《网络》第2章(zy).ppt

1、第2章数据通讯基础和物理层，2.1物理层的基本概念2.2数据通讯基础知识2.3物理层以下的传输媒体(传输媒体) 2.4数字传输系统2.5信道复用技术2.6宽带接入技术， 2.1物理层的基本概念实现在特定媒体上的数据发送和接收：将二进制位流转换为适合在媒体上传输的接收：将媒体上的接收信号转换为对应的二进制位流向更高层提供接口(特性)机械特性：接口使用的连接器的形状电气特性：表示接口电缆各线路出现的电压范围。 功能特性：表示在某条线上出现的某个电平的电压表示什么意思。 规则简介：显示各种功能的各种可能上通告的出现顺序。相邻层的依存关系I层只能使用其功能和向上层(i 1层)提供服务的接口I层只能使用

2、向其提供服务的下层(i-1层)提供的接口，下层(i-1层)应采用怎样的接口方式、2.2数据通讯的基础知识、 模拟计程仪和数字模拟信号的可取值和时间是连续变化的信号。 数字信号的可能值和时间上离散的信号。 调制解调将数据信号化。 解调器提取信号中的数据。 传输系统数字传输系统：用户通过接口将数字数据传输到传输系统或直接从系统接收数字数据。 模拟计程仪传输系统：用户将数字数据转换为模拟计程仪信号后，通过接口发送到传输系统或从系统接收模拟计程仪信号。 另一方面，关于电信系统的一些基本概念信道上携带信息的媒体可以是单向通讯(单向通讯)，其中包括一个电路中的至少一个传输信道和一个接收信道通讯的交互仅可以

3、通讯单向式，并且没有反向交互。 双向交互通讯(半双工通讯)通讯双方都可以发送消息，但双方都不能发送到云同步。 双向云同步通讯(全双工通信)通讯都能够向云同步发送接收信息。 信号的基于分类的乐队信号：来自源的基于信号的乐队信号：1/0由两种不同电压表示，形成脉冲波形，并且向直接线路传输。 宽带信号多个不同频率范围(频带)的天线计程仪信号在同信道上传输到云同步以构成宽带信号。 另外，各信道的极限传输率天线计程仪信道带宽(单位： Hz，Hz )天线计程仪信道可通过的信号频率范围通带包括宽带频率特性曲线(谱) A=g(f ) 其中W=fH- fL实际信道带宽总是有限的能够描述和发送模拟计程仪信号带宽天

4、线计程仪信号的频带的幅度范围有限的信号功率(幅度)不能太大的功率太大，能源消费高，并且通常是毫瓦级(电压为24V以下)的信号功率(幅度) 在不太小的信道中，噪声功率和幅度太小，然后被噪声掩埋，这不能进行有效接收，并且实际在具有低噪声的信道和具有大噪声的天线计程仪带宽W(Hz )信道中传输的是天线计程仪信号信道中的传输信号功率的上限S(w )，并且各个信道中的噪声香农方程是香农公式物理意义，其校正信道上的信息传输率c :信道的极限信息传输率(b/s) W :信道的模拟计程仪带宽(Hz) S/N :信道上的信噪比s :信道内传输的信号的平均功率n :信道内的高斯噪声功率，c=。 或者信道中的信噪比

5、(S/N )越大，信息的极限传送速率越高，只要信息传送速率低于信道的极限信息传送速率，就能够找到某种方法实现无错误的传送。 如果信道带宽w和信噪比S/N没有上限，则信道的极限信息传输率c也没有上限。 (在实际信道中不可能的)实际信道的信息传输率稍低于极限传输率。 图1示出用于频率范围300到3400 Hz和S/N2500的标准声音信道的极限信息传送速率。 了解： W34003003100Hz、SN2500、香农公式CW log2(1sn ) 3100 log2(25001 ) 35kbps。 (当前编码技术水平接近33.6Kbps )，在3003-400 Hz标准声音信道中(有接近2400Hz

6、的理想带宽)，如果信息传输率c 19200 bps，则校正最高信噪比。 解释：通过信息传输速率C 19200 bps和带宽W 2400 Hz的仙农公式计算的信噪比的最大值SN 2(CW)1 2(192002400) 1 255 (该信噪比不高，相对容易实现)。 2.3物理层以下的传输介质、在通讯中使用的电磁波的频谱、第一、导入传输介质的双绞线(线缆)这两个相互绝缘的铜线规则地绞合构成一对双绞线。 4对以上的组合加上护套，构成双绞线。 双绞线：有效减少电磁干扰作用，提高传输性能的双绞线分类屏蔽双绞线(STP，Shielded Twisted Pair )电缆外，具有耐干扰作用性的金属屏蔽特征阻抗

7、为150非屏蔽双绞线Unshielded Twisted Pair )双绞线电缆外无金属屏蔽特性阻抗100、屏蔽双绞线电缆STP非屏蔽双绞线电缆UTP、双绞线电缆标准EIA/TIA-568 (商用建筑物电气通讯配线标准):屋TIA-568-A (商用建筑物电气通讯配线规格):室内采用16级(Category、CAT、等级) UTP常用双绞线3级(Category 3)UTP 5级(Category 5)UTP改善导线质量基准的线径： 24awg (American wire 增加单位长度的扭转次数，增强了UTP的“衰减”，双绞线的特征标准化，是更多厂家广泛支持的施工规范100米规定专用连接方式

8、(RJ45，插头/套接口)和相应的制作设备(套接口用合十礼引线接合器，插头专用夹具) 标准线顺序可靠性高的无焊接点星形拓扑分析(点)支持多种信号网络(10BT，100 )传输的抗干扰性能好，传输距离远，带宽高的50同轴电缆75同轴电缆，50基乐队同轴电缆传输网络基乐队信号的方波频率高常见的方波信号有“曼彻斯特编码”、“差分曼彻斯特编码”、“曼查询密码”、“差分曼查询密码”和基本乐队数字波形的关系。 细同轴电缆通过“t型连接器”实现抽头。 75宽带同轴电缆通常用于传输宽带信号带宽为300400MHz，CATV通常用作用户网站数据库信号电缆和短距离副骨干信号电缆，而100KM不使用信号“再生”，并

9、且每隔6MHz在一个信道(传输一个信道的电视信号) 用“插件抽头”实现抽头。光纤(光纤)光纤(单芯)结构光纤芯(透明度高的灰水晶玻璃丝状体)包层(折光率低的介质)光纤：由多芯光纤保护和强化护套等组成，光纤的工作原理是利用全内反射原理， 光纤的光传输线路传输端：构成数据光信号数据的多个频率不同，入射角不同的光线在同一导光纤维中全内反射次数不同，传播距离不同，到达时间不同，引起“色散”，单模导光纤维在单色光源激光(激光半导体)导光纤维芯的直径在光波长的数量级上一盏茶小，是唯一的方差极小，传输距离增加1位以上，光纤通讯特征为高带宽，通讯容量大。 带宽高达25T30THz。 传递损失小，中继距离长。

10、在光纤中传播的光的衰减随着传输距离的增加而增加。 抗扰度很高。 没有串扰噪声。 隐秘性好。 光线不易泄漏。 体积小，重量轻。 二、非定向传输介质无线传输、频带宽的无线短波(radio )通讯电离层反射通讯质量差的速率低(1Kbps )、微波(microwave )通讯天线计程仪带宽为300M300GHz、通讯量大的直线(视距) 即次低频LF中频MF射频波HF VHF :非常射频波UHF :特定射频波SHF :超高频率EHF :极射频波地面微波继电器通讯、卫星通讯(通过同步卫星上的应答器传送的微波通信)， 多信道卫星与可搭载数十个通信转发器的频率极化方向不同，相互不干扰作用的传输速度高带宽： 3

11、650MHz重发器的c、Ku或Ka带宽速度为100Mbps以上，传播延迟大(约270ms ) 延迟带宽乘积为100Mbps270ms=27Mb的一个MB级文件在“云同步”空中传播，具有红外(红外)可见光通讯频率在10141015Hz之间的电磁波，例如激光通信。2.5数字传输系统，一、模拟计程仪传输系统长途干线：初期采用频分多路复用(FDM )的模拟计程仪传输系统，目前数字化(数字传输系统)用户线：(用户电话机到市场行情之间数公里的长度)为模拟传输， 作为公用电话网的电话网：只能传送3003400Hz的信号数据的1/0 :具有更宽的频率范围，通过电话线路不能直接传送的调制调解器(MODEM )调

12、制调解器=调制调解器MODEM=MOdulator DEModulator (音频)调制调解器电话用户上线了进行传送解调器：识别从电话用户线发送来的模拟计程仪信号中的数据。 如果识别不正确，发生的错误符号在调制调解器中也有错误检测和订正的设施。 调制原理正弦波Y=Asin(2 f t )在具有单一频率成分的频率为3003400Hz以内能够在电话线路上传输的正弦波Y=Asin(2 f t )受数据b的控制，将数据b调制成正弦波Y=Asin(2 f t )，y(b) Y(b)=Asin(2 f(b) t ) 在正弦波y=asin (2f t (b ) )中，例如，b=“1”、A=A(1) b=“0

13、”、A=A(0)、10101、A(1) 1、a(0) AM/ASK信号波形、数据b=、频率调制(频率调制)例如，b=“1”、f=f(1)b=0”、f=f (0)、10101、f(1)=4f、f() FM/FSK信号波形、数据b=、调相运行(调相运行，PM，相位调制) y (b )=asin (2ft (b ) )或相移键控(2ft (b ) ) PM/PSK信号波形、数据=、总结101001、am aska (1)=1a (0)=0fmf SKF (1)=4f (0)=。 f(1)/f(0)； (1)/(0)星座格拉夫是描述调制/解调原理的星座格拉夫：象征符(信号)的幅度和相位由平面坐标系表示，并且在多相调制(不需要掌握)载波(正弦波)频率低、数据传输率高的情况下，波形不是正弦波，而是101001，1/2000Hzs，2000 1/8000s，调制相位数：象征符数(波形的状态数)正弦波连续的最短时间象征符周期象征符周期逆数字化速率() C=B log 2 M=B 16-ASK/PSK，M=16，C=B log 2 M=4B，【例】4-PSK。 解：不失一般性，各种相位=0，代表0