計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章

第2章物理層2.1物理層的基本概念2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.3物理層下面的傳輸媒體2.4模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.5信道復(fù)用技術(shù)2.6同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH2.7EIA-232-E接口標(biāo)準(zhǔn)退出第2章物理層2.1物理層的基本概念退出2.1物理層的基本概念 用于物理層的協(xié)議也常稱(chēng)為物理層規(guī)程(procedure)。 可以將物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： （1）機(jī)械特性。 （2）電氣特性。 （3）功能特性。 （4）規(guī)程特性。2.1物理層的基本概念 用于物理層的協(xié)議也常稱(chēng)為物理層

在物理連接上的傳輸方式一般都是串行傳輸，即一個(gè)比特一個(gè)比特地按照時(shí)間順序傳輸。但是，有時(shí)也可以采用多個(gè)比特的并行傳輸方式。 在物理連接上的傳輸方式一般都是串行傳輸，即一個(gè)比特一個(gè)比2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 兩個(gè)PC機(jī)經(jīng)過(guò)普通電話機(jī)的連線，再經(jīng)過(guò)公用電話網(wǎng)進(jìn)行通信。 如圖3-1所示，一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源系統(tǒng)(或發(fā)送端)、傳輸系統(tǒng)(或傳輸網(wǎng)絡(luò))和目的系統(tǒng)(或接收端)。2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：（1）源站。（2）發(fā)送器。目的系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：（1）接收器。（2）目的站。源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分： 數(shù)據(jù)(data)是運(yùn)送信息的實(shí)體，而信號(hào)(signal)則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。無(wú)論數(shù)據(jù)或信號(hào)，都可以是模擬的或數(shù)字的。所謂“模擬的”就是連續(xù)變化的，而“數(shù)字的”就表示取值是離散的。因此，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(digitaldata)就是用不連續(xù)形式表示的數(shù)據(jù)。 將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過(guò)程叫作調(diào)制。 數(shù)據(jù)(data)是運(yùn)送信息的實(shí)體，而信號(hào)(signal) 一般說(shuō)來(lái)，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。因此我們有以下四種情況： （1）模擬數(shù)據(jù)、模擬信號(hào)。 （2）模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)。 （3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號(hào)。 （4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)。

圖3-2給出了模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號(hào)的示意圖。 一般說(shuō)來(lái)，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或數(shù)字信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念 從通信的雙方信息交互的方式來(lái)看，可以有以下三種基本方式。 （1）單向通信：又稱(chēng)為單工通信，即只能有一個(gè)方向的通信而沒(méi)有反方向的交互。無(wú)線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬于這種類(lèi)型。 （2）雙向交替通信：又稱(chēng)為半雙工通信，即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過(guò)一段時(shí)間后再反過(guò)來(lái)。2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念 （3）雙向同時(shí)通信：又稱(chēng)為全雙工通信，即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。 有時(shí)也常用“單工”這個(gè)名詞表示“雙向交替通信”。 信道可以分成傳送模擬信號(hào)的模擬信道和傳送數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信道兩大類(lèi)。但應(yīng)注意，數(shù)字信號(hào)在經(jīng)過(guò)數(shù)模變換后就可以在模擬信道上傳送，模擬信號(hào)在經(jīng)過(guò)模數(shù)變換后也可在數(shù)字信道上傳送。 信道上傳送的信號(hào)還有基帶(baseband)信號(hào)和寬帶(broadband)信號(hào)之分。 （3）雙向同時(shí)通信：又稱(chēng)為全雙工通信，即通信的雙方可以同2.2.3信道上的最高碼元傳輸速率 圖3-3給出了一個(gè)數(shù)字信號(hào)通過(guò)實(shí)際的信道和質(zhì)量很差的信道時(shí)的輸出波形。2.2.3信道上的最高碼元傳輸速率計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出在理想低通信道下的最高碼元傳輸速率的公式：理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2WBaud(3-1) 這里W是理想低通信道①的帶寬，單位為赫(Hz)； Baud是波特，是碼元傳輸速率的單位，1波特為每秒傳送1個(gè)碼元。 式(3-1)就是著名的奈氏準(zhǔn)則。奈氏準(zhǔn)則的另一種表達(dá)方法是：每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個(gè)碼元。 奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出在理想低通信道下的最高碼 對(duì)于具有理想帶通矩形特性的信道②(帶寬為W)，奈氏準(zhǔn)則就變?yōu)椋豪硐霂ㄐ诺赖淖罡叽a元傳輸速率=WBaud (3-2) 即每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒1個(gè)碼元。 強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)： （1）一個(gè)實(shí)際的信道所能傳輸?shù)淖罡叽a元速率，要明顯地低于奈氏準(zhǔn)則給出的這個(gè)上限數(shù)值。 （2）波特是碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝?，它說(shuō)明每秒傳多少個(gè)碼元。碼元傳輸速率也稱(chēng)為調(diào)制速率、波形速率或符號(hào)速率。 比特是信息量的單位，與碼元的傳輸速率“波特”是兩個(gè)完全不同的概念。 對(duì)于具有理想帶通矩形特性的信道②(帶寬為W)，奈氏準(zhǔn)則就2.2.4信道的極限信息傳輸速率 信道的極限信息傳輸速率C可表達(dá)為 C=Wlog2(1+S/N)bit/s (3-3) 其中：W為信道的帶寬(以Hz為單位)； S為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率； N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。 式(3-3)就是著名的香農(nóng)公式。香農(nóng)公式表明，信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。2.2.4信道的極限信息傳輸速率 由于碼元的傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的制約，所以要提高信息的傳輸速率，就必須設(shè)法使每一個(gè)碼元能攜帶更多個(gè)比特的信息量。這就需要采用多元制(又稱(chēng)為多進(jìn)制)的調(diào)制方法。 圖3-4說(shuō)明了奈氏準(zhǔn)則和香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的作用范圍。 由于碼元的傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的制約，所以要提高信息的傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.3物理層下面的傳輸媒體 傳輸媒體也稱(chēng)為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介，它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。傳輸媒體可分為兩大類(lèi)，即導(dǎo)向傳輸媒體和非導(dǎo)向傳輸媒體。在導(dǎo)向傳輸媒體中，電磁波被導(dǎo)向沿著固體媒體(銅線或光纖)傳播，而非導(dǎo)向傳輸媒體就是指自由空間，在非導(dǎo)向傳輸媒體中電磁波的傳輸常稱(chēng)為無(wú)線傳輸。圖3-5是電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜。2.3物理層下面的傳輸媒體 傳輸媒體也稱(chēng)為傳輸介質(zhì)或傳計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.3.1導(dǎo)向傳輸媒體1．雙絞線 把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法絞合(twist)起來(lái)就構(gòu)成了雙絞線。 從用戶(hù)電話機(jī)到交換機(jī)的這段線稱(chēng)為用戶(hù)線或用戶(hù)環(huán)路(subscriberloop)。 圖3-6是無(wú)屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線的示意圖。2.3.1導(dǎo)向傳輸媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2．同軸電纜 同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線(單股實(shí)心線或多股絞合線)、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層(也可以是單股的)以及保護(hù)塑料外層所組成(圖3-7)。2．同軸電纜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將同軸電纜分為兩類(lèi)： （1）50同軸電纜 50同軸電纜又稱(chēng)為基帶同軸電纜。 在傳輸基帶數(shù)字信號(hào)時(shí)，可以有多種不同的編碼方法。圖3-8畫(huà)的是未經(jīng)編碼的原基帶數(shù)字信號(hào)和在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的兩種編碼方法，即：曼徹斯特(Manchester)編碼和差分曼徹斯特編碼。 通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將同軸電纜分為兩類(lèi)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 （2）75同軸電纜 75同軸電纜又稱(chēng)為寬帶同軸電纜。在計(jì)算機(jī)通信中，“寬帶系統(tǒng)”是指采用了頻分復(fù)用和模擬傳輸技術(shù)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)。 雙電纜系統(tǒng)的示意圖如圖3-9(a)所示。頭端(headend)的作用是將各計(jì)算機(jī)從發(fā)送電纜發(fā)過(guò)來(lái)的信息轉(zhuǎn)換到接收電纜，使得各計(jì)算機(jī)能從接收電纜上收到發(fā)送給它們的信息。 圖3-9(b)為單電纜系統(tǒng)。 （2）75同軸電纜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章3．光纜 光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，主要由纖芯和包層構(gòu)成雙層通信圓柱體。纖芯很細(xì)，其直徑只有8~100m。正是這個(gè)纖芯用來(lái)傳導(dǎo)光波。包層較纖芯有較低的折射率。當(dāng)光線從高折射率的媒體射向低折射率的媒體時(shí)，其折射角將大于入射角(如圖3-10所示)。3．光纜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章圖3-11畫(huà)出了光波在纖芯中傳播的示意圖。圖3-11畫(huà)出了光波在纖芯中傳播的示意圖。

只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于某一個(gè)臨界角度，就可產(chǎn)生全反射。因此，可以存在許多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。這種光纖就稱(chēng)為多模光纖(如圖3-12(a)所示)。若光纖的直徑減小到只有一個(gè)光的波長(zhǎng)，則光纖就像一根波導(dǎo)那樣，它可使光線一直向前傳播，而不會(huì)產(chǎn)生多次反射。這樣的光纖就稱(chēng)為單模光纖(圖3-12(b))。 只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于某一個(gè)臨界角度計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章圖3-13為四芯光纜剖面的示意圖。圖3-13為四芯光纜剖面的示意圖。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 光纖不僅具有通信容量非常大的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有其他的一些特點(diǎn)： （1）傳輸損耗小，中繼距離長(zhǎng)，對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。 （2）抗雷電和電磁干擾性能好。這在有大電流脈沖干擾的環(huán)境下尤為重要。 （3）無(wú)串音干擾，保密性好，也不易被竊聽(tīng)或截取數(shù)據(jù)。 （4）體積小，重量輕。 光纖不僅具有通信容量非常大的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有其他的一些特 當(dāng)采用光纖連網(wǎng)時(shí)，常常將一段段點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路串接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，通過(guò)T形接頭連接到計(jì)算機(jī)。 T形接頭有兩種：無(wú)源的和有源的。無(wú)源的T形接頭由于完全是無(wú)源的，因此非?？煽?。 有源的T形接頭實(shí)際上就是一個(gè)有源轉(zhuǎn)發(fā)器(如圖3-14所示)。 當(dāng)采用光纖連網(wǎng)時(shí)，常常將一段段點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路串接起來(lái)構(gòu)成一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.3.2非導(dǎo)向傳輸媒體1．無(wú)線傳輸2．地面微波接力通信 其主要特點(diǎn)是：微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大；因?yàn)楣I(yè)干擾和天電干擾的主要頻譜成分比微波頻率低得多，對(duì)微波通信的危害比對(duì)短波和米波通信小得多，因而微波傳輸質(zhì)量較高；與相同容量和長(zhǎng)度的電纜載波通信比較，微波接力通信建設(shè)投資少，見(jiàn)效快。2.3.2非導(dǎo)向傳輸媒體

微波接力通信缺點(diǎn)：相鄰站之間必須直視，不能有障礙物，有時(shí)一個(gè)天線發(fā)射出的信號(hào)也會(huì)分成幾條略有差別的路徑到達(dá)接收天線，因而造成失真；微波的傳播有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響；與電纜通信系統(tǒng)比較，微波通信的隱蔽性和保密性較差；對(duì)大量中繼站的使用和維護(hù)要耗費(fèi)一定的人力和物力。 微波接力通信缺點(diǎn)：相鄰站之間必須直視，不能有障礙物，有3．衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)。 衛(wèi)星通信的另一特點(diǎn)就是具有較大的傳播時(shí)延。3．衛(wèi)星通信2.4模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.4.1模擬傳輸系統(tǒng)2.4.2調(diào)制解調(diào)器1．調(diào)制解調(diào)器的作用

圖3-15表示了出現(xiàn)一個(gè)誤碼的示意圖。2.4模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.4.1模擬傳輸系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 若所傳送的碼元速率越高，信號(hào)的失真就越嚴(yán)重。 調(diào)制解調(diào)器(modem)就是由調(diào)制器(MOdulator)和解調(diào)器(DEModulator)這兩個(gè)字各取其字頭合并而成的。 調(diào)制器的主要作用就是個(gè)波形變換器，解調(diào)器的作用就是個(gè)波形識(shí)別器。 若所傳送的碼元速率越高，信號(hào)的失真就越嚴(yán)重。2．幾種最基本的調(diào)制方法 所謂調(diào)制就是進(jìn)行波形變換。或者更嚴(yán)格些，是進(jìn)行頻譜變換，將基帶數(shù)字信號(hào)的頻譜變換成為適合于在模擬信道中傳輸?shù)念l譜。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種(如圖3-16所示)： （1）調(diào)幅(AM （2）調(diào)頻(FM) （3）調(diào)相(PM)2．幾種最基本的調(diào)制方法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 上述的對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)頻和調(diào)相，分別稱(chēng)為移頻鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)和移相鍵控PSK(PhaseShiftKeying)。而對(duì)移相鍵控還可再分為絕對(duì)移相鍵控和相對(duì)移相鍵控(DPSK)。 圖3-17畫(huà)的是一種正交調(diào)制QAM(QuadratureAmplitudeModulation)的星座圖。

若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多(即在星座圖中的點(diǎn)數(shù)越多)，則在接收端進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識(shí)別每一種狀態(tài)就越困難。 上述的對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)頻和調(diào)相，分別稱(chēng)為移頻鍵控FSK(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章3．關(guān)于調(diào)制解調(diào)器的速率 圖3-18(a)表示兩個(gè)計(jì)算機(jī)用戶(hù)A和B通過(guò)V.34調(diào)制解調(diào)器(33.6kbit/s)進(jìn)行通信。 由于大部分的ISP都使用租用數(shù)字專(zhuān)線接入到電話交換機(jī)，因此用戶(hù)與ISP之間的通信信道是圖3-18(b)所示的那樣。 經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后到用戶(hù)環(huán)路，只有在模擬信號(hào)到達(dá)用戶(hù)的調(diào)制解調(diào)器后才進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，這時(shí)才產(chǎn)生量化噪聲。3．關(guān)于調(diào)制解調(diào)器的速率計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章4．調(diào)制解調(diào)器使用異步通信方式 數(shù)據(jù)通信可分為同步通信和異步通信兩大類(lèi)。 同步通信就是要求接收端的時(shí)鐘頻率和發(fā)送端的時(shí)鐘頻率相等(這常稱(chēng)為收發(fā)雙方的時(shí)鐘是同步的)，以便使接收端對(duì)收到的比特流的采樣判決的時(shí)間是準(zhǔn)確的。 當(dāng)接收端的判決點(diǎn)移動(dòng)的時(shí)間超過(guò)碼元寬度的一半時(shí)(本來(lái)判決點(diǎn)應(yīng)當(dāng)處于每一個(gè)碼元的中間)，就要產(chǎn)生差錯(cuò)(比特重讀或漏讀)，這就是所謂的滑動(dòng)(slip)。4．調(diào)制解調(diào)器使用異步通信方式 準(zhǔn)同步方式是各有關(guān)信號(hào)使用一些獨(dú)立的、具有相同的頻率標(biāo)稱(chēng)值的時(shí)鐘源，但這些頻率的實(shí)際數(shù)值允許有微小的誤差(在容許范圍之內(nèi))。 異步通信則采用另一種方法。這就是在發(fā)送端將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)以字節(jié)(8個(gè)比特)為單位進(jìn)行逐個(gè)字節(jié)的封裝。 異步通信是通過(guò)增加通信開(kāi)銷(xiāo)(每發(fā)送10個(gè)比特就有兩個(gè)比特的額外開(kāi)銷(xiāo)，因而數(shù)據(jù)的有效傳輸速率就降低了)使接收端能夠使用廉價(jià)的、具有一般精度的時(shí)鐘來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 準(zhǔn)同步方式是各有關(guān)信號(hào)使用一些獨(dú)立的、具有相同的頻率標(biāo)稱(chēng)2.4.3數(shù)字傳輸系統(tǒng) 為了將模擬電話信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，必須先對(duì)電話信號(hào)進(jìn)行采樣。根據(jù)采樣定理，只要采樣頻率不低于電話信號(hào)最高頻率的2倍，就可以從采樣脈沖信號(hào)無(wú)失真地恢復(fù)出原來(lái)的電話信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)的電話信號(hào)的最高頻率為3.4kHz，為方便起見(jiàn)，采樣頻率就定為8kHz，相當(dāng)于采樣周期為125s。圖3-19表示了上述的概念。2.4.3數(shù)字傳輸系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 圖3-20在2.048Mbit/s的傳輸線路兩端同步旋轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān)(這只是為闡述原理用的示意圖)，表示32個(gè)時(shí)隙中的比特的發(fā)送和接收必須和時(shí)隙的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，不能弄亂。 圖3-20在2.048Mbit/s的傳輸線路兩端同步旋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章

表3-1給出了歐洲和北美系統(tǒng)的高次群的話路數(shù)和數(shù)據(jù)率。 表3-1給出了歐洲和北美系統(tǒng)的高次群的話路數(shù)和數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.5信道復(fù)用技術(shù)2.5.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用的特點(diǎn)分別如圖3-21(a)和(b)所示。 頻分復(fù)用的所有用戶(hù)在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源(請(qǐng)注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率)。時(shí)分復(fù)用的所有用戶(hù)是在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。2.5信道復(fù)用技術(shù)2.5.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器(multiplexer)總是和分用器(demultiplexer)成對(duì)地使用。 當(dāng)使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)，一個(gè)用戶(hù)對(duì)已經(jīng)分配到的子信道的利用率一般是不高的。當(dāng)用戶(hù)在某一段時(shí)間暫時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)(例如用戶(hù)正在鍵盤(pán)上輸入數(shù)據(jù)或正在瀏覽屏幕上的信息)，那就只能讓已經(jīng)分配到手的子信道空閑著，而其他用戶(hù)也無(wú)法使用這個(gè)暫時(shí)空閑的線路資源。圖3-22說(shuō)明了這一概念。 在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器(multiplexer)總是和分用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM(StatisticTDM)是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，它能明顯地提高信道的利用率。集中器(concentrator)常使用這種統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用。圖3-23是統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用的原理圖。 統(tǒng)計(jì)復(fù)用又稱(chēng)為異步時(shí)分復(fù)用，而普通的時(shí)分復(fù)用稱(chēng)為同步時(shí)分復(fù)用。從平均的角度來(lái)看，這兩者是平衡的。 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM(StatisticTDM)是一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.5.2波分復(fù)用 圖3-24表示8路傳輸速率均為2.5Gbit/s的光載波(其波長(zhǎng)均為1310nm)，經(jīng)光的調(diào)制后，分別將波長(zhǎng)變換到1550~1557nm，每個(gè)光載波相隔1nm(這里只是為了說(shuō)明問(wèn)題的方便，實(shí)際上光載波的間隔一般是0.8或1.6nm)。2.5.2波分復(fù)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.5.3碼分復(fù)用 碼分復(fù)用CDM(CodeDivisionMultiplexing)是另一種共享信道的方法。實(shí)際上，人們更常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)每一個(gè)用戶(hù)可以在同樣的時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信。由于各用戶(hù)使用經(jīng)過(guò)特殊挑選的不同碼型，因此不會(huì)造成干擾。碼分復(fù)用最初是用于軍事通信，因?yàn)檫@種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類(lèi)似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 在CDMA中，每一個(gè)比特時(shí)間再劃分為m個(gè)短的間隔，稱(chēng)為碼片(chip)。2.5.3碼分復(fù)用2.6同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH 數(shù)字傳輸系統(tǒng)存在著許多缺點(diǎn)。其中最主要的是以下兩個(gè)。 （1）速率標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 （2）不是同步傳輸 為了解決上述問(wèn)題，美國(guó)首先在1988年推出了一個(gè)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，叫做同步光纖網(wǎng)SONET(SynchronousOpticalNetwork)。 表3-2為SONET和SDH的比較。2.6同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH 數(shù)字傳計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 SONET標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)光接口層。SONET的層次自下而上如圖3-25所示。 ·光子層(PhotonicLayer) ·數(shù)字段層(SectionLayer) ·線路層(LineLayer) ·路徑層(PathLayer) SONET標(biāo)準(zhǔn)定義了四個(gè)光接口層。SONET的層次自下而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.7EIA-232-E接口標(biāo)準(zhǔn)

EIA-232-E是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的著名物理層標(biāo)準(zhǔn)。 EIA-232是DTE與DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。 DTE(DataTerminalEquipment)是數(shù)據(jù)終端設(shè)備。數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE(DataCircuit-terminatingEquipment)。DCE的作用就是在DTE和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。DTE通過(guò)DCE與通信傳輸線路相連，如圖3-26所示。2.7EIA-232-E接口標(biāo)準(zhǔn) EIA-232-E是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 圖3-27畫(huà)的是最常用的10根引腳的作用，括弧中的數(shù)目為引腳的編號(hào)。 圖3-27畫(huà)的是最常用的10根引腳的作用，括弧中的數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 所謂虛調(diào)制解調(diào)器就是一段電纜，具體的連接方法如圖3-29所示。 所謂虛調(diào)制解調(diào)器就是一段電纜，具體的連接方法如圖3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 EIA-232接口標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)較大的弱點(diǎn)，即：數(shù)據(jù)的傳輸速率最高為20kbit/s；連接電纜的最大長(zhǎng)度不超過(guò)15m。 RS-449由3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組成。即： （1）RS-449規(guī)定接口的機(jī)械特性、功能特性和過(guò)程特性。RS-449采用37根引腳的插頭座。（2）RS-423-A規(guī)定在采用非平衡傳輸時(shí)(即所有的電路共用一個(gè)公共地)的電氣特性。 （3）RS-422-A規(guī)定在采用平衡傳輸時(shí)(即所有的電路沒(méi)有公共地)的電氣特性。它可將傳輸速率提高到2Mbit/s，而連接電纜長(zhǎng)度可超過(guò)60m。 EIA-232接口標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)較大的弱點(diǎn)，即：數(shù)據(jù)的傳輸速第2章物理層2.1物理層的基本概念2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.3物理層下面的傳輸媒體2.4模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.5信道復(fù)用技術(shù)2.6同步光纖網(wǎng)SONET和同步數(shù)字系列SDH2.7EIA-232-E接口標(biāo)準(zhǔn)退出第2章物理層2.1物理層的基本概念退出2.1物理層的基本概念 用于物理層的協(xié)議也常稱(chēng)為物理層規(guī)程(procedure)。 可以將物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： （1）機(jī)械特性。 （2）電氣特性。 （3）功能特性。 （4）規(guī)程特性。2.1物理層的基本概念 用于物理層的協(xié)議也常稱(chēng)為物理層

在物理連接上的傳輸方式一般都是串行傳輸，即一個(gè)比特一個(gè)比特地按照時(shí)間順序傳輸。但是，有時(shí)也可以采用多個(gè)比特的并行傳輸方式。 在物理連接上的傳輸方式一般都是串行傳輸，即一個(gè)比特一個(gè)比2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 兩個(gè)PC機(jī)經(jīng)過(guò)普通電話機(jī)的連線，再經(jīng)過(guò)公用電話網(wǎng)進(jìn)行通信。 如圖3-1所示，一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可劃分為三大部分，即源系統(tǒng)(或發(fā)送端)、傳輸系統(tǒng)(或傳輸網(wǎng)絡(luò))和目的系統(tǒng)(或接收端)。2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：（1）源站。（2）發(fā)送器。目的系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：（1）接收器。（2）目的站。源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分： 數(shù)據(jù)(data)是運(yùn)送信息的實(shí)體，而信號(hào)(signal)則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。無(wú)論數(shù)據(jù)或信號(hào)，都可以是模擬的或數(shù)字的。所謂“模擬的”就是連續(xù)變化的，而“數(shù)字的”就表示取值是離散的。因此，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(digitaldata)就是用不連續(xù)形式表示的數(shù)據(jù)。 將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過(guò)程叫作調(diào)制。 數(shù)據(jù)(data)是運(yùn)送信息的實(shí)體，而信號(hào)(signal) 一般說(shuō)來(lái)，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。因此我們有以下四種情況： （1）模擬數(shù)據(jù)、模擬信號(hào)。 （2）模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)。 （3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號(hào)。 （4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)。

圖3-2給出了模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號(hào)的示意圖。 一般說(shuō)來(lái)，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或數(shù)字信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念 從通信的雙方信息交互的方式來(lái)看，可以有以下三種基本方式。 （1）單向通信：又稱(chēng)為單工通信，即只能有一個(gè)方向的通信而沒(méi)有反方向的交互。無(wú)線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬于這種類(lèi)型。 （2）雙向交替通信：又稱(chēng)為半雙工通信，即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過(guò)一段時(shí)間后再反過(guò)來(lái)。2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念 （3）雙向同時(shí)通信：又稱(chēng)為全雙工通信，即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。 有時(shí)也常用“單工”這個(gè)名詞表示“雙向交替通信”。 信道可以分成傳送模擬信號(hào)的模擬信道和傳送數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信道兩大類(lèi)。但應(yīng)注意，數(shù)字信號(hào)在經(jīng)過(guò)數(shù)模變換后就可以在模擬信道上傳送，模擬信號(hào)在經(jīng)過(guò)模數(shù)變換后也可在數(shù)字信道上傳送。 信道上傳送的信號(hào)還有基帶(baseband)信號(hào)和寬帶(broadband)信號(hào)之分。 （3）雙向同時(shí)通信：又稱(chēng)為全雙工通信，即通信的雙方可以同2.2.3信道上的最高碼元傳輸速率 圖3-3給出了一個(gè)數(shù)字信號(hào)通過(guò)實(shí)際的信道和質(zhì)量很差的信道時(shí)的輸出波形。2.2.3信道上的最高碼元傳輸速率計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出在理想低通信道下的最高碼元傳輸速率的公式：理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2WBaud(3-1) 這里W是理想低通信道①的帶寬，單位為赫(Hz)； Baud是波特，是碼元傳輸速率的單位，1波特為每秒傳送1個(gè)碼元。 式(3-1)就是著名的奈氏準(zhǔn)則。奈氏準(zhǔn)則的另一種表達(dá)方法是：每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個(gè)碼元。 奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出在理想低通信道下的最高碼 對(duì)于具有理想帶通矩形特性的信道②(帶寬為W)，奈氏準(zhǔn)則就變?yōu)椋豪硐霂ㄐ诺赖淖罡叽a元傳輸速率=WBaud (3-2) 即每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒1個(gè)碼元。 強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)： （1）一個(gè)實(shí)際的信道所能傳輸?shù)淖罡叽a元速率，要明顯地低于奈氏準(zhǔn)則給出的這個(gè)上限數(shù)值。 （2）波特是碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝唬f(shuō)明每秒傳多少個(gè)碼元。碼元傳輸速率也稱(chēng)為調(diào)制速率、波形速率或符號(hào)速率。 比特是信息量的單位，與碼元的傳輸速率“波特”是兩個(gè)完全不同的概念。 對(duì)于具有理想帶通矩形特性的信道②(帶寬為W)，奈氏準(zhǔn)則就2.2.4信道的極限信息傳輸速率 信道的極限信息傳輸速率C可表達(dá)為 C=Wlog2(1+S/N)bit/s (3-3) 其中：W為信道的帶寬(以Hz為單位)； S為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率； N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。 式(3-3)就是著名的香農(nóng)公式。香農(nóng)公式表明，信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。2.2.4信道的極限信息傳輸速率 由于碼元的傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的制約，所以要提高信息的傳輸速率，就必須設(shè)法使每一個(gè)碼元能攜帶更多個(gè)比特的信息量。這就需要采用多元制(又稱(chēng)為多進(jìn)制)的調(diào)制方法。 圖3-4說(shuō)明了奈氏準(zhǔn)則和香農(nóng)公式在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的作用范圍。 由于碼元的傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的制約，所以要提高信息的傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.3物理層下面的傳輸媒體 傳輸媒體也稱(chēng)為傳輸介質(zhì)或傳輸媒介，它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。傳輸媒體可分為兩大類(lèi)，即導(dǎo)向傳輸媒體和非導(dǎo)向傳輸媒體。在導(dǎo)向傳輸媒體中，電磁波被導(dǎo)向沿著固體媒體(銅線或光纖)傳播，而非導(dǎo)向傳輸媒體就是指自由空間，在非導(dǎo)向傳輸媒體中電磁波的傳輸常稱(chēng)為無(wú)線傳輸。圖3-5是電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜。2.3物理層下面的傳輸媒體 傳輸媒體也稱(chēng)為傳輸介質(zhì)或傳計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.3.1導(dǎo)向傳輸媒體1．雙絞線 把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法絞合(twist)起來(lái)就構(gòu)成了雙絞線。 從用戶(hù)電話機(jī)到交換機(jī)的這段線稱(chēng)為用戶(hù)線或用戶(hù)環(huán)路(subscriberloop)。 圖3-6是無(wú)屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線的示意圖。2.3.1導(dǎo)向傳輸媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2．同軸電纜 同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線(單股實(shí)心線或多股絞合線)、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層(也可以是單股的)以及保護(hù)塑料外層所組成(圖3-7)。2．同軸電纜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將同軸電纜分為兩類(lèi)： （1）50同軸電纜 50同軸電纜又稱(chēng)為基帶同軸電纜。 在傳輸基帶數(shù)字信號(hào)時(shí)，可以有多種不同的編碼方法。圖3-8畫(huà)的是未經(jīng)編碼的原基帶數(shù)字信號(hào)和在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的兩種編碼方法，即：曼徹斯特(Manchester)編碼和差分曼徹斯特編碼。 通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將同軸電纜分為兩類(lèi)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 （2）75同軸電纜 75同軸電纜又稱(chēng)為寬帶同軸電纜。在計(jì)算機(jī)通信中，“寬帶系統(tǒng)”是指采用了頻分復(fù)用和模擬傳輸技術(shù)的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)。 雙電纜系統(tǒng)的示意圖如圖3-9(a)所示。頭端(headend)的作用是將各計(jì)算機(jī)從發(fā)送電纜發(fā)過(guò)來(lái)的信息轉(zhuǎn)換到接收電纜，使得各計(jì)算機(jī)能從接收電纜上收到發(fā)送給它們的信息。 圖3-9(b)為單電纜系統(tǒng)。 （2）75同軸電纜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章3．光纜 光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，主要由纖芯和包層構(gòu)成雙層通信圓柱體。纖芯很細(xì)，其直徑只有8~100m。正是這個(gè)纖芯用來(lái)傳導(dǎo)光波。包層較纖芯有較低的折射率。當(dāng)光線從高折射率的媒體射向低折射率的媒體時(shí)，其折射角將大于入射角(如圖3-10所示)。3．光纜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章圖3-11畫(huà)出了光波在纖芯中傳播的示意圖。圖3-11畫(huà)出了光波在纖芯中傳播的示意圖。

只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于某一個(gè)臨界角度，就可產(chǎn)生全反射。因此，可以存在許多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。這種光纖就稱(chēng)為多模光纖(如圖3-12(a)所示)。若光纖的直徑減小到只有一個(gè)光的波長(zhǎng)，則光纖就像一根波導(dǎo)那樣，它可使光線一直向前傳播，而不會(huì)產(chǎn)生多次反射。這樣的光纖就稱(chēng)為單模光纖(圖3-12(b))。 只要從纖芯中射到纖芯表面的光線的入射角大于某一個(gè)臨界角度計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章圖3-13為四芯光纜剖面的示意圖。圖3-13為四芯光纜剖面的示意圖。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 光纖不僅具有通信容量非常大的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有其他的一些特點(diǎn)： （1）傳輸損耗小，中繼距離長(zhǎng)，對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。 （2）抗雷電和電磁干擾性能好。這在有大電流脈沖干擾的環(huán)境下尤為重要。 （3）無(wú)串音干擾，保密性好，也不易被竊聽(tīng)或截取數(shù)據(jù)。 （4）體積小，重量輕。 光纖不僅具有通信容量非常大的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有其他的一些特 當(dāng)采用光纖連網(wǎng)時(shí)，常常將一段段點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路串接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，通過(guò)T形接頭連接到計(jì)算機(jī)。 T形接頭有兩種：無(wú)源的和有源的。無(wú)源的T形接頭由于完全是無(wú)源的，因此非?？煽?。 有源的T形接頭實(shí)際上就是一個(gè)有源轉(zhuǎn)發(fā)器(如圖3-14所示)。 當(dāng)采用光纖連網(wǎng)時(shí)，常常將一段段點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路串接起來(lái)構(gòu)成一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.3.2非導(dǎo)向傳輸媒體1．無(wú)線傳輸2．地面微波接力通信 其主要特點(diǎn)是：微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大；因?yàn)楣I(yè)干擾和天電干擾的主要頻譜成分比微波頻率低得多，對(duì)微波通信的危害比對(duì)短波和米波通信小得多，因而微波傳輸質(zhì)量較高；與相同容量和長(zhǎng)度的電纜載波通信比較，微波接力通信建設(shè)投資少，見(jiàn)效快。2.3.2非導(dǎo)向傳輸媒體

微波接力通信缺點(diǎn)：相鄰站之間必須直視，不能有障礙物，有時(shí)一個(gè)天線發(fā)射出的信號(hào)也會(huì)分成幾條略有差別的路徑到達(dá)接收天線，因而造成失真；微波的傳播有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響；與電纜通信系統(tǒng)比較，微波通信的隱蔽性和保密性較差；對(duì)大量中繼站的使用和維護(hù)要耗費(fèi)一定的人力和物力。 微波接力通信缺點(diǎn)：相鄰站之間必須直視，不能有障礙物，有3．衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信的最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)。 衛(wèi)星通信的另一特點(diǎn)就是具有較大的傳播時(shí)延。3．衛(wèi)星通信2.4模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.4.1模擬傳輸系統(tǒng)2.4.2調(diào)制解調(diào)器1．調(diào)制解調(diào)器的作用

圖3-15表示了出現(xiàn)一個(gè)誤碼的示意圖。2.4模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.4.1模擬傳輸系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 若所傳送的碼元速率越高，信號(hào)的失真就越嚴(yán)重。 調(diào)制解調(diào)器(modem)就是由調(diào)制器(MOdulator)和解調(diào)器(DEModulator)這兩個(gè)字各取其字頭合并而成的。 調(diào)制器的主要作用就是個(gè)波形變換器，解調(diào)器的作用就是個(gè)波形識(shí)別器。 若所傳送的碼元速率越高，信號(hào)的失真就越嚴(yán)重。2．幾種最基本的調(diào)制方法 所謂調(diào)制就是進(jìn)行波形變換?；蛘吒鼑?yán)格些，是進(jìn)行頻譜變換，將基帶數(shù)字信號(hào)的頻譜變換成為適合于在模擬信道中傳輸?shù)念l譜。最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種(如圖3-16所示)： （1）調(diào)幅(AM （2）調(diào)頻(FM) （3）調(diào)相(PM)2．幾種最基本的調(diào)制方法計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 上述的對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)頻和調(diào)相，分別稱(chēng)為移頻鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)和移相鍵控PSK(PhaseShiftKeying)。而對(duì)移相鍵控還可再分為絕對(duì)移相鍵控和相對(duì)移相鍵控(DPSK)。 圖3-17畫(huà)的是一種正交調(diào)制QAM(QuadratureAmplitudeModulation)的星座圖。

若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多(即在星座圖中的點(diǎn)數(shù)越多)，則在接收端進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識(shí)別每一種狀態(tài)就越困難。 上述的對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)頻和調(diào)相，分別稱(chēng)為移頻鍵控FSK(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章3．關(guān)于調(diào)制解調(diào)器的速率 圖3-18(a)表示兩個(gè)計(jì)算機(jī)用戶(hù)A和B通過(guò)V.34調(diào)制解調(diào)器(33.6kbit/s)進(jìn)行通信。 由于大部分的ISP都使用租用數(shù)字專(zhuān)線接入到電話交換機(jī)，因此用戶(hù)與ISP之間的通信信道是圖3-18(b)所示的那樣。 經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后到用戶(hù)環(huán)路，只有在模擬信號(hào)到達(dá)用戶(hù)的調(diào)制解調(diào)器后才進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，這時(shí)才產(chǎn)生量化噪聲。3．關(guān)于調(diào)制解調(diào)器的速率計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章4．調(diào)制解調(diào)器使用異步通信方式 數(shù)據(jù)通信可分為同步通信和異步通信兩大類(lèi)。 同步通信就是要求接收端的時(shí)鐘頻率和發(fā)送端的時(shí)鐘頻率相等(這常稱(chēng)為收發(fā)雙方的時(shí)鐘是同步的)，以便使接收端對(duì)收到的比特流的采樣判決的時(shí)間是準(zhǔn)確的。 當(dāng)接收端的判決點(diǎn)移動(dòng)的時(shí)間超過(guò)碼元寬度的一半時(shí)(本來(lái)判決點(diǎn)應(yīng)當(dāng)處于每一個(gè)碼元的中間)，就要產(chǎn)生差錯(cuò)(比特重讀或漏讀)，這就是所謂的滑動(dòng)(slip)。4．調(diào)制解調(diào)器使用異步通信方式 準(zhǔn)同步方式是各有關(guān)信號(hào)使用一些獨(dú)立的、具有相同的頻率標(biāo)稱(chēng)值的時(shí)鐘源，但這些頻率的實(shí)際數(shù)值允許有微小的誤差(在容許范圍之內(nèi))。 異步通信則采用另一種方法。這就是在發(fā)送端將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)以字節(jié)(8個(gè)比特)為單位進(jìn)行逐個(gè)字節(jié)的封裝。 異步通信是通過(guò)增加通信開(kāi)銷(xiāo)(每發(fā)送10個(gè)比特就有兩個(gè)比特的額外開(kāi)銷(xiāo)，因而數(shù)據(jù)的有效傳輸速率就降低了)使接收端能夠使用廉價(jià)的、具有一般精度的時(shí)鐘來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 準(zhǔn)同步方式是各有關(guān)信號(hào)使用一些獨(dú)立的、具有相同的頻率標(biāo)稱(chēng)2.4.3數(shù)字傳輸系統(tǒng) 為了將模擬電話信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，必須先對(duì)電話信號(hào)進(jìn)行采樣。根據(jù)采樣定理，只要采樣頻率不低于電話信號(hào)最高頻率的2倍，就可以從采樣脈沖信號(hào)無(wú)失真地恢復(fù)出原來(lái)的電話信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)的電話信號(hào)的最高頻率為3.4kHz，為方便起見(jiàn)，采樣頻率就定為8kHz，相當(dāng)于采樣周期為125s。圖3-19表示了上述的概念。2.4.3數(shù)字傳輸系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 圖3-20在2.048Mbit/s的傳輸線路兩端同步旋轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān)(這只是為闡述原理用的示意圖)，表示32個(gè)時(shí)隙中的比特的發(fā)送和接收必須和時(shí)隙的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，不能弄亂。 圖3-20在2.048Mbit/s的傳輸線路兩端同步旋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章

表3-1給出了歐洲和北美系統(tǒng)的高次群的話路數(shù)和數(shù)據(jù)率。 表3-1給出了歐洲和北美系統(tǒng)的高次群的話路數(shù)和數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章2.5信道復(fù)用技術(shù)2.5.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用的特點(diǎn)分別如圖3-21(a)和(b)所示。 頻分復(fù)用的所有用戶(hù)在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源(請(qǐng)注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率)。時(shí)分復(fù)用的所有用戶(hù)是在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。2.5信道復(fù)用技術(shù)2.5.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器(multiplexer)總是和分用器(demultiplexer)成對(duì)地使用。 當(dāng)使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)，一個(gè)用戶(hù)對(duì)已經(jīng)分配到的子信道的利用率一般是不高的。當(dāng)用戶(hù)在某一段時(shí)間暫時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)(例如用戶(hù)正在鍵盤(pán)上輸入數(shù)據(jù)或正在瀏覽屏幕上的信息)，那就只能讓已經(jīng)分配到手的子信道空閑著，而其他用戶(hù)也無(wú)法使用這個(gè)暫時(shí)空閑的線路資源。圖3-22說(shuō)明了這一概念。 在進(jìn)行通信時(shí)，復(fù)用器(multiplexer)總是和分用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件第03章 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM(StatisticTDM)是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，它能明顯地提高信道的利用率