CH2-5ed 物理层1.pot.pdf

计算机网络 第2章 物理层 第2章 物理层 主要内容: 物理层的基本概念 数据通信的基础知识 物理层下面的传输媒体 信道复用技术 数字传输系统 宽带接入技术 2.1 物理层的基本概念 物理层是OSI的最低层，它建立在物理传输媒 体的基础上，作为系统和传输媒体的接口，用 来实现数据链路实体间透明的比特流传输。 数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment) 指网络中用于处理用户数据的设备，是计算机网 络中的数据源和信源。 数据电路端接设备DCE(Data Circuit Terminating Equipment) 介于DTE与传输介质之间的设备，它用于将DTE发 出的数字信号变为适合于在传输介质上传输的信号形 式，并将它送到传输介质上。 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 数据通信基础 2.2.1 理论基础 通过某种物理特性（比如电压或电流）的变 化，就可以在线路上传输信息。如果用一个 以时间t为自变量的单值函数f(t)来表示电压 或电流的值，我们就可以对信号的行为进行 建模，并且用数学的手段对信号进行分析。 傅立叶分析（Fourier Analysis ） Fourier Series – 任何一个正常的周期为T 的函数g(t)，都可以展开成多个(可能 无限个)正弦和余弦函数的和。 Fourier Analysis The coefficients a and b are determined n n for each component - they represent the amplitude of the individual waves. then solve: 2.2.2 有限带宽的信号 Bandwidth 通常在从0到某一个频率fc这段范围内，振幅在传输 过程中不会衰减，频率用Hertz (Hz)度量。传输过 程中不会明显减弱的这一段频率范围称为带宽 bandwidth 。通常引用的带宽是指从0到某一个能保 留一半能量的频率处。 信号半功率带宽，频率区间上的频率分量对f(t) 功率的贡献为整个信号功率的一半。 系统带宽，系统的频率响应(幅度响应)曲线的幅 度保持在其频带中心处取值的 倍以内的频率区 1 / 2 间 有限带宽的信号 (a) 一个二进制信号和它的平方根傅立叶振幅 (b) – (e) 几个连续的信号,接近于原始的信号 有限带宽的信号 比特率和波特率 对指定的最高频率,传输带宽是有限的。 1.比特率:数据传输速率.bps 2.波特率：每秒采样的次数，即信号变化的次数。 2.2.3 数据通信的概念 数据与信号 1 数据涉及的是事物表现形式. 2 数据有模拟数据和数字数据两种形式. 3 信号是数据的表示形式,数据的电磁或电子编码, 它使数据能以适当的形式在介质上传输. 4 信号有模拟信号和数字信号两种基本形式. 5 传输信号的