[高等教育]第二章 物理层.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 负责实际或原始的数据“位（Bit）” 传送，通过传输介质将比特流由一个节点传向另一个节点 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、电气特性、功能特性、规程特性 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。 规程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 ①机械特性 规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。 ②电气特性 规定了在物理连接上导线的电气连接及有关的电路的特性，一般包括：接收器和发送器电路特性的说明、表示信号状态的电压/电流电平的识别、最大传输速率的说明、以及与互连电缆相关的规则等。 　物理层的电气特性还规定了DTE-DCE接口线的信号电平、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电器参数。 ③功能特性 规定了接口信号的来源、作用以及其它信号之间的关系。 ④过程特性 　规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤，这些控制步骤的应用使得比特流传输得以完成。　 2.2 数据通信的基础知识2.2.1 数据通信系统的模型 几个术语 数据(data)——运送消息的实体。是把事件的某些属性规范化后的表现形式;最原始，计算机能表示的。各种需要传输和处理的信息（文字，图像、声音、动作等）。 信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。 “模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的。 “数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的。 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。 §模拟信号和数字信号 ?模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变化的； 时间上连续，包含无穷多个值 ?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,时间上离散，仅包含有限数目的预定值 2.2.2 有关信号的几个基本概念 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。 双向交替通信（半双工通信）——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。 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。 数据通信的主要技术指标 信道带宽 信道容量 传输速率 码元速率（ＲＢ） 数据速率（Ｒb） Ｒb＝ＲＢlog２Ｍ 误码率 1、传输速率 码元：承载信息量的基本信号单位。一码元就是一个单位电脉冲。?????一码元所承载的信息量，由脉冲信号所能表示的数据有效离散值的个数决定的。????????例：一个码元（脉冲）仅可取0和1两个有效值时，则该码元只能携带一位（bit）二进制信息，-----1 位信息量?????一个码元（脉冲）可取00、01、10、11四个有效值时，则该码元能携带二位（bit）二进制信息。-----2位信息量?????一个码元（脉冲）可取000、001、010.、011、100、101、110、111八个有效值时，则该码元能携带三位（bit）二进制信息。-----3位信息量 ??结论： 一个码元（脉冲）可取M个有效值时，则该码元能携带 log２ M（bit）二进制信息 码元和比特的关系 码元传输速率 　　码元传输速率，又称为码元速率或传码率。其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为“波特”,常用符号“Baud”表示，简写为“B”。 数据传输速率（比特(bit)率）????????每秒能传输构成代码的位(bit)数。 单位为比特/秒（bit/s）、位/秒。简记为b/s或bps； 调制速率： 线路上单位时间内传送的波形（码元）个