计算机网络数据通信与物理层协议及传输技术

b5
1
0
ω
绝对调相 相对调相 多相调制
ω2 (b）FSK
ω1
ω2
ω2
ω1
ω2
π
0
π
π
0
π
(c）PSK（绝对）
+0
+π
+0
+0
+π
+0
(d）PSK（相对）
模拟数据信号编码方法
计算机网络数据通信与物理层协议 及传输技术
6.3.3 数字数据编码方法
b0
b1
b2
b3
b4
b5
b6Hale Waihona Puke Baidu
b7
数据 0
1
0
0
1
0
计算机网络 数据通信与物理层协议及传输技术
计算机网络数据通信与物理层协议 及传输技术
物理层协议主要功能 信息、数据、信号之间关系 传输介质类型及主要特征 数据编码的类型和基本方法 数据通信速率和带宽的定义 数据传输技术、多路复用技术基本概念
计算机网络数据通信与物理层协议 及传输技术
6.1 物理层的基本概念
编码信号
计算机网络数据通信与物理层协议 及传输技术
6.4 数据通信系统结构与通信方式 6.4.1 数据通信系统结构
发送的二进制 比特流
在通信线路上 传输的数字信号
接收的 数字信号
接收的 二进制比特流
发送方 计算机
信源
数据信号 编码器
数据信号 发送设备
发送设备
通信线路 数据通信系统
数据信号 接收设备
1
1
(a)非归零码
同步时钟
(b)曼彻斯特编码
(c)差分曼彻斯特编码
数字编码方法
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6.3.4 脉冲编码调制方法
模拟语音信号
脉冲编码调制（PCM）
PCM的工作原理
数字语音信号
计算机网络数据通信与物理层协议 及传输技术
6.3.4 脉冲编码调制方法
采样、量化、编码
数据信号 解码器
接收设备
数据通信系统基本结构
接收方 计算机
信宿
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6.4.2 数据通信方式
1．串行通信与并行通信
串行通信：收发双方建立一条信道
并行通信：收发双方建立多条信道
0 1 00 1 10 1
发送端
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
串行通信信道 (a) 串行通信方式
终止位 （逻辑“0”）
同步传输工作原理
异步传输工作原理
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6.5 传输介质
6.5.1 双绞线的主要特性
铜线 绝缘层
屏蔽层
外部保护层
铜线
(a)屏蔽双绞线 绝缘层
外部保护层
(b)非屏蔽双绞线
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6.5.2 同轴电缆的主要特性
1．点-点通信线路物理层协议 为建立、维护、释放数据链路之间比特传输的物理连接（机械、电气、
功能、规程） EIA-232-C标准规定了计算机串行通信接口与调制解调器之间物理接口
（机械、电气、功能、规程）具体参数与工作流程 家庭接入通过ADSL物理层协议（上行/下行传输速率标准、传输信号编
码格式、电平、同步方式、连接接口等内容） 线缆调制解调器（有线电视线缆接入）物理层标准有：“线缆数据业务
A 1.5 1.28≈1.3
1.52≈1.5 1.26≈1.3
1.0 0.73≈0.7
0.5 0.27≈0.3
0
D8
D7
D6
D5
0.41≈0.4 0.12≈0.1
D4
D3
D2
D1
样本 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
t D8
量化级 1 4 7 13 15 13 6 3
二进制编码 0001 0100 0111 1101 1111 1101 0110 0011
基带同轴：仅用于数字信号传输 宽带同轴：用于数字信号和模拟信号传输（频分多路复用）
内导体
绝缘层
外屏蔽层
外部保护层
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6.5.3 光纤电缆的主要特性
纤芯
包层
涂覆层
(a)光纤结构 光信号传输方向
涂覆层 包层
纤芯
输入
发送端 光电转换
(b)传输原理
光纤结构与传输原理
接口规范DOCSIS”、IEEE802.14物理层标准
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6.1.2物理层协议的类型
2．广播通信线路物理层协议 广播通信线路：有线、无线 有线传输介质（以太网802.3协议）包括多个物理层协议 无线局域网（IEEE802.11）物理层标准：跳频扩频、直接序列扩频 无线个人区域网（IEEE802.15.4）物理层标准：无 线信道频段、调制方
6.1.1 物理层的主要服务功能
处于网络体系结构最底层，向数据链路层提供比特流传输服务 数据链路通过物理层接口传送比特流数据 将比特流进行编码，信号通过传输介质传输给下一个结点物理层 物理层主要功能： 物理连接建立 维护与释放 比特流传输
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6.1.2物理层协议的类型
接收端
发送端
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
并
0
1
行
0
通
0
信
1
1
信
0
道
1
(b) 并行通信方式
串行通信与并行通信
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发送端
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
6.4.2 数据通信方式
2．单工、半双工、全双工通信
发送
发送 接收
单向通道 (a)单工通信方式
光纤
接收端 光电转换
输出
LED
光信号
PIN
光纤传输系统结构
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6.5.4 无线与卫星通信技术
式、信号编码方式、发射与接收功率、同步方式
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6.3 数据编码技术 6.3.1 数据编码类型
计算机 二进制数据
计算机内部 表示信息的 二进制数据
模拟信号
模拟 数据 编码
移幅键控（ASK） 移频键控（FSK） 移相键控（PSK）
数字信号
数字 数据 编码
外同步编码 内同步编码
双向通道 (b)半双工通信方式
接收
接收 发送
发送 接收
双向通道 (c)全双工通信方式
接收 发送
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6.4.2 数据通信方式
3．同步传输、异步传输
t
SYN SYN
一个或多个 SYN字符
控制字符
… 数据字符 控制字符
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
起始位 （逻辑“1”）
非归零码 曼彻斯特编码
差分曼彻斯特编码
通信系统用于 表示二进制 的数据类型
数据信号 编码类型
具体的数据编码方法
数计据算与机数网络据数编据码通关信与系物理层协议
及传输技术
6.3.2 模拟数据编码方法
移幅键控ASK 移频键控FSK 移相键控PSK
b0 0
数据
b1
b2
b3
1
0
0
ω (a）ASK
b4