第2章物理层传输介质与数据通信.ppt

物理层 定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性，其作用是使原始的数据比特流能在物理媒体上传输。具体涉及接插件的规格、“0”、“1”信号的电平表示、收发双方的协调等内容。 卫星通信是利用位于3万6千公里高空的人造地球卫星作为太空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信能克服地面微波通信的距离限制,最大特点是通信距离远,且通信费用与距离无关。 VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的VSAT小站组成，能单双向传输数据、语音、图像、视频等多媒体综合业务。如各国的大使馆与国内之间的通信都是通过VSAT来通信的。 数据传输介质比较 （3）曼彻斯特编码(Manchester) 每位中间有一个电平跳变，该跳变既作为数据，又作为时钟同步信号。 0 : 从低电位变化到高电位 1 : 从高电位变化到低电位 （4）差分曼彻斯特编码(Differential Manchester) 每位中间有跳变。 每位开始时无跳变表示1，有跳变表示0 时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧。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。 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）。 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。 统计时分复用 STDM 码分复用 CDM 常用的名词是CDMA (Code Division Multiple Access，码分多址)，用于3G无线移动通信。 抗干扰能力强，可靠，安全必威体育官网网址，系统容量大，辐射低。 每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)。 每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列(chip sequence) 。 如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列。 如发送比特 0，则发送码片序列的二进制反码。 例如，S 站的 8 bit 码片序列是 发送比特 1 时，就发送序列 发送比特 0 时，就发送序列 CDMA 的重要特点 S 站的码片序列的向量表示：(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1) 每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，还必须互相正交(orthogonal)。 码片序列的正交关系 令向量 S 表示站 S 的码片向量，令 T 表示其他任何站的码片向量。 两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和T 的规格化内积都是 0： 码片序列的正交关系举例 令向量 S 为(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)， 向量 T 为(–1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 –1)。 把向量 S 和 T 的各分量值代入上式就可看出这两个码片序列是正交的。 正交关系的另一重要特性 任一个码片向量和自己的规格化内积是1。 任一个码片向量和自身反码的向量的规格化内积是 –1。 CDMA工作原理 交换技术 电路交换（电话） 报文交换（电报） 分组交换 电路交换和分组交换 电路交换 在数据传输前，必须建立端到端的连接 一旦某个节点故障，必须重新建立连接 连接建立后，数据的传输没有额外的延时 数据中不必包含地址域，仅需较短的虚电路号 数据按序传输，但信道的使用率较低 适合长时间传输大批量的数据，如流数据 电路交换和分组交换（续） 分组交换 在数据传输前，不必建立端到端的连接 只要下一个节点空闲，即可传输 信道的使用率较高 数据的传输采用存储转发，延时不可估计 数据中必须包含地址域 接收到的分组不一定按序，可能还需重组 适合传输文本型数据 分组交换 与报文交换相似，只是将报文分为若干个定长的分组，每个分组为一个子报文 每个分组中必须包含目的地址,并 采用存储-转发机制 线路的利用率较高 由于采用store-forward机制，所以在数据传输过程中，除了信号传播的延时之外，还有存储和转发的延时，而且可能延时较大，且不可估计 每个中间站点必须有缓存，但由于报文大小固定，所以缓存通常在内存中设置 接收分组和发送分组的顺序可能不一致 ，并且可能还需要重组 虚电路交换 将电路交换的概念引入到分组传输 虚电路连接的建立 传输方发起连接请求，中间节点根据路径信息建立交换表，在交换表内，节点为连接分配一个虚电路号，并与输出端口号相关联，表示用户信息从该端口输入，立即从相关联的输出端口输出到下一节点 虚电路连接的传输 分组中没有目的地址，只有虚电路号，接收分组时只检查其头部，一旦得到其虚电路号，则立即查交换表，转发至适当的端口（非store-forward ） 虚电路连接的拆除 信元交换 将分组分成固定长的单元 — 信元，并用虚电路方式交换 ATM网用这种交换方式 数据通信