计算机网络_第二章__物理层.ppt资料课件.ppt

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1、计算机网络第2章物理层2.1物理层的基本概念2.2数据通信的基础知识2.3物理层下面的传输媒体2.4信道复用技术2.5数字传输系统2.6宽带接入技术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：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。过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。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

2、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:信源目的系统：信宿传输系统：信道输出信息PC机几个术语数据(data)——运送消息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。“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）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。2.2.2有关信号的几个基本概念单向通信（单

3、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，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

4、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）。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)：载波的初始相位随基带数字信号而变化。基本原理用数字信号对载波的不同参量进行调制。载波S(t)=Acos(t+)S(t)的

5、参量包括：幅度A、频率、相位调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化振幅键控（ASK）um·cos（ω1t+φ0）数字1u（t）=0数字0振幅键控ASK信号实现容易，技术简单，但抗干扰能力较差。移频键控（FSK）um·sin（ω1t+φ0）数字1u（t）=um·sin（ω2t+φ0）数字0移频键控FSK信号实现容易，技术简单，抗干扰能力较强，是目前最常用的调制方法之一。移相键控（PSK）绝对调相um·sin（ωt+0）数字1u（t）=um·sin（ωt+π）数字0移相键控可以分为：绝对调相相对调相二相调相多相调相对基带数字信号的几种

6、调制方法010011100基带信号调幅调频调相正交振幅调制QAM(QuadratureAmplitudeModulation)r(r,)采用30度相位偏移，在相位差45,135,225,315允许有2个幅度值，其余相位处只有1个幅度值。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，则在接收端进行解调时要正确识别每一种状态就越困难。举例传输技术（补充）模拟传输数字传输模拟传输模拟传输是一种不考虑其内容的模拟信号传输方式。在传输过程中，信号由于噪音的干扰和能量的损失会发

7、生畸变和衰减。在模拟信号中，每隔一定的距离就要通过放大器来放大信号的强度，但在放大信号强度的同时也放大了由噪音引起的信号失真。数字传输数字传输关心的是信号的内容。不论传输的是数字信号还或模拟信号，只要它代表了0和1变化模式的数据，就可以采用数字传输。在数字传输中，每隔一定的距离不是采用放大器来放大衰减和失真的信号，而是采用转发器来代替。在长距离传输中，数字传输技术已逐步取代早先的模拟传输技术。但在诸如局域网这种近距离的通信中，模拟传输技术仍由一席之地。话音模拟传输模拟数字模拟模拟CODEC数字数字数字编码数字模拟数据，模拟信号数字数据，模拟信号

8、数字数据，数字信号模拟数据，数字信号10101010模拟信号的脉码调制发送端，将模拟信号变换为数字信号的装置称为编码器接收端，将接收到的数字信号复原成