的位（比特）数。傅里叶级数其中f＝1/T，是基波频率；，分别是n次谐波的正弦和余弦振幅值。谐波次数越高，则其频率也越高。根据傅里叶积分，任何一个可用周期函数表示的信号都可以分解为许多不同频率正弦信号的叠加。换句话说，不论模拟信号或数字信号，只要它是非正弦信号，其主要成分都要占据一定的频率范围，将信号所占据的频率范围叫做信号的带宽。2.1.3信道容量信道容量是指信道能够传送的最大的数据率，它与采用的传

4、输介质、信号的调制解调方法、交换器的性能等密切相关，是描述信道的主要指标之一。奈式准则：理想低通信道的最高码元传输速率C＝2WBaud。其中，W是理想低通信道的带宽，单位为赫（Hz），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。Baud是波特，是码元传输速率的单位，1波特为每秒传送1个码元。转化为以比特为单位，奈式准则公式为信道的极限信息传输速率C可表达为其中，W为信道的带宽（以Hz为单位）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。2.2物理传输媒体2.2.1双绞线2.2.2同轴电

5、缆2.2.3光纤2.2.4无线传输媒体2.2.5卫星通信2.2.1双绞线双绞线由两根相互绝缘的导线绞合成匀称的螺纹状，作为一条通信线路。将两条、四条或更多这样的双绞线捆在一起，外面包上护套，就构成双绞线电缆。双绞线按其是否有屏蔽，可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线。屏蔽双绞线最外层再包上一层具有保护性的聚乙烯塑料特点：误码率低，约为10-6～10-8，价格较贵无屏蔽双绞线抗干扰能力较差，误码率高达10-5～10-6价格便宜，安装方便广泛用于电话系统和局域网中。电气工业协会/电信工业协会（EIA/TIA）将双绞线定义

6、为七种型号。局域网中常用第5类和第6类无屏蔽双绞线。第5类双绞线传输速率可达100Mb/s，常用于局域网100Base-T的数据传输或用作话音传输等。第6类双绞线比第5类双绞线具有更好的传输特性，传输速率可达1000Mb/s，可用于100Base-T、1000Base-T等局域网中。2.2.2同轴电缆组成：由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层所组成。特点：具有很好的抗干扰特性，被广泛用于较高速率的数据传输中。分类：通常按特性阻抗数值的不同，将其分为基带同轴电缆（50同轴电缆）和宽带

7、同轴电缆（75同轴电缆）。基带同轴电缆特性阻抗为50仅用于传输数字信号使用曼彻斯特编码方式和基带传输方式安装简单而且价格便宜传输距离不能很长，一般在1km以内典型的数据速率可达10Mb/s宽带同轴电缆特性阻抗为75带宽可达300～500MHz用于传输模拟信号在有线电视中广为采用传输距离可达100km2.2.3光纤光纤通常由极透明的石英玻璃拉成细丝作为纤芯，外面分别有包层、吸收外壳和防护层等构成。包层较纤芯有较低的折射率。当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角。如果入射角足够大，就

8、会出现全反射即光线碰到包层时就会折射回纤芯。这个过程不断重复，光也就沿着光纤向前传输。根据使用的光源和传输模式，光纤可分为多模光纤和单模光纤。多模光纤：采用发光二极管产生可见光作为光源，定向性较差。传输距离一般在2km以内单模光纤：采用注入式激光二极管作为光源，激光的定向性强。传输距离长。光纤的优点体积小，重量轻传输频带非常宽，通信容量大传输损耗小不受雷电和电磁干扰无串音干扰，保密性好