计算机网络-物理层-韩立刚老师.ppt

第2章 物理层 物理层涉及到的内容 网站 计算机A RouterA RouterD RouterE RouterC RouterB 网页 网页 1 2 3 CSMA/CD协议 物理层 数据链路层 网络层 传输层 应用层 层示表 会话层 物理层涉及到的知识点 数字信号 双绞线 同轴电缆 光纤 时分多路 波分复用 编码方式 模拟信号 频分多路复用 码分复用技术 全双工 半双工 单工通信 本章内容 2.1物理层的基本概念 2.2数据通信基础 2.3信道和调制 2.4传输技术 2.5信道复用技术 2.6宽带接入技术 2.1物理层的基本概念 物理层定义了与传输媒体的接口有关的一些特性。 机械特性 电气特性 功能特性 过程特性 2.2数据通信基础 数据通信模型 数据通信一些常用术语 模拟信号和数字信号 模拟信号转换成数字信号 2.2.1数据通信模型 数字比特流 数字比特流 计算机A 计算机B 集线器或交换机 数字比特流 计算机A 调制解调器 模拟信号 网线 电话线 数字比特流 网线 调制解调器 计算机B 网线 网线 频分复用 数字比特流 计算机A 光电转换器 光信号 网线 光纤线 数字比特流 网线 计算机B 波分复用 光电转换器 局域网通信模型 广域网通信模型 广域网通信模型 2.2.2数据通信一些常用术语 信息（message）：通信的目的是传送信息，如文字、图像、视频和音频等都是消息。 数据（date）：信息在传输之前需要进行编码，编码后的信息就变成数据。 信号（signal）：数据在通信线路上传递需要变成电信号或光信号。 2.2.3模拟信号和数字信号 模拟信号或连续信号 数字信号或离散信号 数字信号和模拟信号优缺点 模拟信号在传输过程中如果出现信号干扰发生波形发生变形，很难纠正 数字信号波形失真可以修复 2.3.4模拟信号转换成数字信号 2.3.4模拟信号转换成数字信号 采样频率和采样精度决定音乐的品质 2.3信道和调制 信道 单工和半双工以及全双工通信 调制 信道极限容量 2.3.1信道 信道（Channel）是信息传输的通道，即信息进行传输时所经过的一条通路，信道的一端是发送端，另一端是接收端。一条传输介质上可以有多条信道（多路复用）。 2.3.2单工和半双工以及全双工通信 单向通信 又称为单工通信，即信号只能向一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传送方向。无线电广播或有线电视广播就是单工通信，信号只能是广播电台发送，收音机接收。 双向交替通信 又称半双工通信，信号可以双向传送，但是必须是交替进行，一个时间只能向一个方向传。有些对讲机就是用半双工通信，A端说话B端接听，B端说话A端接听，不能同时说和听。 双向同时通信 又称全双工通信，即信号可以同时双向传送。比如我们手机打电话，听和说可以同时进行。 2.3.3调制 来自信源的信号通常称为基带信号（即基本频带信号）。 调制可以分为两大类。 一类仅仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应。变化后的信号仍然是基带信号，这类调制称为基带调制。由于这种基带调制十八数字信号转换成另一种形式的数字信号，因此大家更愿意把这种过程称为编码（coding） 另一类则需要使用载波（carrier）进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输，经过载波调制后的信号称为带通信号（即仅在一段频率范围内能够通过信道），而使用载波的调制称为带通调制。 2.3.3调制 0 1 0 0 1 1 1 0 0 基带信号 基带调制 （编码） 带通调制 调制 调幅 调频 调相 不归零制 归零制 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 模 拟 信 号 数 字 信 号 2.3.3调制 常用编码方式 0 1 0 0 1 1 1 0 0 基带信号 基带调制 （编码） 带通调制 调制 调幅 调频 调相 不归零制 归零制 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 模 拟 信 号 数 字 信 号 2.3.3调制 常用带通调制方法 0 1 0 0 1 1 1 0 0 基带信号 基带调制 （编码） 带通调制 调制 调幅 调频 调相 不归零制 归零制 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 模 拟 信 号 数 字 信 号 2.3.4信道极限容量 有失真但可识别 失真太大无法识别 2.3.4信道极限容量 信道带宽 信道带宽=能够通过的最高频率-最低频率 2.3.4信道极限容量 模拟信号谐波成数字信号 2.3.4信道极限容量 数字信号高频带宽不能通过 奈氏准则（数字信号） 在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。 如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以使用更高速率传递码元而不出现码间串扰。 理想低通信道的最高码元传