計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)復(fù)習(xí)專用ppt第3章課件

第3章物理層《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層1本章學(xué)習(xí)要求：掌握：物理層與物理層協(xié)議的基本概念掌握：數(shù)據(jù)通信的基本概念了解：傳輸介質(zhì)類型及主要特性了解：無(wú)線與衛(wèi)星通信技術(shù)的基本概念掌握：數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法掌握：基帶傳輸?shù)幕靖拍罾斫猓侯l帶傳輸?shù)幕靖拍钫莆眨憾嗦窂?fù)用的分類與特點(diǎn)理解：同步數(shù)字體系SDH的基本概念《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層23.1物理層與物理層協(xié)議的基本概念

3.1.1物理層的基本概念

通信子網(wǎng)分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路的通信子網(wǎng)與廣播信道的通信子網(wǎng);廣域網(wǎng)主要采用點(diǎn)到點(diǎn)通信線路，局域網(wǎng)與城域網(wǎng)一般采用廣播信道;由于技術(shù)上存在較大的差異，因此在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議上出現(xiàn)了兩個(gè)分支，一類是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路，另一類是基于廣播信道?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層33.1.2物理層基本服務(wù)功能物理層設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的是如何在連接開放系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)上傳輸各種數(shù)據(jù)的比特流；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以利用的物理傳輸介質(zhì)與傳輸設(shè)備存在著很大的差異，設(shè)計(jì)物理層的主要目的是向數(shù)據(jù)鏈路層屏蔽通信技術(shù)的差異性；數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體通過與物理層的接口，將數(shù)據(jù)傳送給物理層，通過物理層按比特流的順序，將信號(hào)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層43.1.3物理層向數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)

物理連接的建立、維護(hù)與釋放；物理連接分為點(diǎn)-點(diǎn)連接與多點(diǎn)連接；數(shù)據(jù)傳輸分為全雙工、半雙工與單工方式；數(shù)據(jù)傳輸分為串行傳輸方式與并行傳輸方式；串行傳輸方式的物理數(shù)據(jù)服務(wù)單元是位(bit)；并行傳輸方式的物理數(shù)據(jù)服務(wù)單元是N位，N為并行連接的物理通道數(shù)?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層53.2數(shù)據(jù)通信的基本概念

3.2.1信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)1.信息的基本概念通信的目的是交換信息，信息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形或圖像，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像的組合；為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像用二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)來(lái)表示；為了傳輸二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用模擬或數(shù)字信號(hào)編碼的方式表示；數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)字、符號(hào)的二進(jìn)制代碼0、1比特序列的模擬或數(shù)字信號(hào)的過程?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層6信息編碼標(biāo)準(zhǔn)目前保留下來(lái)的3種主要編碼：CCITT的國(guó)際5單位字符編碼；擴(kuò)充的二―十進(jìn)制交換碼（EBCDIC碼）；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（ASCII碼）。ASCII碼被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO接受，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO646，又稱為國(guó)際5號(hào)碼；它用于計(jì)算機(jī)內(nèi)碼，也用做數(shù)據(jù)通信中的編碼標(biāo)準(zhǔn)；ASCII碼采用7位二進(jìn)制比特編碼，可以表示128個(gè)字符；字符分為圖形字符與控制字符兩類。圖形字符包括數(shù)字、字母、運(yùn)算符號(hào)、商用符號(hào)等?？刂谱址糜跀?shù)據(jù)通信收發(fā)雙方動(dòng)作的協(xié)調(diào)與信息格式的表示?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層7多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用利用數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)多媒體信息的傳輸是通信技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一；與文本、圖形信息傳輸相比較，語(yǔ)音、圖像信息傳輸要求數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有高速率與低延時(shí)的特性；多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，將對(duì)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提出更高的要求。多媒體數(shù)據(jù)的壓縮編碼與解碼：JPEG：靜態(tài)圖像；MPEG：運(yùn)動(dòng)圖像；H.26X：視頻。《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層8數(shù)據(jù)與信息的主要區(qū)別數(shù)據(jù)是用二進(jìn)制比特序列表示的文本、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形、圖像與視頻，它是傳遞信息的載體；信息是對(duì)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制比特序列所表示意義的解釋。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所關(guān)心的是信息用什么樣的編碼體制表示出來(lái)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信所研究的是如何將表示各類信息的二進(jìn)制比特序列通過傳輸介質(zhì)，在不同的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行正確傳送?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層92.信號(hào)的概念

信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過程中電信號(hào)的表示形式；模擬信號(hào)（analogsignal）的信號(hào)電平是連續(xù)變化的；數(shù)字信號(hào)（digitalsignal）是用兩種不同的電平表示0、1比特序列的電壓脈沖信號(hào)；按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)類型，通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩種?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層10

模擬信號(hào)波型數(shù)字信號(hào)波型《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層113.2.2數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式

網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通信的過程

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層12網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要解決的幾個(gè)基本問題：數(shù)據(jù)傳輸類型：取決于通信信道所允許傳輸?shù)男盘?hào)類型。模擬通信數(shù)字通信

數(shù)據(jù)通信方式

按照數(shù)據(jù)通信使用的信道數(shù)：串行通信、并行通信

按照信號(hào)傳送方向與時(shí)間的關(guān)系：?jiǎn)喂ねㄐ?、半雙工或全雙工通信同步方式：同步是指要求通信的收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致。同步通信：將字符組織成組，以組為單位連續(xù)傳送。異步通信：每個(gè)字符作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)行發(fā)送，字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層13串行通信與并行通信

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層14單工、半雙工與全雙工通信

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層15字符同步：同步通信與異步通信《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層16b73.2.3傳輸介質(zhì)的主要類型雙絞線同軸電纜光纖電纜無(wú)線與衛(wèi)星通信信道《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層171.雙絞線的主要特性屏蔽雙絞線STP

非屏蔽雙絞線UTP《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層18◆雙絞線是為了使線對(duì)之間的電磁干擾最小?！舻湫偷囊蕴钟蚓W(wǎng)中常用五類非屏蔽雙絞線，帶寬為100MHz。網(wǎng)線制作T568B

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8白桔桔白綠蘭白蘭綠白棕棕T568A

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8白綠綠白桔蘭白蘭桔白棕棕平行接法T568A-T568A/T568B-T568B用于計(jì)算機(jī)與Hub/Switch的連接串接接法T568A-T568B/T568B-T568A用于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或Hub/Switch之間的連接《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層192.同軸電纜的主要特性抗干擾能力強(qiáng)；基帶同軸電纜一般僅用于數(shù)字信號(hào)的傳輸；寬帶同軸電纜可以使用頻分多路復(fù)用，將一條電纜的頻帶分成多條通信信道。

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層203.光纜的主要特性《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層21◆發(fā)送端光源：發(fā)光二極管或激光；◆接收端使用：光電二極管PIN檢波器或APD檢波器；◆單模光纖：纖芯很細(xì)，直徑只有幾個(gè)微米，制造成本很高，數(shù)十公里傳輸不需中繼；◆特點(diǎn)：低損耗、寬頻帶、高速率、低誤碼率、安全性好，不受外界電磁干擾與噪聲的影響。單模光纖與多模光纖的比較

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層224.無(wú)線與衛(wèi)星通信技術(shù)電磁波的傳播有兩種方式：

—以無(wú)線方式在自由空間中傳播

—以有線方式在同軸電纜、雙絞線、光纖中傳輸目前以無(wú)線方式進(jìn)行通信的電磁波主要有（按頻率分）：—無(wú)線電（radio）—微波（microwave）—紅外線（infrared）—可見光（visiblelight）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層23電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層24無(wú)線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波

調(diào)幅無(wú)線電

調(diào)頻無(wú)線電

海事無(wú)線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024

移動(dòng)無(wú)線電（1）微波通信

頻率在100MHz～10GHz之間的信號(hào)；視距傳播，適合于衛(wèi)星通信與城市建筑物之間的通信(地面一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式)，保密性差；大氣對(duì)微波信號(hào)的吸收與散射影響較大。短波(106～107Hz)通信主要是靠電離層的反射，但短波信道的通信質(zhì)量較差?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層25（2）蜂窩無(wú)線通信

小區(qū)制：每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站(覆蓋半徑1～20km)?；局g通過電纜、光纜或微波與移動(dòng)交換中心連接。第一代蜂窩移動(dòng)通信（1G）系統(tǒng)屬于模擬移動(dòng)通信。第二代蜂窩移動(dòng)通信（2G，80年代中期）系統(tǒng)為數(shù)字移動(dòng)通信。第三代蜂窩移動(dòng)通信（3G，90年代中期）系統(tǒng)將地面、衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)和固定通信網(wǎng)互連。蜂窩移動(dòng)通信涉及到：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層。多址接入方法：(識(shí)別用戶地址的方法)頻分多址接入（FDMA）：1G時(shí)分多址接入（TDMA）：2G碼分多址接入（CDMA）：3G《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層26（3）衛(wèi)星通信

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層27優(yōu)點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)、覆蓋面積大、通信帶寬寬、費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)、不受地理?xiàng)l件限制、可進(jìn)行多址通信與移動(dòng)通信等。缺點(diǎn)：傳輸延時(shí)大，250～300ms。3.3數(shù)據(jù)編碼技術(shù)3.3.1數(shù)據(jù)編碼類型《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層28傳統(tǒng)的電話通信信道是為傳輸語(yǔ)音信號(hào)設(shè)計(jì)的，只適用于傳輸音頻范圍（300Hz～3400Hz）的模擬信號(hào)，無(wú)法直接傳輸計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)；為了利用模擬語(yǔ)音通信的電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，必須首先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；將發(fā)送端數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)變換成模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的過程稱為調(diào)制，將調(diào)制設(shè)備稱為調(diào)制器（modulator）；將接收端模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還原成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的過程稱為解調(diào)，將解調(diào)設(shè)備稱為解調(diào)器（demodulator）；同時(shí)具備調(diào)制與解調(diào)功能的設(shè)備稱為調(diào)制解調(diào)器（modem）?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層293.3.2模擬數(shù)據(jù)編碼方法

在調(diào)制過程中，選擇音頻范圍內(nèi)的某一角頻率ω的正（余）弦信號(hào)作為載波，該正（余）弦信號(hào)可以寫為：

u（t）=um·sin（ωt+φ0）3個(gè)可以改變的電參量：—振幅um

—角頻率ω—相位φ可以通過變化3個(gè)電參量，來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)編碼的目的?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層30

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層312121.振幅鍵控（amplitudeshiftkeying,ASK）

用載波幅度為um表示數(shù)字1，用載波幅度為0表示數(shù)字0。

um·sin（ω1t+φ0）數(shù)字1

u（t）=0數(shù)字0振幅鍵控ASK信號(hào)實(shí)現(xiàn)容易，技術(shù)簡(jiǎn)單，但抗干擾能力較差。

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層322.移頻鍵控（frequency-shiftkeying

，F(xiàn)SK）

通過改變載波信號(hào)角頻率來(lái)表示數(shù)字信號(hào)1、0。

um·sin（ω1t+φ0）數(shù)字1

u（t）=um·sin（ω2t+φ0）數(shù)字0移頻鍵控FSK信號(hào)實(shí)現(xiàn)容易，技術(shù)簡(jiǎn)單，抗干擾能力較強(qiáng)，是目前最常用的調(diào)制方法之一。

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層333.移相鍵控（phase-shiftkeying，PSK）通過改變載波信號(hào)的相位值來(lái)表示數(shù)字信號(hào)1、0。絕對(duì)調(diào)相

um·sin（ωt+0）數(shù)字1

u（t）=um·sin（ωt+π）數(shù)字0相對(duì)調(diào)相兩比特信號(hào)交接處遇0，載波信號(hào)相位不變；兩比特信號(hào)交接處遇1，載波信號(hào)相位偏移π?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層34移相鍵控移相鍵控可以分為：絕對(duì)調(diào)相相對(duì)調(diào)相二相調(diào)制多相調(diào)制多相調(diào)制：2個(gè)比特碼元傳送的四相調(diào)制，3個(gè)比特碼元傳送的八相調(diào)制等。移相鍵控方法的抗干擾能力強(qiáng)、但實(shí)現(xiàn)技術(shù)比較復(fù)雜。采用多相調(diào)制或振幅相位混合調(diào)制，可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層353.3.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法基帶傳輸在基本不改變數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)頻帶（即波形）的情況下直接傳輸數(shù)字信號(hào)，可以達(dá)到很高的數(shù)據(jù)傳輸速率與系統(tǒng)效率;在基帶傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的編碼方式主要有：非歸零碼NRZ

曼徹斯特（manchester）編碼差分曼徹斯特（differencemanchester）編碼《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層361.非歸零碼NRZNRZ碼規(guī)定用低電平表示邏輯“0”，用高電平表示邏輯“1”；也可以有其他表示方法；NRZ碼的缺點(diǎn)是無(wú)法判斷一位的開始與結(jié)束，收發(fā)雙方不能保持同步；為保證收發(fā)雙方的同步，必須在發(fā)送NRZ碼的同時(shí)，用另一個(gè)信道同時(shí)傳送同步信號(hào)；如果信號(hào)中“1”與“0”的個(gè)數(shù)不相等時(shí)，存在直流分量?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層372.曼徹斯特（manchester）編碼曼徹斯特編碼的規(guī)則：每比特的周期T分為前T/2與后T/2兩部分；通過前T/2傳送該比特的反碼，通過后T/2傳送該比特的原碼；曼徹斯特編碼的優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)比特的中間有一次電平跳變，兩次電平跳變的時(shí)間間隔可以是T/2或T;利用電平跳變可以產(chǎn)生收發(fā)雙方的同步信號(hào);曼徹斯特編碼信號(hào)又稱做“自含時(shí)鐘編碼”信號(hào)，發(fā)送曼徹斯特編碼信號(hào)時(shí)無(wú)需另發(fā)同步信號(hào)；曼徹斯特編碼信號(hào)不含直流分量。缺點(diǎn)：效率較低。《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層38差分曼徹斯特（differencemanchester）編碼差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的改進(jìn)。差分曼徹斯特編碼與曼徹斯特編碼不同點(diǎn)主要是：

每比特的中間跳變僅做同步之用；每比特的值根據(jù)其開始邊界是否發(fā)生跳變來(lái)決定;一個(gè)比特開始處出現(xiàn)電平跳變表示傳輸二進(jìn)制0,不發(fā)生跳變表示傳輸二進(jìn)制1。《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層39數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼信號(hào)的波形《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層403.3.4脈沖編碼調(diào)制方法

脈沖編碼調(diào)制PCM是模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的主要方法。它包括三部分內(nèi)容：采樣量化編碼《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層41PCM用于數(shù)字語(yǔ)音系統(tǒng)：每個(gè)量化級(jí)采用7位二進(jìn)制編碼表示，將聲音分為128個(gè)量化級(jí)；采樣速率為8000樣本/秒；數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到7位×8000/秒=56kb/s；如果每個(gè)量化級(jí)采用7+1=8位二進(jìn)制編碼表示；數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到8位×8000/秒=64kb/s?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層423.4基帶傳輸技術(shù)

3.4.1基帶傳輸?shù)亩x

在數(shù)據(jù)通信中表示計(jì)算機(jī)二進(jìn)制的比特序列的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)是典型的矩形脈沖信號(hào);矩形脈沖信號(hào)就叫做基帶信號(hào);矩形脈沖信號(hào)的固有頻帶稱做基本頻帶,簡(jiǎn)稱為基帶；在數(shù)字信道上直接傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸;在發(fā)送端基帶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)過編碼器變換變?yōu)橹苯觽鬏數(shù)幕鶐盘?hào)，如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼信號(hào);在接收端由解碼器恢復(fù)成與發(fā)送端相同的矩形脈沖信號(hào);基帶傳輸是一種最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層433.4.2通信信道帶寬對(duì)基帶傳輸?shù)挠绊?/p>

通信信道帶寬對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸中失真的影響很大；信道帶寬越寬，信號(hào)傳輸?shù)氖д嬖叫　?/p>

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層44*利用傅里葉級(jí)數(shù)進(jìn)行頻譜分析發(fā)送數(shù)據(jù)的脈沖信號(hào)與頻譜允許發(fā)送信號(hào)的直流分量與基波分量通過允許發(fā)送信號(hào)的直流分量、基波分量與二次諧波分量通過允許發(fā)送信號(hào)的直流分量、基波分量、二與四次諧波分量通過允許發(fā)送信號(hào)的直流分量、基波分量、二至八次諧波分量通過3.4.3數(shù)據(jù)傳輸速率的定義與信道速率的極限

數(shù)據(jù)傳輸速率的定義

數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一；數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上，等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位為比特/秒，記做b/s或bps；常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：Kb/s、Mb/s、Gb/s與Tb/s，其中：1Kb/s=1×103b/s1Mb/s=1×106b/s1Gb/s=1×109b/s1Tb/s=1×1012b/s《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層45信道速率的極限值奈奎斯特(Nyquist)準(zhǔn)則：理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2WBaud=2W*log2V(bit/s)W是理想低通信道的帶寬，單位為赫(Hz)V是每個(gè)信號(hào)所取的離散電平數(shù)理想帶通特性信道的最高碼元傳輸速率=WBaudW是理想帶通信道的帶寬，單位為赫(Hz)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層46信道速率的極限值香農(nóng)定理：在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與信道帶寬B，信噪比S/N的關(guān)系為：Rmax=B·log2（1+S/N）S/N為信噪比，Rmax

的單位為b/s，B的單位為Hz；以分貝表示信噪比時(shí)：S/N(dB)=10lg(S/N)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層473.5頻帶傳輸技術(shù)：利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層483.6多路復(fù)用(multiplexing)技術(shù)

多路復(fù)用的基本概念《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層49*發(fā)送方將多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)通過復(fù)用器進(jìn)行匯集，并將匯集后的數(shù)據(jù)通過一條物理線路傳輸?shù)浇邮辗剑?接收方通過分用器將數(shù)據(jù)分離成各個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)，然后分發(fā)給接收方的多個(gè)用戶。3.6.1多路復(fù)用技術(shù)的分類頻分多路復(fù)用FDM波分多路復(fù)用WDM時(shí)分多路復(fù)用TDM在一條物理線路上建立多條通信信道，充分利用傳輸介質(zhì)的帶寬?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層503.6.2頻分多路復(fù)用在一條通信線路上設(shè)計(jì)多路通信信道;每路信道的信號(hào)以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制;各個(gè)載波頻率是不重疊的,那么一條通信線路就可以同時(shí)獨(dú)立地傳輸多路信號(hào)?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層51

3.6.3波分多路復(fù)用

光纖通道（fiberopticchannel）技術(shù)采用了波長(zhǎng)分隔多路復(fù)用方法，簡(jiǎn)稱為波分復(fù)用WDM。在一根光纖上復(fù)用多路光載波信號(hào)，是光的頻分多路復(fù)用；在一根光纖上復(fù)用80路或更多路的光載波信號(hào)稱為密集波分復(fù)用DWDM；目前一根單模光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達(dá)到20Gb/s?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層523.6.4時(shí)分多路復(fù)用

時(shí)分多路復(fù)用是將信道用于傳輸?shù)臅r(shí)間劃分為若干個(gè)時(shí)間片；每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片；在其占有的時(shí)間片內(nèi)，用戶使用通信信道的全部帶寬。

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層53貝爾系統(tǒng)的T1載波24路音頻信道復(fù)用在一條通信線路上；每路音頻模擬信號(hào)在送到多路復(fù)用器之前，要通過一個(gè)PCM編碼器；編碼器每秒取樣8000次；24路PCM信號(hào)的每一路輪流將一個(gè)字節(jié)插入到幀中；每個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度為8位，其中7位是數(shù)據(jù)位，1位用于信道控制；每幀由24×8=192位組成，附加一位作為幀開始標(biāo)志位，所以每幀共有193位；發(fā)送一幀需要125微秒；T1載波的數(shù)據(jù)傳輸速率為：193×8000=1.544Mb/s?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層54E1載波PCM的兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：北美的T1載波歐洲的E1載波（30路語(yǔ)音信道和2路控制信道）E1載波的速率：32×8×8000=2.048Mbps《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層55時(shí)分多路復(fù)用的分類

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層563.7

同步數(shù)字體系SDH

SDH發(fā)展的背景

早期的數(shù)字傳輸系統(tǒng)與設(shè)備暴露出固有的弱點(diǎn):

數(shù)據(jù)傳輸速率不標(biāo)準(zhǔn),存在著T1與E1兩個(gè)互不兼容的標(biāo)準(zhǔn)，在高次群的速率方面，日本又使用了第三種不兼容的標(biāo)準(zhǔn)；光設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，沒有國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，各個(gè)廠家使用自己標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提高，解決復(fù)用系統(tǒng)中的同步問題困難較大?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層57同步光纖網(wǎng)SONET同步光纖網(wǎng)的概念由美國(guó)貝爾通信研究所首先提出來(lái)；設(shè)計(jì)同步光纖網(wǎng)的目的是解決光接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范問題，定義同步傳輸?shù)木€路速率的等級(jí)體系，以使不同的廠家的產(chǎn)品可以互連，從而能夠建立大型的光纖網(wǎng)絡(luò)；1988年ITU-T接受了SONET的概念，并重新命名為同步數(shù)字體系SDH，使之不僅僅適用于光纖，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸，成為通用性技術(shù)體制；ITU-T對(duì)SDH的速率、復(fù)用幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用設(shè)備、線路系統(tǒng)、光接口、網(wǎng)絡(luò)管理和信息模型等進(jìn)行了定義，確立了作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的同步數(shù)字體系SDH；目前各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都把SDH作為新一代的傳輸體系，加緊對(duì)SDH的研究、開發(fā)與應(yīng)用工作。

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層58SDH速率體系STS-1幀結(jié)構(gòu)

每秒發(fā)送8000幀?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層59STS-1參數(shù)總的傳輸速率：8×9×90×8000=51.840（Mbps）線路管理消耗帶寬:8×3×9×8000=1.728（Mbps）SPE速率:8×9×87×8000=50.112（Mbps）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層60SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第3章物理層61SDH速率體系SON