计算机网络-03-物理层数据通信技术基础.ppt

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1、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宽度接入技术3.7数据链路层概述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

2、，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功能的各种可能事件的出现顺序。3.2数据通信的基础知识几个术语数据(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号的过程。解调——把模拟信号转换为数字信号的过程。数据、信息和信号1.数据数据是对客观事实进行描述与

3、记载的物理符号。它是信息的载体，可以是数字、文字、语言、图形和图像等。2.信息信息是数据的集合、含义与解释。数据与信息的比较：数据相对具体，信息相对抽象概括；两者相对存在，有时可以将二者等同起来。3.信号信号是数据的物理表示形式，即数据的电气的或电磁的表现。在数据通信系统中，传输媒体以适当形式传输的数据都是信号。无论是数据还是信号，都可以分为模拟的与数字两种。模拟信号是随时间连续变化的信号；数字信号是离散信号。如图2.1所示。数据、信息和信号3.2.1通信系统模型P35通信：是把信息从一个地方传送到另一个地方的过程。用来实现通信过程的系统称为通信系统。通信系统的基本要素：信

4、源、传输媒体和信宿。数据通信系统的模型源系统目标系统传输系统源点发送器传输系统接收器终点输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据输出信息源点是产生和发送信息的一端，终点是接受信息的一端。发送器源点发出的信息要经过发送器编码后才可以在传输信道中传输。接收器接收传输系统传送过来的信号，并把它转化为能够被目的设备处理的信息。在实际的通信系统中有各种具体的名称，如源点发出的是数字信号而要以模拟信号传输，则用调制解调器；源点发出的是模拟信号而要以数字信号传输，则用编码解码器。噪声是通信系统中存在的并叠加在有用信号之上的无用成分，它对系统中的信号传输与处理起扰乱作用，又不能完全控制

5、。噪声可以从系统的各部分侵入，按其来源可分为通信系统外部噪声和系统内部噪声。无论是模拟信号还是数字信号，在传输过程中都要变成适合信道传输的信号形式，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。模拟数据与数字数据一般说来，模拟数据和数字数据都可以转换成模拟信号或数字信号，因此有以下四种情况：（1）模拟数据、模拟信号：最早的电话系统即如此；（2）模拟数据、数字信号：将模拟数据转换成数字形式后，就可以利用先进的数字传输和交换设备；（3）数字数据、模拟信号：有些传输媒体只适合传输模拟信号，因此必须把数字数据经调制变换为模拟信号才能传输，这个过程叫做调制（传输后再把模

6、拟信号转换为数字信号进入接收端的计算机的过程，叫做解调）；（4）数字数据、数字信号：把数字数据编码成数字信号的设备比从数字到模拟的调制设备更简单、更廉价。*3.2.2有关信道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。基带(baseband)信号和宽带(broadband)信号基带信号就是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。宽带信号则是将基带信号进

7、行调制后形成的频分复用模拟信号。并行传输和串行传输(1)并行数据传输：是在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输。也就是说同时传送一个编了码的字符。如ASCII码是用八位表示一个字符，所以传输ASCII码的并行传输过程如下：发送端接收端12345678110000101234567811000010并行数据传输过程(2)串行数据传输：串行数据传输是在传输中只有一个数据位在设备之间进行的传输。对任何一个由若干位二进制数表示的字符，串行传输都是用一个传输信道，按位有序地对字符进行传输。传输ASCII码的串行传输过程