第3章：物理层2幻灯片.ppt

第3章 物理层 目 录 3.1 物理层与物理层协议的基本概念 3.2 数据通信的基本概念 3.3 数据编码技术 3.4 基带传输技术 3.5 频带传输技术 3.6 多路复用技术 3.7 广域网中的数据交换技术 重点内容 数据通信中的几个基本概念（如单工通信、半 双工通信、全双工通信；同步传输、异步传输等）。 数据编码的类型和基本方法。 基带传输和频带传输的基本概念。 多路复用的分类与特点。 广域网中的数据交换技术。 3.1 物理层与物理层协议 的基本概念 3.1 物理层与物理层协议的基本概念 通信信道分为点-点通信信道与广播通信信道； 广域网主要采用点到点通信信道，局域网与城域网一般采用广播信道； 由于技术上存在较大的差异，因此在物理层和数据链路层协议上出现了两个分支，一类是基于点-点通信信道，另一类是基于广播信道。 3.1 物理层与物理层协议的基本概念 物理连接的建立、维护与释放 ； 物理连接分为点-点连接与多点连接 ； 数据传输分为全双工、半双工与单工方式 ； 数据传输分为串行传输方式与并行传输方式。 3.2 数据通信的基本概念 3.2.1 信息、数据与信号的概念 3.2.1 信息、数据与信号的概念 3.2.1 信息、数据与信号的概念 3.2.1 信息、数据与信号的概念 3.2.1 信息、数据与信号的概念 3.2.2 数据通信系统模型 3.2.3 数据传输类型与通信方式 3.2.3 数据传输类型与通信方式 3.2.3 数据传输类型与通信方式 是指数据在信道上传输所采取的方式。 3.2.3 数据传输类型与通信方式 串行通信- 并行通信- 3.2.3 数据传输类型与通信方式 3.2.3 数据传输类型与通信方式 3.2.3 数据传输类型与通信方式 3.2.3 数据传输类型与通信方式 单工通信- 半双工通信- 全双工通信- 3.2.5 传输介质 3.2.5 传输介质 3.2.5 传输介质 卫星通信 优点： 通信距离远，且通信费用与通信距离无关 受陆地灾害影响小，可靠性高 易于实现广播通信和多址通信 缺点： 通信费用高，延时较大 10GHZ以上雨衰较大 易受太阳噪声的干扰 卫星通信 红外线通信 3.3 数据编码技术 PCM编码的典型应用 3.4 基带传输技术 3.4.1数据通信中的主要技术指标 信道带宽 信道容量 传输速率 码元速率（ＲＢ） 信息速率（Ｒb） Ｒb＝ＲＢlog２Ｍ 误码率 码元速率和信息速率 一般来说，信息速率Rb 和码元速率 RB 之间的关系是： Rb=RBlog2M 例1 对一个无噪声的3000Hz信道，若传送二进制信号，试 问可允许的数据传输速率是多少？ 解 由于传送的二进制信号是“1”、“0”两个电平，所以N=2;又因为W=3000Hz，则信道容量，即数据传输速率C=2Wlog2N=6000b/s。 注： 现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 更常用的带宽单位是 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 3.5 频带传输技术 3.6 多路复用技术 比如：某通信线路的可用带宽100KHZ，音频信号的有效 范围是300Hz－3400Hz，4kHz的带宽足够用来传递音频 信号，因此，在同一通信线上采用频分复用技术可传输 多达24路电话。 3.6 多路复用技术 3.6 多路复用技术 通常模拟信号持续时间长，但占用的信道带宽通常较小；而 数字信号虽然需要占用整个信道带宽，但其作为离散量持续 时间很短。 故基带传输多采用时分多路复用技术，而在频带传输中则一般采用频分多路复用技术 3.7 广域网中的数据交换技术 电路交换是面向连接的服务； 两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的专用的物理线路； 电路交换在数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放连接的三个阶段。 线路交换过程示意图 电路交换的缺点： 建立连接的时间长，且存在呼损（如果呼叫请求数超过交换网的连接能力，即过负荷) ； 一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 系统不具有存储数据的能力，不能平滑交通量;不具备差错控制能力，无法发现与纠正传输过程中发生的差错。 数据报方式 虚电路方式和数据报方式的比较 早期的数字传输系统与设备暴露出固有的弱点: 数据传输速率不标准 ，存在着T1 与E1两个互不兼容的标准，在高次群的速率方面，日本又使用了第三种不兼容的标准； 光设