浙江科技大学：《计算机网络》课程教学资源（PPT课件）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 为什么要物理层？？屏蔽异构，统一服务 物理层主要任务是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 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 机 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 机

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

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

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)。 ◼ 调制：基带调制（仅仅改变波形）和带通调制。 ◼ 带通调制——利用载波，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），把基带信号经过载波调制后的信号叫带通 信号

带通调制的几种最基本方法 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 基带信号 0 1 0 0 1 1 1 0 0 调幅 调频 调相

正交振幅调制 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) r  (r, ) 可供选择的相位有 12 种， 而对于每一种相位有 1 或 2 种振幅可供选择。 由于4 bit 编码共有16 种不同的 点可对应于一组合，因此这 16 个点中的每个种 4 bit 的编码。 若每一个码元可表示的比特数越多，则在接收端进行 解调时要正确识别每一种状态就越困难。 举例