《计算机网络》课程教学资源（PPT课件）第二章 物理层

计算机网络（第6版）第2章物理层

计算机网络（第 6 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导引型传输媒体2.3.2非导引型传输媒体2

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 导引型传输媒体 2.3.2 非导引型传输媒体 2

(续）第2章物理层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 ADSL技术2.6.2光纤同轴混合网(HFC 网）2.6.3FTTx技术3

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 ADSL技术 2.6.2 光纤同轴混合网（HFC 网） 2.6.3 FTTx 技术 3

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

2.1 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。 4

2.2数据通信的基础知识2.2.1数据通信系统的模型数据通信系统输入模拟信号模拟信号显示数字比特流数字比特流汉字汉字w公用电话网.....o..调制解调器调制解调器PCPC源系统传输系统目的系统传输源点接收器发送器终点输入数据系统接收输入信息输出信息发送输出数据的信号的信号5

2.2 数据通信的基础知识 2.2.1 数据通信系统的模型 传输 输 系统 入 信 息 输 入 数 据 发送 的信号 接收 的信号 输 出 数 据 源点 发送器 接收器 终点 PC 调制解调器 公用电话网 调制解调器 输入 数字比特流 模拟信号 模拟信号 数字比特流 汉字 显示 汉字 数据通信系统 源系统 传输系统 目的系统 输 出 信 息 PC 5

几个术语数据（data)一运送消息的实体。信号(signal)一一数据的电气的或电磁的表现。“模拟的”（analogous)一一代表消息的参数的取值是连续的。数字的”（digital)一一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。6

几个术语 ◼ 数据(data)——运送消息的实体。 ◼ 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。 6

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通信的（半双工通信）■双向交替通信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）。通信的双向同时通信（全双工通信）福双方可以同时发送和接收信息

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。 7

基带（baseband)信号和带通(bandpass)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)带通信号一把基带信号经过载波调制后，把信号的频（即仅在一率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输段频率范围内能够通过信道）8

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）。 8

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。9

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。 9

对基带数字信号的几种调制方法00000基带信号调幅W调频Www调相10

对基带数字信号的几种调制方法 基带信号 0 1 0 0 1 1 1 0 0 调幅 调频 调相 10