数据通信2章物理层续.pptxVIP

2.1 基带(baseband)信号和带通(band pass)信号 基带信号（即基本频带信号）——信源发出的未经调制的数字信号或模拟信号 ，即来自信源的信号。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。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)。基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它能与信道特性相适应。变换后的信号仍是基带信号。载波调制：使用载波（carrier）进行调制，把基带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），经过载波调制后的信号成为带通信号。 （带通调制：AM、FM、PM）2.2 几种最基本的调制方法 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)。 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。 对基带数字信号的几种调制方法 010011100基带信号调幅调频调相2.3 物理层下面的传输介质传输介质或称传输媒体，它是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。传输介质可分为两大类型：导向传输介质非导向传输介质f (Hz)(Hz)f2.3 物理层下面的传输介质电信领域使用的电磁波的频谱10010210410610810101012101410161018102010221024?无线电微波红外线X射线射线可见光紫外线1041051061071081091010101110121013101410151016双绞线卫星光纤同轴电缆地面微波 调频无线电 移动无线电 调幅无线电 海事无线电电视波段LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF2.3.1 导向传输介质双绞线屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 同轴电缆50 ? 同轴电缆75 ? 同轴电缆光缆 各种电缆无屏蔽双绞线 UTP屏蔽双绞线 STP绝缘层铜线屏蔽层铜线聚氯乙烯 套层聚氯乙烯套层绝缘层同轴电缆绝缘层绝缘保护套层外导体屏蔽层内导体常用双绞线的类别、带宽和典型应用绞合线类别带宽典型应用316MHz低速网络，模拟电话420 MHz短距离的10BASE-T以太网5100 MHz10BASE-T以太网，某些100BASE-T快速以太网5E（超5类）100 MHz100BASE-T快速以太网，某些1000BASE-T吉比特以太网6250 MHz1000BASE-T吉比特以太网，ATM网络7600 MHz可能用于今后的10吉比特以太网络光线在光纤中的折射 折射角包层 包层（低折射率的媒体）纤芯 纤芯（高折射率的媒体）入射角 包层（低折射率的媒体）折射角大于入射角，如果入射角足够大时，就会出现全反射，使光线折射会纤芯。光纤的工作原理低折射率(包层)高折射率(纤芯)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射输入脉冲输出脉冲输出脉冲输入脉冲单模光纤多模光纤与单模光纤多模光纤2.3.2 非导向传输介质无线传输所使用的频段很广。短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。微波在空间主要是直线传播。 地面微波接力通信卫星通信 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 复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。 信道A1A2A1A2共享信道信道复用分用B1B2B1B2信道C1C2C1C2(a) 不使用复用技术(b) 使用复用技术频率频率 5频率 4频率 3频率 2频率 1时间频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing) 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。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）。 时分复用TDM(Time Division Multiplexing) 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。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）。TDM 信号也称为等时(isochronous)信号。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。AAAATDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧时分复用 频率A 在 TDM 帧中的位置不变BCDBCDBCDBCD…时间BB