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第二章 物理层 第一节 数据通讯基础 一. 信息量H 针对离散信息源 定义:对于一个以概率P1,P2,...Pn发出信号A1,A2,...An的信息源, 其信息量 二． 通信模型 信道（消息、信号）通常可分为： 连续的（模拟的） 带宽（半半功率点间频宽） 离散的（数字的） 容量（Capability） （单位时间内信道能传送的最大信息量，从物理上看，信道的容量可以视为最大传输速率。）。 三．奈奎斯特定理 奈奎斯特证明（采样定理）： 模拟信号经F频率采样成为离散信号，要无失真恢复，要求： F≥2f （２．１） 其中，f是模拟信号的最高频率。 耐奎斯特定理解决了数字通道传送模拟信号的最高频率问题。 例如话音的频谱为100～3000Hz，数字话音的采样频率应大于2×3000Hz取为8000Hz，即每秒采样8000点。并采用8位A/D转换。所以一路数字话音，需要8×8000=64000（bps）的容量的数字通道来传输。。 四．香农（ Shannon）定理 与耐奎斯特定相相反，香农定理解决了用模拟通道来传输数字信号的最大传输率问题。香农定理：带宽为H，信噪比为S/N的模拟信道，通过MODEM所能传送的数字信号的最大数据传输率为： R=Hlog2(1+S/N) 例题：求信噪比为1000，带宽为3000Hz的模拟信道采用56kbps MODEM，求所能传送的数字信号的最大的数据传输率。 解：R=Hlog2(1+S/N)=3000 x log2(1+1000)=30kbps 信道噪声比常用分贝为计量单位，分贝数= 10log10s/n 例如 30db对应于1000：1的信噪比. 。 第二节 传输介质 曼彻斯特编码：每位中点时刻 ↑表示0，↓表示1。η=1/2 差发分曼彻斯特编码：每位前沿时刻电平跳变表示0，不变表示1。 1相邻，则前一个1的中点时刻电平跳变。 η=1 一、同轴电缆 用来传送数字信号的电缆称为基带电缆，分为两种： 粗缆：标准为10BASE -5，无中继传输距离500米，容量为10Mbps。 细缆：标准为10BASE-2，无中继传输距离186米，容量为10Mbps。 同轴电缆的特征阻抗为50Ω，电缆要接端接器即50Ω电阻以保证匹配。传输的数字信号采用曼彻斯特编码。 早期的以太网普遍采用同轴电缆，这是典型的总线结构，但是它们存在着一系列的缺点： 只支持10Mbps的容量，不能传送100Mbps的信号;并且不可靠，一旦电缆损坏会造成整段网络不匹配而瘫痪，所以同轴电缆现在已被淘汰。 用来传送模拟信号的电缆称为宽带电缆：用于令牌总线网 传送1M 5M 10Mbps信号，距离1800m，特征阻抗75欧姆 二、双绞线 100欧姆双绞线按其性能（单位长度的带宽）分为： 3类：规定为16MHz 4类：规定为20MHz 5类/5E类：规定为100MHz 6类：规定为250MHz 7类：规定为600MHz 10Mbps/100Mbps/1000Mbps以太网的双绞线标准如下： 10BASE-T：采用三类非屏蔽双绞线UTP容量10Mbps衰减限制距离100米，采用曼彻斯特编码。 100BASE-T：采用五类非屏蔽双绞线UTP容量100Mbps衰减限制距离100米，采用4B/5B编码。 1000BASE-ab：采用五类非屏蔽双绞线四对，容量1000Mbps衰减限制距离25米。采用8B/10B编码。 采用六类双绞线的以太网标准，即将制定出来。距离将达到100米。 三、光纤 光纤优点：传输频带非常宽（或传输的数据率非常高）；· 传输损耗小，中继距离长； 抗雷电和电磁干扰性能好； 无串音干扰，必威体育官网网址性好；· 体积小，重量轻。 以太网光纤标准如下： 10BASE-T，容量10Mbps，CSMA/CD限制（下详）距离5000米，采用曼彻斯特编码。 100BASE-FX，容量100Mbps， CSMA/CD限制距离500米，采用4Ｂ/5Ｂ编码。 1000BASE-SX（LX），衰减限制距离220~550米（ 550米），容量1000Mbps， 采用全双工，CSMA/CD限制不复存在。采用8B/10B编码。 标准功率光端机光纤的衰减限制距离： 10Mbps~100Mbps多模2公里，单模20公里；1000Mbps单模5公里，大功率光端机可达100公里。 四、 无线传输介质 1. 无线频率采用扩频方式通信 有902MHz、928MHz和2.4GHz三个频段。容量2～6Mbps，通信距离可达几十到几百公里。