最新PPT計算機網(wǎng)絡(luò)教程物理層講解ppt課件.ppt

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1、PPT計算機網(wǎng)絡(luò)教程物理層講解你還記得嗎？為什么ISO的7層協(xié)議OSI/RM未能得到實際應(yīng)用？什么是計算機網(wǎng)絡(luò)什么是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)什么是協(xié)議，它的三要素？OSI的TCP/IP分層比較？原理體系結(jié)構(gòu)分哪幾層各層的作用，每層處理的數(shù)據(jù)單元是什么？什么叫客戶/服務(wù)器方式？如何工作的？第3章物理層3.1物理層的基本概念3.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識3.3物理層下面的傳輸媒體3.4模擬傳輸與數(shù)字傳輸3.5信道復(fù)用技術(shù)3.6同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH3.7EIA-232-E接口標(biāo)準(zhǔn)退出源系統(tǒng)一般包括以下兩個部分：（1）源站。（2）發(fā)送器。目的系統(tǒng)一般包括以下兩個部分：（1）接收器。

2、（2）目的站。數(shù)據(jù)(data)是運送信息的實體(你如何理解？？），而信號(signal)則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。無論數(shù)據(jù)或信號，都可以是模擬的或數(shù)字的。所謂“模擬的”就是連續(xù)變化的，而“數(shù)字的”就表示取值是離散的。因此，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(digitaldata)就是用不連續(xù)形式表示的數(shù)據(jù)。將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號的過程叫作調(diào)制。一般說來，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號或數(shù)字信號。因此我們有以下四種情況：（1）模擬數(shù)據(jù)、模擬信號。（2）模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號。（3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號。（4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號。圖3-2給出了模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號的示意圖。3.2.2有關(guān)信道

3、的幾個基本概念從通信的雙方信息交互的方式來看，可以有以下三種基本方式。（1）單向通信：又稱為單工通信，即只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬于這種類型。（2）雙向交替通信：又稱為半雙工通信，即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時接收)。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時間后再反過來。（3）雙向同時通信：又稱為全雙工通信，即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。有時也常用“單工”這個名詞表示“雙向交替通信”。信道可以分成傳送模擬信號的模擬信道和傳送數(shù)字信號的數(shù)字信道兩大類。但應(yīng)注意，數(shù)字信號在經(jīng)過數(shù)模變換后

4、就可以在模擬信道上傳送，模擬信號在經(jīng)過模數(shù)變換后也可在數(shù)字信道上傳送。信道上傳送的信號還有基帶(baseband)信號和寬帶(broadband)信號之分。3.2.3信道上的最高碼元傳輸速率圖3-3給出了一個數(shù)字信號通過實際的信道和質(zhì)量很差的信道時的輸出波形。奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出在理想低通信道下的最高碼元傳輸速率的公式：理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2WBaud(3-1)這里W是理想低通信道①的帶寬，單位為赫(Hz)；Baud是波特，是碼元傳輸速率的單位，1波特為每秒傳送1個碼元。式(3-1)就是著名的奈氏準(zhǔn)則。奈氏準(zhǔn)則的另一種表達(dá)方法是：每赫帶寬的理想低通信道

5、的最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元。對于具有理想帶通矩形特性的信道②(帶寬為W)，奈氏準(zhǔn)則就變?yōu)椋豪硐霂ㄐ诺赖淖罡叽a元傳輸速率=WBaud(3-2)即每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒1個碼元。強調(diào)以下兩點：（1）一個實際的信道所能傳輸?shù)淖罡叽a元速率，要明顯地低于奈氏準(zhǔn)則給出的這個上限數(shù)值。（2）波特是碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝唬f明每秒傳多少個碼元。碼元傳輸速率也稱為調(diào)制速率、波形速率或符號速率。比特是信息量的單位，與碼元的傳輸速率“波特”是兩個完全不同的概念。3.2.4信道的極限信息傳輸速率信道的極限信息傳輸速率C可表達(dá)為C=Wlog2(1+S/N)bit/s(3-3)

6、其中：W為信道的帶寬(以Hz為單位)；S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。式(3-3)就是著名的香農(nóng)公式。香農(nóng)公式表明，信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。由于碼元的傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的制約，所以要提高信息的傳輸速率，就必須設(shè)法使每一個碼元能攜帶更多個比特的信息量。這就需要采用多元制(又稱為多進(jìn)制)的調(diào)制方法。圖3-4說明了奈氏準(zhǔn)則和香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的作用范圍。3.3物理層下面的傳輸媒體傳輸媒體也稱為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介，它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。傳輸媒體可分為兩大類，即導(dǎo)向傳輸媒體和非導(dǎo)向傳輸媒體

7、。在導(dǎo)向傳輸媒體中，電磁波被導(dǎo)向沿著固體媒體(銅線或光纖)傳播，而非導(dǎo)向傳輸媒體就是指自由空間，在非導(dǎo)向傳輸媒體中電磁波的傳輸常稱為無線傳輸。圖3-5是電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜。3.3.1導(dǎo)向傳輸媒體1．雙絞線把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法絞合(twist)起來就構(gòu)成了雙絞線。從用戶電話機到交換機的這段線稱為用戶線或用戶環(huán)路(subscriberloop)。圖3-6是無屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線的示意圖。2．同軸電纜同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線(單股實心線或多股絞合線)、絕緣層、網(wǎng)狀編織