第3 讲 物理层与数据通信接口
移动通信理论与实战第3章 移动通信的物理层处理技术
分集技术
概念
多路不相关的衰落路径传送相同的信号并合并
目标：
降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性
技术的关键问题：
如何得到（产生）多路信号? 如何合并多路信号?
本质：
对同一信号在不同时间、频率、空间、极化方向的过采样
分集原理
各独立信号传播路径同时经历深度衰落的概率很低
所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独 立(携带同一信息)的信号进行特定的处理，以降低信号电平 起伏的办法。
OQPSK
I信道和Q信道的两个数据流，每次只有其中一个可能发生极性 转换。输出的OQPSK信号的相位只有±π跳变，而没有π的相位跳变， 则经滤波及硬限幅后的功率谱旁瓣较小。
QAM
MQAM正交振幅调制
一种幅度和相位联合键控的调制方式
sMQAM
Amcosct B m sinct
Am Bm
空空山山不不见见人人 但但闻闻人人语语声声 返返景景入入深深林林 复复照照青青苔苔上上
？？？？
传输
空但返复空但返复 山闻景照山闻景照 不人入青不人入青 见语深苔见语深苔 人声林上人声林上
突发错误
解码
空空山？？不见见人？ 但但闻？？人语语声？ 返返景？？入深深林？ 复复照？？青苔苔上？
去交织
空但返复空但返复 山闻景照？？？？ ？？？？不人入青 见语深苔见语深苔 人声林上？？？？
信道编码
作用：
增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号
差错控制方式
检错重发（ARQ）：只检不纠，错则重传 需要反馈信道，译码设备简单，对突发错误和信道干扰较严重时有 效，但实时性差，主要应用在计算机数据通信中。
前向纠错（FEC）：自动纠错，能力有限 单向传输，实时性好，传输效率高，但译码设备较复杂。这种纠错 方式广泛应用于移动通信设备中
第3章-物理层1
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11
4．通信方式（领会）
• 串行数据通信的方向性结构有三种，即单 工、半双工和全双工。
发送 设备
数据流
通信连接 (a) 单工
接收 设备
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3.3.2模拟数据通信和数字数据通信
• 数据——传输信息的实体，可定义为有意 义的实体，它涉及事物的存在形式。数据 可分为模拟数据和数字数据两大类（识记）
第三章 物理层
主讲老师：李维
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1
3.3 数据通信技术 3.3.1通信信道
• 数据通信的任务是传输数据信息，希望达 到传输速度快、出错率低、信息量大、可 靠性高，并且既经济又便于使用维护。这 些要求可以用下列技术指标加以描述。
✓数据传输速率 ✓信道容量 ✓误码率 ✓通信方式
2021/4/4
✓例如：ASCII编码、BCD编码等
• 数据编码：将数据用物理量表示的方法
✓例如：字符“A”的ASCII编码为01000001，其数 据编码可能为
01000001
t
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• 信息通过数据通信系统进行传输的过程（领会）
✓ 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地
• 信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输
2
1．数据传输速率（简单应用）
• 所谓数据传输速率，是指每秒能传输的 二进制信息位数，单位为位／秒，记为 bps或b/s，它可由下式确定：
R=(1/T).log2N(bps)
✓式中T为一个数字脉冲信号的宽度,单位为秒。 ✓N为一个码元所取的有效离散值个数,也称调
制电平数,N一般取2的整数次方值。
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数据通信-OSI参考模型教案
《数据通信技术》课堂教学教案
数据解封
3.OSI 七层协议的功能
物理层：
物理层建立在物理通信介质的基础上，作为系统和通信介质的接口，用来实现数据链路实体间透明的比特（bit，01二进制数）流传输，只有该层为真实物理通信，其它各层为虚拟通信。
物理层实际上是设备之间的物理接口，物理层传输协议主要用于控制传输媒体。
简单来说物理层确定物理设备接口，提供点－点的比特流传输的物理链路。
数据链路层：
数据链路层为网络层相邻实体间提供传送数据的功能和过程；提供数据流链路控制；检测和校正物理链路的差错。
物理层不考虑位流传输的结构，而数据链路层主要职责是控制相邻系统之间的物理链路，传送数据以帧为单位，规定字符编码、信息格式，约定接收和发送过程，在一帧数据开头和结尾附加特殊二进制编码作为帧界识别符，以及发送端处理接收端送回的确认帧，保证数据帧传输和接收的正确性，以及发送和接收速度的匹配，流量控制等。
简言之数据链路层利用差错处理技术，提供高可靠传输的数据链路。
网络层：
网络层控制分组传送操作，即路由选择，拥塞控制、网络互连等功能，根据传输层的要求来选择服务质量，向传输层报告未恢复的差错。
网络层传输的信息以报文分组为单位，它将来自源的报文转换成包文，并经路径选择算法确定路径送往目的地。
网络层协议。
物理层的接口特性_计算机网络与通信(第2版)_[共3页]
![物理层的接口特性_计算机网络与通信(第2版)_[共3页]](https://img.taocdn.com/s3/m/ffc9f9e643323968001c9212.png)
第3章 物 理 层31式中，n 是在一定时间内系统传输的码元总数；n e 是在相同时间内传输中产生差错的码 元数。
（2）误比特率。
在系统传输中发生差错的比特数占传输总比特数的比例称为误比特率。
记为n p n b b lim Ğ→= 式中，n 是在一定时间内系统传输的比特总数；n b 是在同一时间内传输中产生差错的比 特数。
对于二进制数据信号，误码率和误比特率相等。
而对于多进制数字信号，其误码率总是大于等于误比特率。
3.2 物理层概述3.2.1 物理层的基本概念物理层通常不是指连接计算机的具体物理设备，而是指在连接开放系统的传输介质上为上一层（指数据链路层）提供传送比特流的一个物理连接。
用OSI 的术语来说，物理层的主要功能就是为它的服务用户即数据链路层的实体在具体的传输介质上提供发送或接收比特流的能力。
这种能力具体表现为物理层要建立（或激活）一个连接，然后在整个通信过程中保持这种连接，当通信结束时，释放连接。
目前，可供计算机网络使用的物理设备和传输介质种类很多，特性各异，物理层的作用就在于要屏蔽这些差异，使得数据链路层不必去考虑物理设备和传输介质的具体特性，而只要考虑完成本层的协议和服务。
物理层的协议（面向通信的协议通常也称为通信规程）与具体的物理设备、传输介质及通信手段有关。
物理层的许多协议是在OSI 模型公布之前制定的，并为众多的厂商接受和采纳，当然这些物理层协议与OSI 的严格要求相比是有一定的差距的，因为它们既没有按照OSI 那样严格的分层来制定，也没有像OSI 那样将服务语言和协议规范区分开来。
因此，对物理层协议就不便利用OSI 的术语加以阐述，而只能将物理层实现的主要功能描述为与传输介质接口有关的4个特性,即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。
物理层就是通过这4个特性的作用，在数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）和数据电路终接设备（Data Circuit-Terminating Equipment，DCE）之间，实现物理通路的连接。
计算机网络原理——物理层
105 106 双绞线 调幅 海事 无线电 无线电
107 同轴电缆
108
109
1010 卫星
1011 1012
1013
1014
1015 光纤
1016
地面微波
调频 移动 无线电 无线电 电视 HF VHF UHF SHF EHF THF
波段
LF
MF
地表 对流层 电离层 空间及视线
空间
26
物理层
微波通信
允许发送 振铃指示
物理层
TD DTR SG DSR RTS
CTS RI
16
RS-232-C的规程特性
• 过程特性指RS-232-C的各条控制线在下列不同情况下接通
（ON，逻辑0）和断开（OFF，逻辑1）的顺序：
• 建立物理连接 • 传输数据比特流 • 释放物理连接
PSTN
物理层
17
建立物理连接
• 当DTE-A要与DTE-B通信时，将DTR(20)臵为ON ，同时通过TD(2)向 DCE-A发送电话号码信号，请求与对方建立物理连接； • DCE-B将RI(22)臵为ON，通知DTE-B有呼叫到达。DTE-B将DTR(20)臵 为ON，DCE-B接着产生载波信号，并将DSR(6)臵为ON ，表示已准备好；
30
[例1]
•采用四相调制方式，即N=4，且T=833x10-6秒，则 S=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps) B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)
物理层
31
信道容量
1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps) 信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据 传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输 速率。 2)离散的信道容量 奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H 的关系： B=2*H (Baud) ......⑸ 奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式： C=2*H*log2N (bps) ......⑹ 式中 H为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单 位为Hz； N为一个码元所取的离散值个数。
计算机网络课后习题与解答讲解
本文所有的习题均来自教师上课布置的题目和书上，答案是一家之言，仅供参考。
第一章计算机概论1.术语解释计算机网络网络拓扑结构局域网城域网广域网通信子网资源子网2.计算机网络的的发展可以划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？3.以一个你所熟悉的因特网应用为例，说明你对计算机网络定义和功能的理解。
4.计算机网络如何分类？请分别举出一个局域网、城域网和广域网的实例，并说明它们之间的区别。
5.何为计算机网络的二级子网结构？请说明它们的功能和组成。
6.常用的计算机网络的拓扑结构有哪几种？各自有何特点？试画出它们的拓扑结构图。
7.计算机网络具有哪些功能？8.目前，计算机网络应用在哪些方面？第二章网络体系结构与网络协议1.解释下列术语网络体系结构服务接口协议实体协议数据单元数据封装数据解封装2.在OSI参考模型中，保证端-端的可靠性是在哪个层次上完成的？CA．数据连路层B．网络层C．传输层D．会话层3.数据的加密和解密属于 OSI 模型的功能。
BA．网络层 B．表示层 C．物理层 D．数据链路层4.O SI 参考模型包括哪 7 层？5.同一台计算机之间相邻层如何通信？6.不同计算机上同等层之间如何通信？7.简述 OSI参考模型各层的功能。
8.简述数据发送方封装的过程。
9.O SI 参考模型中每一层数据单元分别是什么？10.在 TCP/IP协议中各层有哪些主要协议？11.试说明层次、协议、服务和接口的关系12.计算机网络为什么采用层次化的体系结构？13.试比较 TCP/IP 模型和 OSI 模型的异同点。
计算机网络为什么采用层次化的体系结构？【要点提示】采用层次化体系结构的目的是将计算机网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题。
通过“分而治之”，解决这些较小的、简单的问题，从而解决计算机网络这个大问题（可以举例加以说明）。
2.81．用生活中的实例说明面向连接的网络服务与无连接的网络服务解析：面向连接的网络服务与无连接的网络服务就相当于生活中的电话系统和普通邮政系统所提供服务。
第3章 物理层
第三章
物理层
通信系统的质量指标
数据传输速率 bps 1Kbps=1000 bps 1Mbps=1000 Kbps 1Gbps=1000 Mbps 误码率 误码率= 发生错误bit数 传送的bit数
第三章
物理层
信源、信宿和信道
物理层协议的四个特性 机械特性 电气特性 功能特性 规程特性
第三章
物理层
3.4.2 常见的国际标准组织
国际标准化组织 ISO 美国电子工业协会 EIA 国际电报电话咨询委员会CCITT 国际电信联盟ITU 欧洲电信标准组织 电气电子工程师协会 IEEE IEEE802 ATM 论坛
第三章
物理层
1.不归零编码(Non-Return Zero，简称NRZ)
0 1 0 0 1 0 1 1
缺点：由于不能判断位的开始和结束，收发双方不能保持 同步因此必须使用另一个信道同时传送同步时钟信号
第三章
物理层
2．曼彻斯特(Manchester)编码
曼彻斯特编码将每比特信号周期T分为前T/2和后T/2，用前T/2 传送该比特的反（原）码，用后T/2传送该比特的原（反）码
并行通信：使用多个传输信道，有多个数据位同
时传输
b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
适合近距 离通信
发送端
接收端
第三章
物理层
数据通信方式
（2）单工通信/半双工通信/全双工通信
单工通信：
A
B
数据只能在一个固定的方向上传送 eg 广播、电视信号
模拟信号 连续的，普遍存在于自然界
2.1数据通信的基础知识
程。 ❖ 调制：将数字数据转换成模拟信号。 ❖ 解调：将调制后的模拟信号还原为数字数据
的过程。
第十页，共五十七页。
常用 编码方法 (chánɡ yònɡ)
❖ 归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0 ❖ 不归零制：正电平代表1，负电平代表0
❖ 实现(shíxiàn)收发之间的同步技术是数据传输中的关键技术 之一，通常使用的同步技术有两种：
异步方式 同步方式
第二十八页，共五十七页。
异步传输方式
❖ 在异步传输方式中，每传送1个字符（7位或8位）都要在每个字 符码前加1个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验 码后面(hòu mian)加1或2个停止位，表示字符结束。接收方根据起始 位和停止位来判断一个新字符的开始。从而起到通信双方的同步 作用。
量越多，那么(nà me)就可以用更高的速率传送码元而不 出现码间串扰。
第十八页，共五十七页。
理想(lǐxiǎng)低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想(lǐxiǎng)低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
能通过
0
W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
❖ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输 速率是每秒 2 个码元。
❖ 曼彻斯特编码：位周期中心的上跳变表示0，下跳 变表示1
❖ 差分曼彻斯特编码：位的开始边界有跳变上跳 变表示0，无跳变表示1
❖ 曼彻斯特编码产生的信号频率(pínlǜ)比不归零制高， 但曼彻斯特编码有自同步能力。
第十一页，共五十七页。
数据
0
1
00101 Nhomakorabea1
数据通信-3章-LAN(含差错控制)
数据通信与网络基础
站点A 站点B
建立
ENQ ACK 数据 ACK
数据 传输
数据 ACK
数据 ACK 终止 时间 EOF 时间
13
ENQ/ACK线路规程
数据通信与网络基础
3.1.2 轮询/选择 该方法是在一个设备被指定为主站而 其它设备为从站的拓扑结构中采用的方 法。多点系统必须在多个节点而不是两 个节点之间协调。 • 如何工作 当一条多点链路由使用同一条传输线 路的主设备和若干从设备构成时，所有 信息交换都必须通过主设备进行。主设 备控制链路，从设备遵从其指令。必须 由主设备来决定，在给定时刻哪一个设 备才有权使用信道。因此，主设备总是 会话的发起者。如果主设备希望接收数 据，它将询问从设备是否有数据待发， 这项功能称为轮询。如果主设备希望发 送数据，它告之要发往的从设备准备好 接收数据，这项功能称为选择。
数据通信与网络基础
如何工作： 1 发起方首先发送一个询问帧（ENQ）， 询问接收方是否可以接收数据。 2 接收方如已经作好准备，就发送一个确 认（ACK）帧；如没有准备好，就必须 回答一个否认（NAK）帧。 3 如果在一定时间内既没有收到确认帧， 又没有收到否认帧，发起方就假定询问 帧在传输中丢失，于是断开连接，并重 新发送一个副本。 4 如果对ENQ帧的响应是否定的，在三次 尝试都失败后，发起方就断开连接，并 在另一个时刻重新开始整个过程。如果 是肯定，发起方就可以随时发送数据。 5 一旦将所有数据都传输完毕，发送方以 一个传输结束（EOF）帧结束传传输。
从概念上来说，当数据帧发送出去时，发送方 滑动窗口从左面开始收缩。当收到确认帧时， 发送方滑动窗口向右扩展。
27
数据通信与网络基础
发送窗口
5 6
(新)计算机网络(原理)教学大纲
《计算机网络（原理）》教学大纲一、课程概述《计算机网络》课程是当今计算机科学领域最重要的分支学科之一，它是研究计算机连结成网络的基本原理和方法手段，使计算机能够互联成网，进而实现计算机之间的软硬件资源共享、计算机之间信息的互通、实现数据的分布式存储和任务分布式处理。
在这基础上实现各种计算机网络应用，研究如何利用现有计算机网络协议实现各种新的应用，并为新的网络应用开发出新理论和新协议，对网络协议及网络性能进行改进和提高。
当今是信息网络化时代，因此这门学科其重要性是毋用置疑的。
《计算机网络》课程是计算机科学与技术和计算机应用专业的核心主干课程，它与《计算机组成原理》、《操作系统》、《计算机导论》、《编程基础》紧密关联，且比《计算机组成原理》和《操作系统》高一层次，与这两门科同等重要。
因为计算机网络是建立在计算机硬件的体系结构和软件的操作系统之上，所以必须以《计算机组成原理》和《操作系统》作为前导课程。
又因为《计算机网络》学科的内容随计算机网络技术的飞速发展而有非常大的变化，出现了很多新的内容和新的分枝课程，分枝出计算机网络的其它课程，如《局域网技术》、《广域网技术》、《Internet与Intranet》、《网页制作和网站组建》、《网络应用编程》、《多媒体网络技术》、《网络安全技术》、《网络信息安全》、《网络工程》、《网络系统集成与管理》等。
这些课程有些是内容相对陈旧，有些有内容上的重复，总体上计算机网络课程和内容可分为五部分：（1）《计算机网络原理》或《计算机网络》，主要内容是计算机网络分层的体系结构，ISO的七层模型，计算机网络中的基本概念，计算机网络功能实现的原理，TCP/IP协议，应用层的协议及实现原理，网络安全的基本常识等。
（2）《网络系统集成与管理》、《网络的组建》或《网络工程》：主要内容是网络工程，网络系统的规划、设计与实现，网络设备（交换机、路由器、服务器等）的安装与配置，网络的布线，网络操作系统选定与服务的安装与配置，网络安全配置等。
数据通信基础与物理层.ppt
信 基
• 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)。
础 与 物
• 全双工通信（双向同时通信）：
理 层
• 通信的双方可以同时发送和接收信息。
18
一些概念（续2）
第 二
讲
• 基带信号（即基本频带信号）
数
• 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
据
的数据信号都属于基带信号。
• 在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字 16
信号时，代表不同离散数值的基本波形。
模拟信号和数字信号
t
第 二 讲
数
据
通
信
基
础
t
与 物
理
层
a) 模拟信号
b) 数字信号
17
17
一些概念（续1）
第 二
讲
• 单工通信（单向通信）：
数
据
• 只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
通
• 半双工通信（双向交替通信）：
物 理
层
规程特性 • 指明对于不同功能的各种可能事件的出 现顺序。
4
1.2 计算机网络的性能指标
第 二
讲
•速率 •带宽 •时延
•吞吐量
数 据
•时延带宽积
通 信
基
•利用率
础 与
物
理
层
5
第
1） 带宽
二
讲
• 数字信道所能传送的“最高数据率”
数 据
• 单位：“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。
通 信
间是被利用的（有数据通过）。完全空闲 通
的信道的利用率是零。
信 基
物理层的接口特性_计算机网络技术基础_[共2页]
![物理层的接口特性_计算机网络技术基础_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/a08f69b1f5335a8103d22072.png)
第2章物理层27 为与传输媒体接口有关的4个特性，即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。
物理层就是通过这4个特性的作用，在DTE和DCE之间实现物理通路的连接的。
2.1.2 物理层的接口特性物理层协议实际上是DTE和DCE之间的一组约定。
这组约定规定了DTE与DCE之间标准接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。
DTE（Data Terminal Equipment）是数据终端设备的英文缩写，它是一种具有一定的数据处理能力并且可以转发数据的设备，具有根据协议控制数据通信的功能。
该设备不仅可以是数据源或数据宿，也可以既是数据源又是数据宿。
DTE是对属于用户所有的组网设备或工作站的总称。
由于多数数据处理设备的数据传输能力有限，因而必须在数据处理设备与传输线路之间嵌入一个中间设备，这个中间设备称为数据电路终接设备（Data Circuit Terminating Equipment，DCE）。
该设备的作用是在DTE和传输线路之间提供信号调换以及保持和释放数据链路的连接。
DCE属于网络设备，调制解调器是典型的DCE。
DTE与DCE的连接效果如图2.1所示。
图2.1 DTE与DCE的连接DTE/DCE接口是DTE与DCE之间的界面，这个界面上设有多条信号线和控制线。
为了减轻数据处理设备用户的负担，同时使不同厂家生产的产品能够互换或互通，DTE/DCE接口必须是标准化的。
标准化的DTE/DCE接口包括以下4个方面的特性。
1．机械特性DTE/DCE标准接口的机械特性涉及接口界面的物理结构，机械特性是对连接器（包括插头及插座的形状和尺寸，插针或插孔的数目及其排列，固定或锁定装置等）做出详细的规定。
在ISO标准中，涉及DTE/DCE接口机械特性的标准如下。
●ISO 2110连接器。
25芯DTE/DCE接口连接器，用于串行和并行音频调制解调器、公用数据网接口、电报（包括用户电报）接口和自动呼叫设备。
●ISO 2593连接器。
物理层（1）接口特性、数据通信模型、奈氏准则、香农定理
物理层（1）接⼝特性、数据通信模型、奈⽒准则、⾹农定理⼀、物理层接⼝特性 物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是具体的传输媒体。
物理层主要任务是确定与传输数据有关的特性（定义标准）。
物理层定义的标准： 1）机械特性：定义物理连接的特性，规定物理连接时所采⽤的规格、接⼝形状、引脚数⽬、引脚数量和排列情况。
2）电⽓特性：定义传输⼆进制位时，线路上信号的电压范围、传输速率和距离限制等。
3）功能特性：指某条线路上的电平表⽰何种意义，接⼝部件的信号线的⽤途。
（描述⼀个物理层接⼝引脚处于⾼电平时的含义） 4）规程特性：定义各条物理线路的⼯作规程和时序关系。
⼆、数据通信系统模型 数据通信系统的基本组成⼀般包括发送端、接收端以及收发两端之间的信道三个部分。
如图： 信息源是信息或信息序列的产⽣源，它泛指⼀切发信者，可以是⼈也可以是机器设备，能够产⽣诸如声⾳、数据、⽂字、图像、代码等电信号，信息源发出信息的形式可以是连续的，也可以是离散的。
发送设备把信息源发出的信息变换成便于传输的形式，使之适应于信道传输特性的要求并送⼊信道的各种设备。
信道是指传输信号的通道。
根据传输媒介的不同，可分为有线信道（电缆、光纤等）和⽆线信道（微波、卫星），只经信道经码⽽不经调制就直接送到电缆去传输的数字信号称为数字基带信号，经调制后的信号称为频带信号。
信道噪声，可能是进⼊信道的各种外部噪声，也可能是通信系统中各种电路、器件或设备⾃⾝产⽣的内部噪声。
接收设备接收从信道传输过来的信息，并转换成信息宿便于接收的形式，功能与发送设备的功能刚好相反。
信息宿是接收发送端信息的对象，它泛指⼀切信息接收者。
按照信道中所传输信号的不同形式，通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统，如图是数字通信系统模型： 信源编码的主要功能是把语⾳、⽂字、图像等模拟信号转换成数字信号，即模/数（A/D）转换。
信道编码是将数字信号转换成与调制⽅式和传输信道匹配的形式，降低传输误码率，提⾼传输的可靠性。
5G无线网络规划与优化-空中接口物理层
Uu接口： RLC层
RLC（Radio Link Control）顾名思义，它主要提供无线链路控制功能。RLC包含TM、
UM和AM三种传输模式，主要提供纠错、分段、重组等功能
RLC层位于PDCP层（或RRC层）和MAC 层之间。
它通过SAP与PDCP层（或RRC层）进行通信，并通过逻辑信道与MAC层进行通信。
应关系
1 个PDU 会话
QoS流和DRB对应关
系
N 个QoS流
N个 QoS流
1条N3隧道
Page10
1条DRB
Uu接口： PDCP层功能
SDAP
用户面IP头压缩
加/解密
控制面完整性校验
PDCP
RLC
MAC
PHY
复制检测
重排序
路由和重复（双连接场景时）
Uu接口： PDCP层功能
（1）对IP报头进行压缩/解压缩以减少空口传输的比特数。
段已经用于生成了RLC PDU，则RLC发送端不会丢弃它，而是会完成该RLC SDU的传输（这意味着AM RLC实体
用户面数据是否进行头部压缩处理是可选的。
（3）基于完整性保护算法对控制面数据或用户面数据进行完整性保护，并生成MAC-I验证码，以便接收端进行完整
性校验。控制面数据必须进行完整性保护，而用户面数据的完整性保护功能是可选的。
（4）对控制面数据或用户面数据进行加密，以保证发送端和接收端之间传递的数据的保密性。除了PDCP Control
重传，其反馈出错率在1%左右。对于某些业务，如TCP传输（要求丢包率小于10-5），HARQ反馈
的出错率就显得过高了。对于这类业务，RLC层的重传处理能够进一步降低反馈出错率。
计算机网络技术与应用课件_第3章_OSI-RM及网络互联设备
续
2、网桥工作原理 3、桥接表的生成
3.2.5 交换机
1、交换机工作层面及功能 交换机工作于OSI参考模型的数据链路层。 主要功能：
• 1）快速交换功能：发送结点与接收结点通过交换机 连接，数据帧可直接由源MAC地址快速交换到达目的 MAC地址。 • 2）存储转发功能：在数据帧转发前先送入交换机的 内部缓冲。这种具有存储转发类型的交换机可对数据 帧进行差错检查，可过滤掉有问题的数据帧。
1、OSI的分层思想
分层思想： 1）每一层要有明确的功能界限并严格建立在其下层之上； 2）每一层除实现本层功能外，还要为上层提供一定服务； 3）下层为上层提供服务的细节或实现方式要与上层无关； 4）同层之间要有相互兼容的通信规则或约定。 根据OSI的分层思想，一个完整的计算机网络体系结构应由 两部分组成，即“网络层次模型”和各层拥有的“网络通信 协议”集合。 网络层次模型：它明确定义了各层功能的界限，以及相 邻层次间的接口及服务方法。 网络通信协议：规定了同层次之间通信时建立的规则或 约定。
3、OSI-RM综述
1）ISO-RM的最高层为应用层，面向用户提供应 用级的服务；最低层为物理层，负责连接通信媒体 实现数据传输。低三层可看作是面向数据传输的控 制层（属于通信子网），主要负责解决有关通信控 制和通信寻址等问题；高三层可看作是面向数据处 理的应用层（属于资源子网），主要负责解决应用 进程间的数据通信和数据处理等问题；传输层在 OSI/RM中起到承上启下的作用，作为通信子网和 资源子网的接口，负责总体的数据传输和数据控制， 确保两端通信系统实现端到端的数据传送。由此可 见，传输层是整个网络体系结构的关键层。
第二层 数据链路层（Data Link Layer）
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成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦
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。0 6:36:42 06:36:4 206:361 1/12/2 020 6:36:42 AM
每天只看目标，别老想障碍
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宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子
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。06:3 6:4206: 36:420 6:36Thursday, November 12, 2020
空闲
时间 t
-15v
001011010
图 32.7 E3IA 42324的帧3 结2构 1 2 0000
图3.8 串行口属性的设置
拨号上网：两个 DTE 通过 DCE进行通信的例子
DTE-A
DCE-A
网络
DCE-B
DTE-B
EIA-232接口
调制解调器
调制解调器 EIA-232接口
概念测试题：
数据
接收 设备
（a）单工通信
发送
发送
设备
数据
设备
Hale Waihona Puke 接收接收设备
设备
（b）半双工通信
图 3.2 单工、半双工与全双工通信
发送
接收
设备 数据 设备
接收 数据 发送
设备
设备
（c）全双工通信
电话是哪种方式？单工，半双工，全双工？ 网卡是哪种方式？ 鼠标是哪种方式？ 打印机是哪种方式？
我们看一下第2章的常用接口
物理接口。 物理层只是将信息做为一串二进制数（比特流）
接收和发送，而不考虑信息的意义和结构。 它描述了硬件接口的机械、电气、功能的规定，
还定义电位的高低、变化的间隔、电缆和接头的 类型等。
物理层（接口）的四大特性，即：
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。
电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压 的范围。
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。
过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出 现顺序。
3.2 数据通信的方式
1）串行与并行
并行（parallel）通信是指在多条并行的信道上同时进行传 输，一次可以传输一组数据。如图3.1左图中4条并行的信道 一次可以同时传4位数据。
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积极向上的心态，是成功者的最基本要素 5、
。20.1 1.1220. 11.120 6:36:42 06:36:4 2November 12, 2020
生活总会给你谢另一个谢机会，大这个机家会叫明天 6、
。2 020年1 1月12 日星期 四上午6 时36分 42秒06: 36:422 0.11.12
DCE (Data Communication Equipment)是数据 通信设备，它在 DTE 和传输线路之间提供信号 变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释 放数据链路的连接。
计 TXD 算 RXD 机 GND
TXD RXD GND
外部 设备
图 3.5 计算机和外设通过串口的连接
传输媒介：双绞线
串行（serial）通信是指数据流在一条信道上一位接一位地 顺序传输，如图3.1右图所示。
发送 1
设备 并行 通信
0 2 0 3
接口 0
4
0
接收 设备 并行 通信 接口
发送 设备 串行 通信 接口
4321 0000
图 3.1 并行通信与串行通信
接收 设备 串行 通信 接口
打印机是哪种方式？并行还是串行？ 投影仪是哪种方式？并行还是串行？ 鼠标是哪种方式？并行还是串行？ 键盘是哪种方式？并行还是串行？ 网卡接口是哪种方式？并行还是串行？
D. 描述了硬件接口的机械、电气、功能的规定
3. EIA232串行口（COM口）属性中不需设置的是( )。
A．速率 B．数据位 C．奇偶校验 D．起始位
4. 计算机网络中各节点之间传输方式采用（ ）。
A. 连续方式 B. 分散方式 C. 串行方式 D.并行方式
5. 标准的EIA 232接口使用( )的连接器。
屏蔽双绞线 STP 非屏蔽双绞线 UTP 第五类双绞线：100Mbps，常用于以太网线
帧格式
发送的 0 基带信号
1
0
0
1
1
1
0
0
t
传输的信号是高低电平表示的，传输线路空闲状 态也是同样的电平表示的，怎么判别是否有信号 在传输？？
电平 v +15v
起
始 空闲 位
5-8 位数据
校 验 1-2 位 位 停止位
第3讲. 物理层与数据通信接口
本章重点
物理层的基本概念（功能等） 物理层的四大特性 数据通信的基本方式（串/并行，单/双工） EIA-232（COM） 接口标准 DTE和DCE
3.1 物理层的基本概念
物理层的功能是实现实体间的信息的按位传输。 物理层建立在传输媒介的基础上，实现设备间的
A．DB-11 B．DB-12 C．DB-25 D．DB-32
6.物理层的四大特性是机械特性、电气特性、____________
和
；
课后内容：
思考题：P20，2-1；P30，3-1~3
预习：第4章 下一讲：局域网技术
每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成
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1、
功的路 。20.11.1220.11.12Thursday, November 12, 2020
2）单工、半双工、全双工
单工通信（simplex）——只能有一个方向 的通信而没有反方向的交互。
半双工通信（half duplex）——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)。
全双工通信（full duplex）——通信的双方 可以同时发送和接收信息。
发送 设备
COM接口 USB接口 LAN接口 其他
3.3 EIA-232（COM） 接口标准
接口特性
机械特性：DB-25（标准），DB-9（常用） 电气特性：“1”—“-5V~-15V”，“0”， 接口速率：低速率（比特率） 功能特性和过程特性
DTE (Data Terminal Equipment) 是数据终端设 备，是具有一定的数据处理能力和发送、接收 数据能力的设备。
1.在同一个信道上的同一时刻，能够进行双向数据传送的通信方式是( )。
A．单工 B．全双工 C．半双工 D．上述三种均不是
2.以下关于物理层不正确的是（ ）。
A. 物理层指为用户提供的具体传输媒体
B. 物理层不负责传输的检错和纠错任务
C. 只是将信息做为一串二进制数（比特流）接收和发送，而不考虑信 息的意义和结构