CH2-5ed物理层(修改)课件.ppt

计算机网络（第 5 版） 第 2 章 物理层 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 2.2.1 数据通信系统的模型 2.2.2 有关信道的几个基本概念 2.2.3 信道的极限容量 2.2.4 信道的极限信息传输速率 2.3 物理层下面的传输媒体 2.3.1 导向传输媒体 2.3.2 非导向传输媒体 第 2 章 物理层（续） 2.4 信道复用技术 2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用 2.4.2 波分复用 2.4.3 码分复用 2.5 数字传输系统 2.6 宽带接入技术 2.6.1 xDSL技术 2.6.2 光纤同轴混合网（HFC 网） 2.6.3 FTTx 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 1.简单通信系统 2.网络通信系统：不同的网络连接形式决定不同的类型 3.几个术语 数据(data)——是预先约定的、具有某种含义的任何一个数字或一个字母(符号)以及它们的组合。例如,约定用数字“06”表示确认信息（ACK）,数字“15”表示否认信息（NAK）。这里,数字“06”和“15”就是数据,是运送消息的实体。 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1.通信方式 2.基带(baseband)信号和带通(band pass)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。 对基带数字信号的几种调制方法 例：若一个通信网带宽为4MHZ ，传输信号为方波，当 基波频率为f0＝1 MHZ 时，试请问数据的传输速率 是多少呢？ 4.数据传输与处理 数据从源站到目的站的传输过程中，必须要考虑以下几个问题： 数据的特性； 用于传输数据的实际物理手段； 在传输过程中如何保证数据的正确性。 数据的特性： 包括两类： 模拟数据：音频、视频数据 数字数据：由0 、1 序列构成的数据 （2）、视频数据 PAL制 NTSC制 基本属性：空间分辨率：768×576 640×480 色彩分辨率：24bit 时间分辨率：25Fbps 30Fbps 数字数据编码 非归零编码（NRZ，Non-Return to Zero） 曼彻斯特编码（Manchester） 差分曼彻斯特编码（Differential Manchester） 编码规则 NRZ:使用两个不同的电平值来代表两个二进制数字，通常规定，用低电平表示逻辑“0”，用高电平表示逻辑“1”； Machester：每一比特的周期T分为前T/2和后T/2，前T/2传输该比特的反码，后T/2传输该比特的原码； Differ Machester：若码元为0，则其前半个码元的电平与前一个码元的后半个码元电平相同，若码元为1，则其前半个码元的电平与前一个码元的后半个码元电平相反，无论码元是0或1，在码元的中间时刻一定要有一次电平跳变。 三种编码波形 5. 传输方式： Analog Data Analog Signal Digital Data Digital Si