(3.1)--1数据通信基础计算机网络.ppt

计算机网络计算机网络(第第7 7版版)第二章第二章 物理层物理层数据通信基础数据通信基础1 1、物理层的基本概念、物理层的基本概念2 2、数据通信的基础知识、数据通信的基础知识计算机网络计算机网络(第第7 7版版)1 1、物、物理层的基本概念理层的基本概念l考虑的问题：是考虑的问题：是怎样才能在连接各种计怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上算机的传输媒体上传输数据比特传输数据比特流。流。数据链路层数据链路层55应用层应用层44运输层运输层33网络层网络层22数据链路层数据链路层11物理层物理层功能功能：(1)(1)在传输介质上为通信的网络结点建立、在传输介质上为通信的网络结点建立、管理和释放物理连接；管理和释放物理连接；(2)(2)实现透明的比特流的传输。实现透明的比特流的传输。l作用：尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和作用：尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异。通信手段的差异。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)物理层的主要任物理层的主要任务和特性务和特性主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性。主要任务：确定与传输媒体的接口的一些特性。机械特性机械特性电气特性电气特性功能特性功能特性过程特性过程特性计算机网络计算机网络(第第7 7版版)（1 1）数据通信）数据通信系统的模型系统的模型一个数据通信一个数据通信系统系统包括包括三大部分三大部分：源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系目的系统（或接收端、接收方统（或接收端、接收方）。输输入入数数据据发送发送的信号的信号(数字的数字的或模拟的或模拟的)接收接收的的信号信号(数字的数字的或模拟的或模拟的)输输出出数数据据源点源点终点终点发送器发送器接收器接收器调制解调器调制解调器计算机计算机 调制解调器调制解调器数字比特流数字比特流数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号 输入汉字输入汉字显示汉字显示汉字目的系统目的系统传输系统传输系统输输出出信信息息计算机计算机数据通信数据通信系统的模型系统的模型公用电话网公用电话网数据通信系统数据通信系统传输传输系统系统源系统源系统2 2、数据通信的基础知识、数据通信的基础知识计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l数据数据运送信息的实体，有意义的符号序列。运送信息的实体，有意义的符号序列。模拟数据：数据的取值连续变化。数字数据：数据的取值为不连续数据。l信号信号数据的电气或电磁的表现。数据的电气或电磁的表现。l模拟信号模拟信号代表消息的参数的取值是连续的。代表消息的参数的取值是连续的。l数字信号数字信号代表消息的参数的取值是离散的代表消息的参数的取值是离散的l码元码元在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数字的基本波形称为码元。数字的基本波形称为码元。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l信道信道 一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体。l从通信的双方信息交互的方式来看从通信的双方信息交互的方式来看,有有三种基本方式：三种基本方式：单向通信（单工通信）单向通信（单工通信）双向交替通信（半双工通信）双向交替通信（半双工通信）双向同时通信（全双工通信）双向同时通信（全双工通信）（2 2）、有关信道的几个基本概念）、有关信道的几个基本概念计算机网络计算机网络(第第7 7版版)编码和调制编码和调制l基带信号基带信号（即基本频带信号）（即基本频带信号）来自信源的信号来自信源的信号(modulation)(modulation)。l调制分为两大类：调制分为两大类：l基带调制基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适：仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应。应。变换后的信号仍然是基带信号变换后的信号仍然是基带信号。把这种过程称为。把这种过程称为编码编码(coding)(coding)。l带通调制带通调制：使用：使用载波载波(carrier)(carrier)进行调制，把基带信号的频率范围搬移进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并到较高的频段，并转换为模拟信号转换为模拟信号，这样就能够更好地在模拟信道中，这样就能够更好地在模拟信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)编码编码l基带调制常用的编码方式：基带调制常用的编码方式：不归零制不归零制曼彻斯特曼彻斯特1 11 11 11 11 10 00 00 00 00 0比特比特流流差分曼彻斯特差分曼彻斯特归零制归零制数字信号数字信号常用的编码方式常用的编码方式计算机网络计算机网络(第第7 7版版)调制调制l最基本的二元制最基本的二元制调制调制方法有以下几种：方法有以下几种：010011100基带信号基带信号调幅调幅调频调频调相调相载波的振载波的振幅随基带数字信幅随基带数字信号变化号变化载波的频载波的频率随基带数字信率随基带数字信号变化号变化载波的初载波的初始相位随基带数字信始相位随基带数字信号变化号变化 f1f2计算机网络计算机网络(第第7 7版版)正交振幅调制正交振幅调制 QAM(QuadratureQAM(QuadratureAmplitudeModulation)AmplitudeModulation)例如例如：正交振幅调制的星座图正交振幅调制的星座图l可供选择的相位有可供选择的相位有 1212种；种；l每每一种相位有一种相位有 11或或 22种振幅可供选种振幅可供选择；择；l总总共有共有 1616种组合，即种组合，即 1616个码个码元；元；l1616个点中的每个点可对应于一种个点中的每个点可对应于一种 4bit4bit的编的编码；码；l数数据传输率可提高据传输率可提高 44倍。倍。不是码元越多越好。若每一个码元可表示的比特数越多，则在接收端进行解不是码元越多越好。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，出错率增加。调时要正确识别每一种状态就越困难，出错率增加。r举例举例(r,)