CH2-L3 物理层、通信基础
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
▪ 安排
➢ 第3讲：物理层和数据通信基础(1)
• 物理层（§2.1）、通信系统（§2.2, §2.5.1 ）
➢ 第4讲：数据通信基础(2)
• 传输介质（§2.3） 、信道复用（§2.4） • 宽带接入技术（§2.6），复习
▪ 课时原因，不介绍（自学了解）
➢ 同步光纤网 SONET 、同步数字系列 SDH
连接（提供信道对计算机系统的独立性)
入网设备 物理 （DTE） 层协议 (计算机)
MoDem 或网卡
(DCE)
物理 传输介质 MoDem 层协议
或网卡 (DCE)
入网设备 （DTE） (计算机)
信道
物理层的四类特性
▪ 物理层：确定与传输媒体的四类接口特性 （连接标准：不仅仅是硬件连接）
➢ 机械特性(mechanical characteristics) 描述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。
▪ 了解 ➢ 串行通信和并行通信、通信的双工性 ➢ 基带调制、带通调制 ➢ 振幅调制、频率调制、相位调制 ➢ 脉冲编码调制技术 PCM ➢ 信道的极限信息传输速率
第2章教材分析
▪ 三部分内容（教材章节）
➢ 第1层：物理层（第1节） ➢ 第0层：数据通信基础（第2、3、4、5节）
• 是本章主要内容
➢ 宽带接入技术（第6节）
串行通信（自学）
并
发
串
送
转
端
换
串
并
接
转
收
换
端
➢ 包含较多的低频成分，甚至有直流成分
术语：串行通信和并行通信 p36
▪ 并行传输：用多条传输介质同时传送多位数据。 ▪ 串行传输：
用一条传输介质同一时刻只能传送一位数据。
并行通信（自学）
发
接
送 端
收 端
▪ 主要用于近距离传输 如，主机与打印机，利用并行端口（LPT）进行 通信，一次可以传输8位数据
输
输
的信号
出
出
数
信
据
息
源系统
传输系统 数据通信系统
目的系统
术语
▪ 信息(information)：人们关心的事物特征的状态 ▪ 数据(data)：存储和交换信息的载体
➢ 信息是数据的内容，数据是信息的形式 ➢ 数字数据：用0,1串对信息的编码
▪ 信号(signal)：数据在通信传输时的形式(本课程) （数据的表现形式：电、磁、光）
➢ 信号中包含了所要传递的信息 。
源点
发送器
输
输
入
入
信
数
息
据
发 送 的 信 号
传输 系统
接收器
终点
接
输
输
收
出
出
的
数
信
信
据
息
号
术语（续）
▪ 模拟(Analog)量： 值域是连续空间，如温度（实数），sin函数
▪ 数字(Digital)量（离散量）： 取值是不连续的，如文本(字符集)、人数（整数）
温度C
（§ 2.2.2 ）
➢ 2.3 通信类型
➢ 2.4 载波模拟通信和带通调制
➢ 2.5 基带通信和基带调制（补充教材）
➢ 2.6 数字通信和数字化（§2.5.1）
➢ 2.7 信道的极限容量（§ 2.2.3 ）
1. （狭义的） 物理层的基本概念（§ 2.1 ）
▪ 物理层（复习）
➢ 物理层协议：入网设备与信道连接的标准 ➢ 目的：不同厂家的的入网设备与不同信道可以方便地
➢ 电气特性(electrical characteristics) 描述在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
➢ 功能特性(functional characteristics) 描述某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
➢ 过程特性(procedural characteristics) 描述对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
传统的物理层协议/标准
▪ RS-232 ▪ RS-449 ▪ X.21
广义的物理层
▪ 狭义的物理层+数据通信
2 数据通信的基础知识（§ 2.2 ）
▪ 2.1 数据通信系统模型（§ 2.2.1 ）
பைடு நூலகம்
▪ 2.2 信道
（§ 2.2.2 ）
▪ 2.3 通信类型
▪ 2.4 载波模拟通信和带通调制
▪ 2.5 基带通信和基带调制（补充教材）
▪ 模拟传输： 用连续变化的物理量(模拟信号)传输数据
▪ 数字传输（又称为“基带传输” ）： 用不连续的物理状态(数字信号)传输数据
模拟信号
0 1 0 0 1 01 1
数字信号
t
术语：基带(baseband)信号
▪ 基带信号：原意为“来自信源的信号” ▪ 计算机等设备（信源）提供的是数字信号，
所以，计算机通信将数字信号称为基带信号。
▪ 2.6 数字通信和数字化（§2.5.1）
▪ 2.7 信道的极限容量（§ 2.2.3 ）
2.1 数据通信系统模型（ p37 § 2.2.1 ）
数字信号 模拟信号
模拟信号 数字信号
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
信源
发送器
输
输
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
信宿
接收
▪ 物理层的作用 ▪ 数据链路层的作用 ▪ 网络层的作用 ▪ 传输层的作用 ▪ 什么是协议 ▪ 什么是协议数据单元、一般格式
本讲预习情况检查（快速提问3）
▪ 掌握 ➢ 物理层的作用、四类特性 ➢ 数据通信系统的模型 ➢ 信息、数据和信号、模拟量与数字量 ➢ 信道 ➢ 模拟传输、基带传输 ➢ 模拟通信、数据通信（基带通信、载波模拟通信） 和数字通信
计算机网络原理
第3讲 物理层和数据通信基础(1)
【第2章 物理层（第1讲）】
计算机与通信学院
School of Computer and Communication
大学计算机基础 金可音
欢迎学生使用
第一章小结（快速提问1）
第一章的重点是什么？
第一章要点复习（快速提问2）
▪ 分组交换的思想，优缺点
人数n
一天的温度 时间t
0811班的人数 时间t
数字量与模拟量可以近似地互相转换
温度C
温度C
一天的温度 时间t
一天的温度
▪ 模拟量转换为数字量：模数（A/D）转换 ▪ 数字量转换为模拟量：数模（D/A）转换 ▪ 数字数据可以表示：
➢ 离散信息：如，整数、文字 ➢ 模拟信息：如，温度、声音
时间t
术语：模拟传输、数字传输
本章特点
▪ 学习特点
➢ 术语多 ➢ 涉及电子、通信的原理
▪ 学习要求：
➢ 一般了解（不是本课程的重点）
▪ 本章主要给出结论和基本原理
本讲内容及其安排
▪ 1 （狭义的）物理层的基本概念（§ 2.1 ） ▪ 2 数据通信的基础知识（§ 2.2 ）
➢ 2.1 数据通信系统模型（§ 2.2.1 ）
➢ 2.2 信道
➢ 第3讲：物理层和数据通信基础(1)
• 物理层（§2.1）、通信系统（§2.2, §2.5.1 ）
➢ 第4讲：数据通信基础(2)
• 传输介质（§2.3） 、信道复用（§2.4） • 宽带接入技术（§2.6），复习
▪ 课时原因，不介绍（自学了解）
➢ 同步光纤网 SONET 、同步数字系列 SDH
连接（提供信道对计算机系统的独立性)
入网设备 物理 （DTE） 层协议 (计算机)
MoDem 或网卡
(DCE)
物理 传输介质 MoDem 层协议
或网卡 (DCE)
入网设备 （DTE） (计算机)
信道
物理层的四类特性
▪ 物理层：确定与传输媒体的四类接口特性 （连接标准：不仅仅是硬件连接）
➢ 机械特性(mechanical characteristics) 描述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。
▪ 了解 ➢ 串行通信和并行通信、通信的双工性 ➢ 基带调制、带通调制 ➢ 振幅调制、频率调制、相位调制 ➢ 脉冲编码调制技术 PCM ➢ 信道的极限信息传输速率
第2章教材分析
▪ 三部分内容（教材章节）
➢ 第1层：物理层（第1节） ➢ 第0层：数据通信基础（第2、3、4、5节）
• 是本章主要内容
➢ 宽带接入技术（第6节）
串行通信（自学）
并
发
串
送
转
端
换
串
并
接
转
收
换
端
➢ 包含较多的低频成分，甚至有直流成分
术语：串行通信和并行通信 p36
▪ 并行传输：用多条传输介质同时传送多位数据。 ▪ 串行传输：
用一条传输介质同一时刻只能传送一位数据。
并行通信（自学）
发
接
送 端
收 端
▪ 主要用于近距离传输 如，主机与打印机，利用并行端口（LPT）进行 通信，一次可以传输8位数据
输
输
的信号
出
出
数
信
据
息
源系统
传输系统 数据通信系统
目的系统
术语
▪ 信息(information)：人们关心的事物特征的状态 ▪ 数据(data)：存储和交换信息的载体
➢ 信息是数据的内容，数据是信息的形式 ➢ 数字数据：用0,1串对信息的编码
▪ 信号(signal)：数据在通信传输时的形式(本课程) （数据的表现形式：电、磁、光）
➢ 信号中包含了所要传递的信息 。
源点
发送器
输
输
入
入
信
数
息
据
发 送 的 信 号
传输 系统
接收器
终点
接
输
输
收
出
出
的
数
信
信
据
息
号
术语（续）
▪ 模拟(Analog)量： 值域是连续空间，如温度（实数），sin函数
▪ 数字(Digital)量（离散量）： 取值是不连续的，如文本(字符集)、人数（整数）
温度C
（§ 2.2.2 ）
➢ 2.3 通信类型
➢ 2.4 载波模拟通信和带通调制
➢ 2.5 基带通信和基带调制（补充教材）
➢ 2.6 数字通信和数字化（§2.5.1）
➢ 2.7 信道的极限容量（§ 2.2.3 ）
1. （狭义的） 物理层的基本概念（§ 2.1 ）
▪ 物理层（复习）
➢ 物理层协议：入网设备与信道连接的标准 ➢ 目的：不同厂家的的入网设备与不同信道可以方便地
➢ 电气特性(electrical characteristics) 描述在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
➢ 功能特性(functional characteristics) 描述某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
➢ 过程特性(procedural characteristics) 描述对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
传统的物理层协议/标准
▪ RS-232 ▪ RS-449 ▪ X.21
广义的物理层
▪ 狭义的物理层+数据通信
2 数据通信的基础知识（§ 2.2 ）
▪ 2.1 数据通信系统模型（§ 2.2.1 ）
பைடு நூலகம்
▪ 2.2 信道
（§ 2.2.2 ）
▪ 2.3 通信类型
▪ 2.4 载波模拟通信和带通调制
▪ 2.5 基带通信和基带调制（补充教材）
▪ 模拟传输： 用连续变化的物理量(模拟信号)传输数据
▪ 数字传输（又称为“基带传输” ）： 用不连续的物理状态(数字信号)传输数据
模拟信号
0 1 0 0 1 01 1
数字信号
t
术语：基带(baseband)信号
▪ 基带信号：原意为“来自信源的信号” ▪ 计算机等设备（信源）提供的是数字信号，
所以，计算机通信将数字信号称为基带信号。
▪ 2.6 数字通信和数字化（§2.5.1）
▪ 2.7 信道的极限容量（§ 2.2.3 ）
2.1 数据通信系统模型（ p37 § 2.2.1 ）
数字信号 模拟信号
模拟信号 数字信号
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
信源
发送器
输
输
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
信宿
接收
▪ 物理层的作用 ▪ 数据链路层的作用 ▪ 网络层的作用 ▪ 传输层的作用 ▪ 什么是协议 ▪ 什么是协议数据单元、一般格式
本讲预习情况检查（快速提问3）
▪ 掌握 ➢ 物理层的作用、四类特性 ➢ 数据通信系统的模型 ➢ 信息、数据和信号、模拟量与数字量 ➢ 信道 ➢ 模拟传输、基带传输 ➢ 模拟通信、数据通信（基带通信、载波模拟通信） 和数字通信
计算机网络原理
第3讲 物理层和数据通信基础(1)
【第2章 物理层（第1讲）】
计算机与通信学院
School of Computer and Communication
大学计算机基础 金可音
欢迎学生使用
第一章小结（快速提问1）
第一章的重点是什么？
第一章要点复习（快速提问2）
▪ 分组交换的思想，优缺点
人数n
一天的温度 时间t
0811班的人数 时间t
数字量与模拟量可以近似地互相转换
温度C
温度C
一天的温度 时间t
一天的温度
▪ 模拟量转换为数字量：模数（A/D）转换 ▪ 数字量转换为模拟量：数模（D/A）转换 ▪ 数字数据可以表示：
➢ 离散信息：如，整数、文字 ➢ 模拟信息：如，温度、声音
时间t
术语：模拟传输、数字传输
本章特点
▪ 学习特点
➢ 术语多 ➢ 涉及电子、通信的原理
▪ 学习要求：
➢ 一般了解（不是本课程的重点）
▪ 本章主要给出结论和基本原理
本讲内容及其安排
▪ 1 （狭义的）物理层的基本概念（§ 2.1 ） ▪ 2 数据通信的基础知识（§ 2.2 ）
➢ 2.1 数据通信系统模型（§ 2.2.1 ）
➢ 2.2 信道