计算机网络 第三章 物理层(2)

第三章：物理层
3.3 传输介质

同轴电缆
铜质或铝质导线 网状导线
绝缘体

外皮
双绞线
铜绞双线 外层塑料外套
第三章：物理层
3.3 传输介质

光纤线缆
玻璃内芯
反射层
塑料保护套

无线传输介质
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3.4 数据编码技术
1.数字数据的调制编码（模拟数据编码方法）



幅移键控（振幅键控）ASK 移频键控 FSK 移相键控 PSK
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B-ISDN
由于窄带ISDN的业务主要针对64Kbps电 路交换，带宽有限，因此不能很好地适应新业 务和新技术的要求，特别是高清晰图象的传输、 能适应现有的和将来可能的业务，真正实现话 音、数据和图象等业务综合传输的网络是BISDN。
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3.9 同步数字体系SDH

SDH (Synchronous Digital Hierarchy)发 展背景 早期数字传输系统弱点
第三章：物理层
3.1 通信系统和数据通信系统 信息和数据 信号

信源 信息 发送设备 信号
信道
信号
接受设备
信息
信宿
噪声源
第三章：物理层
3.1 通信系统和数据通信系统 信源和信宿 发送设备 信道 接收设备

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3.2 数据通信方式
并行与串行传输 异步传输与同步传输 连接方式 点到点连接方式 点到多点连接方式
第三章：物理层
SDH的概念
所谓SDH是一套可进行同步信息传输、复用 、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。 SDH网络则是由一些基本网络单元（NE）组 成的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步 信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。 它的基本网元有终端复用器（TM）、分插复 用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC） 和再生中继器（REG）等。
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3.8 数据通信服务

N-ISDN
窄带ISDN利用公用电话网向用户提供端对端的数字信道 连接，用来承载话音和非话音的多种电信业务。有两种接入 速率： （1）基本速率接口（BRI） 2B+D=144kbps B通道（64kbps的数字PCM话音或数据通路） D通道（16或64kbps用作带外信令的数字通路） （2）一次群速率接口（PRI） T1 23B+D D为64kbps（美国和日本），匹配北美的 T1系统（1.544Mbps) E1 30B+D （中国和欧洲），匹配欧洲的E1系统 (2.048Mbps)
2488.320
2.5Gbit/ s
OC-48/STS-48（32356CH） OC-96/STS-96﹡（尚待确定）
9953.280
10Gbit/s
OC-192/STS-192 （129024CH）
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多路复用的工作原理
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2.7.1 多路复用技术的分类
频分多路复用FDM 时分多路复用TDM 波分多路复用WDM

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3.7 数据复用技术

频分复用
所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源
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频分多路复用特点

在一条通信线路设计多路通信信道; 每路信道的信号以不同的载波频率进行调制; 各个载波频率是不重叠的, 一条通信线路就可 以同时独立地传输多路信号。
物理层帧中继简称fr又称快速分组交换是在综合业务数字网isdn标准化过程中产生的一种重要技术它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路用户终端日益智能化的情况下由x25分组交换技术发展起来的一种传输技术
第三章：物理层
学习要求

了解物理层、数据通信的基本概念； 了解传输介质类型及主要特性； 掌握数据编码的类型和基本方法； 了解基带传输和频带传输的基本概念； 掌握多路复用的分类及特点； 了解同步数字体系SDH的基本概念。
SDH和SONET网络节点接口的标准速率
SDH 等 级 标称速率 （Mbit/s）
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SONET
简 称
等
级
标准速率 （Mbit/s） 51.840 155.520 466.560
OC-1/STS-1（480CH） STM-l（1920CH） 155.520 155Mbit /s 622Mbit /s OC-3/STS-3（1440CH） OC-9/STS-9
第三章：物理层

波分复用
波分复用就是光的频分复用（WDM)
第三章：物理层



光纤通道技术采用了波长分隔多路复用方法， 简称为波分复用WDM; 在一根光纤上复用80路或更多路的光载波信号 称为密集波分复用DWDM； 目前单模光纤的数据传输速率最高可以达到 20Gbps 。
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3.7 数据复用技术 时分复用

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3.6
频带传输技术
3.6.1频带传输定义 利用模拟信道传输数据信号的方法。 调制解调器（modem）是频带传输中 最典型的通信设备。
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3.7 多路复用技术

多路复用技术：一条物理线路上建立多条通信 信道的技术。
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所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。
同步时分多路复用（STDM）
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3.7 数据复用技术 统计时分复用
简称ATDM，使用ATDM帧来传送复用的数据。
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3.8 数据通信服务

数字数据网
DDN（数字数据网）是由光纤、数字微波或 卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成 的数字通信网络，可为用户提供永久或半永久 性连接电路，提供多种高质量的数据传输业务。
数据传输速率不标准（T1、E1载波） 光设备接口标准不规范 复用系统中的同步问题

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SDH的产生 1984年美国贝尔提出一种新的传输体制——光同步传送网 （SYNTRAN）。 1985年ANSI通过此标准，形成了国家的正式标准，并更 名为同步光纤网（SONET），要解决光接口标准规范问题 ，定义同步传输的线路速率等级体系。 1986年这一体系成为美国数字体系的新标准。同时，引起 了ITU-T的关注。 1988年ITU-T接受了SONET的概念，并进行了适当的修改 ，重新命名为同步数字体系（SDH），使之成为不仅适于 光纤，也适于微波和卫星传输。 1989年，ITU-T在其蓝皮书上发表了G.707、G.708和 G.709三个标准，从而揭开了现代信息传输崭新的一页。
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3.5基带传输技术
信道容量: 信道带宽B：信道所能传送电磁波的有效 频率范围。 数据传输速率：信道每秒所能传输的二 进制位数。 信道最大传输速率Rmax:给定条件、给定 信道上的数据传输速率的上限。
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3.5基带传输技术
奈奎斯特定理 Rmax =2B㏒2b (bps) Rmax为信道最大传输速率，B代表信道带 宽，b是信号有效状态的数量，bps表示 位每秒。 香农定理 Rmax =B㏒2(1+S/N） Rmax为信道最大传输速率，B代表信道带 宽， S是信号功率，N是噪声功率。

X.25
在分组交换网上采用CCITT的Ｘ系列建议， 其中最主要的协议是CCITT X.25建议，因此也 把分组交换网称为X.25网。
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3.8 数据通信服务

帧中继
简称FR，又称“快速分组交换”，是在综合业务 数字网（ISDN）标准化过程中产生的一种重要技术， 它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路、 用户终端日益智能化的情况下，由X25分组交换技术发 展起来的一种传输技术。 帧中继省去了x.25的链路层、分组层的差错控制、 流量控制、排序。当帧中继交换机收到一个帧的首部 时，只要一查出帧的目的地址就立即开始转发该帧。 大大减少了处理时间，所以称为“快速分组交换” 。 帧中继取消了分组层，以数据链路层的帧为基础 实现多条逻辑链路的统计复用和转换，所以称为“帧 中继”
STM-4（7696CH）
622.080
OC-12/STS-12
OC-18/STS-18 OC-24/STS-24 OC-36/STS-36
622.080
933.120 1244.160 1866.240 2488.320 4976.640 9953.280
STM-16 （30720CH） STM-64 （122880CH）
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3.5 基带传输技术
3.5.2 通信系统性能指标
数据传输速率的定义: 数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指 标； 数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数 据代码的二进制比特数，单位为比特/秒，记做 bps； 常用的数据传输速率单位有：Kbps、Mbps、 Gbps与Tb/s
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3.4 数据编码技术 2.数字数据的数字信号编码


非归零编码 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码
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3.4 数据编码技术
3. 模拟数据的采样编码
采样 f>=2fm百度文库x 量化 编码

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3.5 基带传输技术
3.5.1 基带传输的定义 在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列 的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号; 矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带 ,简称为 基带,矩形脉冲信号就叫做基带信号; 在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法 称为基带传输; 在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变 为直接传输的基带信号，例如曼彻斯特编码或 差分曼彻斯特编码信号; 在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形 脉冲信号; 基带传输是一种最基本的数据传输方式。