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1、计算机网络第3章物理层、第1、3章物理层、计算机网络第3章物理层、第2、牙齿章节的学习要求：掌握：物理层和物理层协议的基本概念。主要：数据通信的基本概念。理解：掌握无线和卫星通信技术的基本概念：数据编码类型和基本方法。理解：基带传输的基本概念主：频带传输的基本概念。主要：多路复用的分类和特性。主要：广域网数据更换技术。主要：同步数字系统SDH的基本概念。计算机网络第三章物理层、3，3.1物理层和物理层协议的基本概念3.1.1物理层基本概念，通信子网分为点到点通信线路通信子网和广播通道通信子网。广域网主要使用点对点通信线路，局域网和城域网一般使用广播频道。由于技术上存在巨大差异，物理层和数据链路

2、层协议将出现两个分支：牙齿。一个基于点到点通信线路，另一个基于广播通道。计算机网络第三章物理层、4，3.1.2物理层基本服务功能、物理层设计主要考虑了从连接到开放系统的传输介质传输各种数据的位流的方法。计算机网络可用的物理传输介质和传输设备有很大的区别。设计物理层的主要目的是屏蔽数据链路层上通信技术的差异。数据链路实体通过物理层接口将数据按物理层、物理层、比特流的顺序传输到其他数据链路实体。解决的核心问题是，在实施：之前的层时，不需要考虑物理传输设备和传输介质的区别。计算机网络第三章物理层、5，3.1.3物理层数据链路层交付件、物理连接的建立、维护和释放物理连接分为点到点连接和多点连接。数据传

3、输分为全双工、半双工和单工作方式。数据传输分为串行传输方法和并行传输方法。串行传输模式的物理数据服务单元是位。并行传输方式的物理数据服务单元是n位，n是并行连接的物理通道数。计算机网络第3章物理层、6，3.2数据通信的基本概念3.2.1信息、数据和信号、计算机网络操作：在主机发送和接收之间准确地传递此类信息的位流。徐璐不同传输数据的徐璐满足不同的传输质量要求。电脑系统：感兴趣的是信息用什么编码体制表示。计算机网络3章物理层，7，1。信息的基本概念是交换信息。信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机生成的信息通常是字符、数字、语音、图形或图像的组合。为了传递牙齿信息，必须先将字母、数

4、字、语音、图形或图像显示为二进制代码数据。要传输二进制代码的数据，必须用模拟或数字信号编码表示。数据通信是在徐璐其他电脑之间传输表示字母、数字、符号的二进制代码0、1位序列的模拟或数字信号进程的过程。计算机网络第三章物理层，8，信息编码标准，ASCII代码被国际标准化组织ISO接受，也称为国际标准ISO 646，国际5号。用于电脑内部代码，在数据通信中也用作编码标准。ASCII代码可以使用7位二进制位编码表示128个字符。ASCII代码中的字符分为两类：图形字符和控制字符。图形文字包括数字、字母、运算符号、商业符号等。p60表3-1、计算机网络第3章物理层、9、数据和信息的差异。请参阅：数据3

5、360数据是以二进制位序列表示的文本、数字、语音、图像、图形和视频信息：描述数据在二进制位序列中所表示的含义。，计算机网络第三章物理层，10，多媒体网络应用，利用数字通信系统传输多媒体信息，是通信技术研究的重要内容之一。与文本、图形信息传输相比，语音、图像信息传输要求数据通信系统具有高速和低延迟特性。多媒体技术的网络应用将对数据通信系统提出更高的要求。计算机网络第三章物理层，11，2。信号概念，信号是传输过程中数据的传记信号的表示。模拟信号上的信号电平连续变化。“digital signal(数字信号)”显示为两个茄子不同的级别，表示0，1位序列的电压脉冲信号。根据传输介质中传输的信号类型，通

6、信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。计算机网络第3章物理层、第12章、模拟信号波数字信号波类型、计算机网络第3章物理层、13，3.2.2资料传输类型和通信方法、网络中的两个计算机通信过程、计算机网络第3章物理层、14、网络通信系统设计中需要解决的一些基本问题、数据传输类型：可在通信通道中传输的信号类型模拟通信数字通信数据通信串行半双工或全双工通信同步通信异步通信，计算机网络第3章物理层，15，串行通信和并行通信，计算机网络第3章物理层，16，单任务，半双工和全双工通信17，同步和异步通信，计算机网络第3章物理层，18，3.2.3传输介质的主要类型，双绞线同轴电缆光纤电缆无线和卫星双绞线主要功

7、能，屏蔽双绞线STP非屏蔽双绞线UTPRJ-45和AUI、计算机网络3章物理层、21、双绞线、STP双绞线、UTP双绞线、计算机网络3章物理层、22，2。同轴电缆的主要特性，计算机网络第三章物理层，23，同轴电缆，10base5同轴电缆和电脑连接，计算机网络第三章物理层，25，3光纤光纤光纤通常由非常透明的石英玻璃，主要由灯芯和包层组成的双层通信柱面组成。芯非常细，直径只有8 100米。就是牙齿芯用来传导光波。熔覆比核心折射率低。光线从高折射率介质发射到低折射率介质时，折射角度大于入射角(见图3-10)。计算机网络第三章物理层，26，计算机网络第三章物理层，27，图3-11显示了光波在核心中传

8、播的示意图。计算机网络第三章物理层，28，光缆的主要特性，计算机网络第三章物理层，29，对光纤通信系统的基本配置进行解码后相应处理，计算机网络第三章物理层，30，光纤，光纤是数据传输中最有效的传输介质，波段宽电磁绝缘性能减小小中继器间隔大，计算机网络第三章物理层，31因此，从一个光纤徐璐从另一个角度进入的大量光线可以被传输。这种光纤称为多模光纤。单模光纤：如果光纤的直径减少到一个光的波长，光纤可以像波导一样在继续前传播，没有多次反射。这种光纤称为单模光纤。，计算机网络第3章物理层，32章，单模光纤与多模式光纤之比较，计算机网络第3章物理层，33，常规光纤连接器，FCPC型光纤尾连接器外形图，S

9、CPC型光纤尾连接器外形图，ST-PC型光纤尾连接器外形图，fc/PCP同轴电缆，双绞线目前无线通讯的主要目的是无线(Radio)。微波(微波)；红外线(infrared)；可见光(visible light)。计算机网络第三章物理层，35，无线通讯，传播：短程微波：地面微波速度4-6GHz，卫星微波11-14GHz红外：单方向2-6Mbps，多方向1Mbps以下计算机网络第三章物理层，37，(2) 传统电话通信信道旨在传输语音信号，仅适用于传输音频范围(300Hz3400Hz)的模拟信号(300hz 3400hz)，不能直接传输电脑数字信号。 要利用模拟语音通信的电话交换网传输计算机的数字数

10、据信号，首先要将数字信号转换为模拟信号。将发送者数字数据信号转换为模拟数据信号的过程称为调制，调制装置称为调制器。将接收端模拟数据信号还原为数字数据信号的过程称为解调，解调设备称为解调器。同时具有调制和解调功能的设备称为调制解调器(modem)。计算机网络3章物理层，42，在调制过程中，选择音频范围内的一个角度频率的正(剩余)弦信号作为载波。牙齿正(剩馀)弦信号可以写为三个可更改的传记参数：u(t)=umsin(t 0)。计算机网络第三章物理层，43，1。振幅键控(ASK)、Umsin (1t0)数字1 u(t)=0数字0振幅键控ASK信号实现简单，技术简单，计算机网络3章物理层44，2。频移

11、键控(frequency-shift keying，FSK)，umsin(1t 0)数字1u (t)=umsin，计算机网络第3章物理层，45，3。相移键控(phase-shift keying，PSK)，绝对相位调制umsin(t 0)数字1u (t)=um sin (3.3.3数字数据编码方法，基带传输基本上是数字数据信号带(即在基带上传输数字数据信号的编码方案主要是NRZ，而不是0牙齿；是。曼彻斯特(Manchester)编码；差分曼彻斯特(difference Manchester)编码。计算机网络第三章物理层，47，1。郑智薰零码NRZ，NRZ码的缺点是无法判断一个开始和结束，发送和

12、接收双方不能保持同步。为了确保发送和接收双方的同步，必须在传输NRZ代码的同时将同步信号传输到其他通道。如果信号中的“1”和“0”的数目不相等，则存在直流分量。，计算机网络第三章物理层，48，2。曼彻斯特(Manchester)编码，曼彻斯特编码规则：每个位的周期T分为前T/2和后T/2。通过父T/2发送位的反码，通过子T/2发送位的源代码。曼彻斯特编码的优点：每个比特的中间有一次水平跳跃，两次水平跳跃的时间间隔可以是T/2或T。使用水平跳跃，可以生成收发双方的同步信号。曼彻斯特编码信号也称为“自包含时钟编码”信号，在发送曼彻斯特的编码信号时，不需要发送另一个同步信号。计算机网络第3章物理层、

13、49、差分曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进。差分曼彻斯特编码和曼彻斯特编码的区别在于，每个位的中间跳跃仅用于同步。每个位的值取决于起始边界是否跳转。如果位开头出现水平跳跃，则表示传输二进制0；如果没有发生跳跃，则表示传输二进制1。计算机网络第三章物理层、50、数字数据编码信号的波形、计算机网络第三章物理层、51、3.3.4脉冲编码调制方法、采样量化编码、计算机网络第三章物理层、52、PCM数字语音系统：声音分为128个量化级别。每个量化级别用7位二进制编码表示。采样率为8000采样/秒。必须达到数据传输速率7位8000/秒=56 kb/秒。如果每个量化级别以7 1=8位二进

14、制编码表示，则应达到数据传输速率8位8000/秒=64 kb/秒。计算机网络第三章物理层、53，3.4基带传输技术3.4.1基带传输的定义、数据通信中表示电脑二进制位序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号。矩形脉冲信号的固有波段是基本波段，简单地说是基带，矩形脉冲信号称为基带信号。在数字通信信道中，直接传输基带信号的方法称为基带传输。在发射机中，基带传输数据通过编码器转换替换为直接传输基带信号，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号。接收端从解码器恢复到与发送端相同的矩形脉冲信号。基带传输是最基本的资料传输方法之一。计算机网络三章物理层，54，3.4.2通信信道带宽对基带传输的影响，通信信道带宽对数据信号传输中失真的影响很大。通道带宽越大，信号传输失真大小越小。计算机网络第三章物理层、55，3.4.3数据传输速率定义和通道速度的极限数据传输速率定义，数据传输速率是描述资料传输系统的重要技术指标之一。这相当于在数据传输速率数字中传