机网络考研辅导讲座2物理层

1、会计学1机网络考研辅导讲座机网络考研辅导讲座2物理层物理层第1页/共45页（一）通信基础1)1)信号传输速率信号传输速率 - 单位时间内通过信道传输的码元数，单位波特(Baud)。 计算公式: B = 1/T (Baud) 式中 T为信号码元的周期时间，单位为秒 信号传输速率，也称码元速率、调制速率或波特率。2) 数据传输速率数据传输速率 - 每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，bps或b/s 计算公式: S = (1/T) * log2N (bps) 式中 T为码元的重复周期，单位为秒； N为可用的不同码元个数, 一个码元中所含二进制信息位数为 log2N位。 若N=2，S=1/T，此时

2、数据传输速率等于码元信号传输速率。 关系关系： S = B * log2N(bps) 或或 B = S / log2N(Baud) 第2页/共45页第3页/共45页第4页/共45页信信源源信宿信宿7) 信源、信宿，数据通信系统的一般结构（信源、信宿，数据通信系统的一般结构（DTE、DCE和信道）和信道） 第5页/共45页8)8)数据传输的几种方式，编码与调制数据传输的几种方式，编码与调制：模拟数据模拟信号放大器调制器模拟数据数字信号 PCM 编码器数字数据模拟信号调制器数字数据数字信号 数字 发送器 PCM（脉冲编码调制）、采样、量化、编码（采样定理及其计算 ） AM(ASK), FM(FSK

3、)，PM(PSK), QAM 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 , NRZ，RZ第6页/共45页单工通信单工通信：信息固定地从一端：信息固定地从一端(发送端发送端)传输到另一端，如计算机和输出设备间。传输到另一端，如计算机和输出设备间。半双工通信半双工通信：信息可以在两个相反方向上传输，但不能同时进行，某一时刻只能：信息可以在两个相反方向上传输，但不能同时进行，某一时刻只能进行一个方向的传输，要转换到另一个方向传输，需要进行线换向。进行一个方向的传输，要转换到另一个方向传输，需要进行线换向。全双工通信全双工通信：能同时在两个相反方向上传输信息。：能同时在两个相反方向上传输信息。基带传输基带传输：

4、按照原始信号的固有频带传输。：按照原始信号的固有频带传输。频带传输（宽带传输）：频带传输（宽带传输）：用基带数据信号对某个频率的载波进行调制，将其变换用基带数据信号对某个频率的载波进行调制，将其变换成适合于在某个频段上传输的模拟信号。成适合于在某个频段上传输的模拟信号。调幅，幅移键控调幅，幅移键控ASK（Amplitude Shift Keying）: 用载波的不同振幅来表示不用载波的不同振幅来表示不同的二进制值，如用载波的有无分别表示同的二进制值，如用载波的有无分别表示“1”和和“0”。调频，频移键控调频，频移键控FSK（Frequency Shift Keying）: 用载波频率附近的两个

5、不同用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制值。频率来表示两个二进制值。调相，相移键控调相，相移键控PSK（Phase Shift Keying）: 用载波的相位移动来表示数据。用载波的相位移动来表示数据。在下图中，信号相位与前面信号串同相的信号表示在下图中，信号相位与前面信号串同相的信号表示“0”，信号相位与前面信号串反，信号相位与前面信号串反相的信号表示相的信号表示“1”，这是相对相移键控。也可用载波初相为，这是相对相移键控。也可用载波初相为表示表示“1”，初相，初相0表表示示“0”，这是绝对相移键控。，这是绝对相移键控。QAM (正交幅度调制正交幅度调制) :使用振幅和相位组合进行调

6、制。使用振幅和相位组合进行调制。第7页/共45页 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 , 非归零制NRZ，归零制RZ1 11 11 11 11 10 00 00 0t t位值位值t tt tt t单极型单极型NRZNRZ单极型单极型RZRZ双极型双极型NRZNRZ双极型双极型RZRZ NRZ编码的缺点是从信号中不能提取时钟信号。双极型RZ编码的优点是中间跳变可用于提取同步时钟，另外可有效抑制直流分量。 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码，都可以被用来从中间电平跳变中提取同步时钟信号，这两种编码方式常用于局域网中，曼彻斯特编码用于以太网，差分曼彻斯特编码用于令牌环网中。第8页/共45页第9页/共45页第

7、10页/共45页二次群和高次群：E1*4=E2, E2*4=E3, E3*4=E4, E4*4=E5 T1*4=T2, T2*7=T3, T3*6=T4 (OC-1/STS-1)*3= (OC-3/STS-3) =(STM-1) (OC-12/STS-12)=STM-4 (OC-48/STS-48)=STM-16 11) 电路交换、报文交换、分组交换电路交换、报文交换、分组交换 电路交换的工作原理：电路交换的工作原理：1.电路交换的三个过程电路交换的三个过程 1) 电路建立：在传输任何数据之前，要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。电路建立：在传输任何数据之前，要先经过呼叫过程建立一条端到端的

8、电路。 2) 数据传输：电路建立以后，数据就可以从一端发送到另一端。在整个数据传数据传输：电路建立以后，数据就可以从一端发送到另一端。在整个数据传 输过程中，所建立的电路必须始终保持连接状态。输过程中，所建立的电路必须始终保持连接状态。 3) 电路拆除：数据传输结束后，由某一方发出拆除请求，然后逐节拆除到对方电路拆除：数据传输结束后，由某一方发出拆除请求，然后逐节拆除到对方 的电路连接。的电路连接。2.电路交换技术的优缺点及其特点电路交换技术的优缺点及其特点 1) 优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。 2) 缺点：在某

9、些情况下，电路空闲时的信道容易被浪费：在短时间数据传输时，缺点：在某些情况下，电路空闲时的信道容易被浪费：在短时间数据传输时， 电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，它适用于系统间要求高电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，它适用于系统间要求高 质量的大量数据传输的情况。质量的大量数据传输的情况。 3) 特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前， 该通路由一对用户完全占用。对于猝发式的通信，电路交换效率不高该通路由一对用户完全占用。对于猝发式的通信，电路交换效率不高。 第11页/共45页第12页/共4

10、5页第13页/共45页第14页/共45页P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文 A B C D A B C DA B C D报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放三种交换的比较：三种交换的比较：第15页/共45页第16页/共45页第17页/共45页第18页/共45页第19页/共45页第20页/共45页网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层表示层表示层会话层会话层应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层传输层传输层表示层表示层会话层会话层应用层应用层物理层物理层中继器中继器集线器集线器第21页/共45页在物理层扩展局域网在物

11、理层扩展局域网物理层扩展设备：中继器（物理层扩展设备：中继器（Repeater）和集线器（）和集线器（Hub）中继器中继器集线器集线器第22页/共45页第23页/共45页集线器集线器二系二系集线器集线器三系三系集线器集线器一系一系三个独立的冲突域三个独立的冲突域集线器集线器二系二系集线器集线器三系三系集线器集线器一系一系集线器集线器一个更大的局域网一个更大的局域网(一个冲突域一个冲突域)HUB就像一根缩短的总线就像一根缩短的总线第24页/共45页第25页/共45页第26页/共45页第27页/共45页典型习题讲解 第28页/共45页第29页/共45页第30页/共45页4第31页/共45页第32页

12、/共45页第33页/共45页第34页/共45页题题 共有共有4个站进行码分多址个站进行码分多址CDMA通信。通信。4个站的码片序列为：个站的码片序列为： A：（：（-1 1 1 +1 +1 1 +1 +1） B：（：（-1 1 +1 -1 +1 +1 +1 -1） C：（：（-1 +1 1 +1 +1 +1 -1 -1） D：（：（-1 +1 1 1 -1 1 +1 -1） 现收到这样的码片序列：现收到这样的码片序列：S =（-1 +1 3 +1 -1 3 +1 +1），）， 问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的1还是还是0？答答 SA =（-1 +1

13、3 +1 -1 3 +1 +1）（-1 1 1 +1 +1 1 +1 +1）8 =（11311311）8 =1， A发送发送1 同理，同理， SB =（11311311）8 = 1， B 发送发送0 SC =（11311311）8 = 0， C无发送无发送 SD =（11311311）8 = 1， D发送发送1第35页/共45页第36页/共45页第37页/共45页第38页/共45页第39页/共45页第40页/共45页 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 , 非归零制NRZ，归零制RZ1 11 11 11 11 10 00 00 0t t位值位值t tt tt t单极型单极型NRZNRZ单极型单极型RZRZ双极型双极