
ch2-5ed物理层.ppt
14页第 2 章 物理层2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.2.1 数据通信系统的模型 2.2.2 有关信道的几个基本概念 2.2.3 信道的极限容量 2.2.4 信道的极限信息传输速率 2.3 物理层下面的传输媒体 2.3.1 导向传输媒体 2.3.2 非导向传输媒体2.1 物理层的基本概念物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些 特性,即: v 机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线 数目和排列、固定和锁定装置等等 v 电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的 范围 v 功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示 何种意义 v 过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现 顺序 2.2.2 有关信号的几个基本概念v单向通信(单工通信)——只能有一个方向的通 信而没有反方向的交互v双向交替通信(半双工通信)——通信的双方都 可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也就不 能同时接收)v双向同时通信(全双工通信)——通信的双方可 以同时发送和接收信息 基带(baseband)信号和 带通(band pass)信号 v 基带信号(即基本频带信号)——来自信源的信号。
像计算机输出 的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号v 基带信号往往包含有较多的低频成分,甚至有直流成分,而许多信 道并不能传输这种低频分量或直流分量因此必须对基带信号进行 调制(modulation) v 带通信号——把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围搬移 到较高的频段以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过 信道) 几种最基本的调制方法 v基带信号往往包含有较多的低频成分,甚至有直流 成分,而许多信道并不能传输这种低频分量或直流 分量为了解决这一问题,就必须对基带信号进行 调制(modulation) v最基本的二元制调制方法有以下几种: § 调幅(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化 § 调频(FM):载波的频率随基带数字信号而变化 § 调相(PM) :载波的初始相位随基带数字信号而变化 2.3.1 导向传输媒体v双绞线 § 屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair) § 无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) v同轴电缆 § 50 同轴电缆(粗缆) § 75 同轴电缆(细缆) v光缆 双绞线 TP(Twisted Pair) v 由两条相互绝缘的铜线组成,其典型粗细约1mm,两条 象螺纹一样绞在一起。
§ Shielded Twisted Pair(STP) 屏蔽双绞线§ Unshielded Twisted Pair(UTP)无屏蔽双绞线 v 双绞线的传输距离一般为100M,既可传输模拟信号,也 可传输数字信号光缆通讯技术(100base-FX)光缆可分为:多模光缆和单模光缆光缆通过光缆收发器和网络设备直接连 接接口类型:ST圆型口、SC方型口、FC 螺旋口v 光纤由传导光波的高纯石英玻璃纤维和保护层构成,其中纤芯(core )的折射率大于包裹着它的包层折射率,这样光信号就被保持在纤芯中 不会散播出去 v 经常将多根光纤封装在坚固的外壳中,形成所谓的多芯光缆单模光纤:是指的在某一特定的角度、在同一时刻所进入光纤的光束,只能有一束,且光束不能发散;因此单模光纤的光源采用的是激光多模光纤:是指的在某一特定的角度、在同一时刻所进入光纤的光束,可为多束;因此多模光纤的光源采用的是发光二极管(LED)光线在光纤中的折射 折射角入射角包层 (低折射率的媒体)包层 (低折射率的媒体)纤芯 (高折射率的媒体) 包层 纤 芯输入脉冲输出脉冲单模光纤多模光纤与单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤共享信道2.4 信道复用技术2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用 v复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。
信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2复用分用(a) 不使用复用技术(b) 使用复用技术频分复用 FDM (Frequency Division Multiplexing) v 用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频 带 v 频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(请注意, 这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率) 频率时间频率 1频率 2频率 3频率 4频率 5时分复用TDM (Time Division Multiplexing) v 时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧( TDM 帧)每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占 用固定序号的时隙 v 每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是 TDM 帧的长度) v TDM 信号也称为等时(isochronous)信号 v 时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度 。
