计算机网络-CH2-物理层(V08)课件.ppt

第2章物 理 层 本章主要内容 数据通信系统简介 传输媒体 多路复用 传输系统 宽带接入技术 物理层标准 本章基本要求 掌握数据通信中常用参数指标的意义、计算方法 （数据传输率、误码率、信道容量） 充分了解数据通信中的相关技术（通信码、基带传输及常用波形编码、多路复用技术等） 充分了解模拟传输和数字传输的相关内容（调制技术、PCM技术） 了解各种传输介质 了解RS－232物理层标准 数据通信系统简介 本节重点内容 重点： 数据通信系统模型、数据通信方式（单工、半双工、全双工等） 数据通信的理论基础 常用参数指标（波特率、比特率、误码率、信道容量） 基带传输和频带传输 、异步传输和同步传输 2.1 数据通信系统简介 2.1.1 通信系统模型 说明： 信源：信息源，有模拟信号、数字信号 信宿：信息的接收点 变换：调制解调、多路复用、数据编码 信道：信号的传输介质及有关的传输设备。 噪声：信道中的噪声及分散在通信系统其它各处的噪声的集中表现 数据通信系统的模型 数据通信系统举例 2.1.2 数据通信过程 一般分为五个阶段： 阶段一：数据通信线路的建立（建立物理连接） 阶段二：建立数据传输链路（建立逻辑连接） 阶段三：传送数据和控制信息 阶段四：结束数据链路的连接（断开逻辑连接） 阶段五：断开通信线路（断开物理连接） 说明： 并非所有通信过程都需要这五个阶段。如租用专用线的通信方式。 2.1.3 数据通信方式 1 按连接方式划分 (1) 点—点连接方式 (2) 多点连接方式 (3) 环形连接方式 2 按信息传送方向划分 (1) 单向通信（单工通信） 只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。 (2) 双向交替通信（半双工通信） 信息可以双向传输，但在某一时刻只能单向传输 (3) 双向同时通信（全双工通信） 通信的双方可以同时发送和接收信息。 3 按交换方式划分 　 主要的交换方式分为： 电路交换 报文交换 存储转发方式 分组交换（包交换） 存储转发方式 2.1.4 数据通信的理论基础 傅立叶分析 任何一个周期为T的有理周期性函数 g(t) 可分解为若干项（可能无限多项）正弦与余弦函数之和： g(t) = c + + 其中：f = 1/T 基本频率 an, bn n次谐波项的正弦和余弦振幅值 an = bn = c = 是直流分量 讨论： * 一个周期信号可以分解成无穷多个不同频率的正、余弦分量 *反过来，当一个二进制序列脉冲通过信道传输，如果信道的带宽足够宽，则大量的频率成分能够通过，接收端的信号失真就小。如图所示： 2.1.5 常用参数指标 1. 数据传输率 波特率：每秒钟信号电平变化的次数，也称调制速率。 单位为波特（Baud） 比特率：每秒钟传送的二进制位数。单位为比特/秒 记为：bit/s或bps 波特率和比特率的关系： Rb=RBlog2L 其中：Rb—比特率； RB—波特率； L：多进制电平数，一般为L=2N 例如：一个传输系统采用四进制码元表示信号， 即有四个电平，L=4，则 Rb=2×RB。若波特率 为1200波特，则比特率为2400bps。 2. 误码率 二进制码元在传输系统中被传错的概率。 设：传输的二进制码元总数为N，传错的码元数为Ne， 则误码率为： Pe=Ne/N 误码率是衡量系统可靠性的指标。 3. 带宽（传统意义上的） 带宽：信道所能传输信号的频率范围。 带宽由传输介质的电气特性及信道上传输设备与电路 的频率特性综合决定。 4. 信道容量 信道容量：信道所能达到的最大传输能力。 单位：bit/s。 (1) 对无噪声有限带宽信道 奈奎斯特（H. Nyquist）公式： C = 2H log2 L (bps) 式中 H：信道