第3章：物理层课件.ppt

第3章 物理层 ? 【学习目标】 物理层的主要功能是实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务，通过本章的学习，我们将掌握数据通信的基本概念和数据编码技术、主要传输介质、理解数据传输技术、多路复用技术，物理层的基本概念和典型的物理层协议。 ? 【学习要点】 掌握：物理层与物理层协议的基本概念 了解：数据通信的基本概念 了解：传输介质类型及主要特性 了解：无线与卫星通信技术的基本概念 掌握：数据编码的类型和基本方法 掌握：基带传输的基本概念 掌握：频带传输的基本概念 掌握：多路复用的分类与特点 掌握：同步数字体系SDH的基本概念 3.1 物理层与物理层协议的基本概念 3.1.1 物理层的基本概念 通信子网分为点-点通信线路通信子网与广播信道通信子网; 广域网主要采用点到点通信线路，局域网与城域网一般采用广播信道; 由于技术上存在较大的差异，因此在物理层和数据链路层协议上出现了两个分支，一类是基于点-点通信线路，另一类是基于广播信道。 3.1.2 物理层基本服务功能 物理层设计时主要考虑的是如何在连接开放系统的传输介质上传输各种数据的比特流； 计算机网络可以利用的物理传输介质与传输设备存在着很大的差异，设计物理层的主要目的是向数据链路层屏蔽通信技术的差异性； 数据链路实体通过与物理层的接口，将数据传送给物理层，通过物理层按比特流的顺序，将信号传输到另一个数据链路实体。 3.1.3 物理层向数据链路层提供的服务 物理连接的建立、维护与释放 ； 物理连接分为点-点连接与多点连接 ； 数据传输分为全双工、半双工与单工方式 ； 数据传输分为串行传输方式与并行传输方式 ； 串行传输方式的物理数据服务单元是位； 并行传输方式的物理数据服务单元是N位，N为并行连接的物理通道数。 国家广播电影电视总局2004年11月宣布到2015年将停止模拟电视播出，实现数字广播电视有线、卫星和无线的全国覆盖。那么究竟什么是模拟电视，什么是数字电视？它们有什么区别？ 数据通信系统的模型 3.2.1 信息、数据与信号 1. 信息的基本概念 通信的目的是交换信息， 信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合； 为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的数据来表示； 为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示； 数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的过程。 信息编码标准 ASCII 码被国际标准化组织ISO接受，成为国际标准ISO 646，又称为国际5号码; 它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码标准; ASCII码采用7位二进制比特编码，可以表示128个字符; 字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。 多媒体网络应用 利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输是通信技术研究的重要内容之一； 与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信息传输要求数据通信系统具有高速率与低延时的特性； 多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提出更高的要求。 2. 信号的概念 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式； 模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变化的； 数字信号（digital signal）是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压脉冲信号表示； 按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。 模拟通信系统 数字通信系统 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。 解释一下关于调制的概念 上面提到的关于调制的概念是很不严格的，容易引起误解。 严格地讲，调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程。调制的作用是把消息置入消息载体，便于传输或处理。 在通信系统中为了适应不同的信道情况,常常要在发送端对原始信号进行调制,得到便于信道传输的信号。 解调是在接收端完成调制的逆过程，还原出原始信号。 调制解调器的作用 调制解调器的作用并非简单地把数字信号转换成为模拟信号。否则就使用“模/数转换器”了。 当 PC 机通过调制解调器连接到电话用户线上时，调制解调器把 PC 机输出的数字信号，转换成适合在电话用户线上传输的模拟信号。而 PC 机的数字信号置入用户线上传输的模拟信号（改变模拟信号