电子工业出版社：《计算机网络》课程教学资源（第五版，PPT课件讲稿）第二章 物理层

第2章物理层 21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 222有关信道的几个基本概念 22.3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 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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 24.1频分复用、时分复用和统计时分复用 242波分复用 24.3码分复用 2.5数字传输系统 26宽带接入技术 26.1xDSL技术 2.62光纤同轴混合网(HFC网) 2.6.3FTTX技术 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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

21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。 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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 数据通信系统 输入数字比特流模拟信号 模拟信号数字比特流显示 汉字 几 汉字 。● 公用电话网 。。。鲁 PC机调制解调器 1调制解调器PC机 源系统 传输系统 目的系统 源点 发送器 传输 输 输入信息 发送系统 接收接收器 终点 入数据 的信号 的信号 输出数据 输出信息 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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 n数据(data)—运送消息的实体 ■信号( (signa)—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。 n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 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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

222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。 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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) ■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· 段频率范围内能够通过信道)。 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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。 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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 基带信号01001 100 调幅 00 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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) 举例 ■可供选择的相位有12种, (r,q) 而对于每一种相位有1或 2种振幅可供选择。 ■由于4bit编码共有16种不同的 组合,因此这16个点中的每个 点可对应于一种4bt的编码。 口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。 课件制作人:谢希仁

课件制作人：谢希仁 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 组合，因此这 16 个点中的每个 点可对应于一种 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