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1、第第2章数据通信基础章数据通信基础与物理层基础与物理层基础本讲稿第一页，共七十四页22.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.1.1信息、数据与信号信息、数据与信号1.信息信息 信息是对客观事物属性和特性的表征。它反映了客观事物的存在形式与运动状态。其载体可以是数字、文字、语音、视频和图像等。本讲稿第二页，共七十四页32.数据数据 它是关于事件的一组离散的客观的事实描述，是构成信息和知识的原始材料。数据可分为模拟数据和数字数据两大类。数据指计算机加工的“原料”，如图形、声音、文字、数、字符和符号等。数据与信息的区别：数据是装载信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。本讲稿第三页，共七十四
2、页43.信号信号信号是数据的表示形式,如电信号、光信号、载波信号、脉冲信号等；数字信号和模拟信号在一定的条件下可以相互转换.信号有两种表示形式：模拟信号与数字信号 模拟信号随时间连续变化；模拟信号随时间连续变化；数字信号是离散的阶跃信号数字信号是离散的阶跃信号；本讲稿第四页，共七十四页54.信道信道 信道是信号从发送地传输到接收地的一个通路，它一般由传输介质及相应的传输设备组成。同一传输介质上可以有多条信道-多路复用 信道分类:按传输介质分，可分为有线信道和无线信道。按传输介质分，可分为有线信道和无线信道。按传输信号类型分，可分为模拟信道和数字信道。按传输信号类型分，可分为模拟信道和数字信道。
3、本讲稿第五页，共七十四页6数据通信系统模型 信道信道本讲稿第六页，共七十四页72.1.2数据传输方式数据传输方式按照信号类型：模拟通信、数字通信模拟通信、数字通信按照一次传输的数据位数:串行通信、并行通信串行通信、并行通信按照信号传送的方向与时间的关系 单工通信、半双工、全双工通信单工通信、半双工、全双工通信按照数据的同步方式:同步通信、异步通信同步通信、异步通信本讲稿第七页，共七十四页8按照信道传输信号类型分按照信道传输信号类型分：模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信数字通信系统与模拟通信系统相比有很多的优点：数字通信系统与模拟通信系统相比有很多的优点：抗干扰能力强、无噪声积累。抗干扰能力强
4、、无噪声积累。（使用转发器而不是放大器）（使用转发器而不是放大器）便于加密处理。便于加密处理。便于存储、处理和交换。便于存储、处理和交换。设备便于集成化、微型化。设备便于集成化、微型化。本讲稿第八页，共七十四页9按照一次传输的数据位数按照一次传输的数据位数:串行通信与并行通信串行通信与并行通信本讲稿第九页，共七十四页10按照信号传送的方向与时间的关系分：单按照信号传送的方向与时间的关系分：单工、半双工与全双工通信工、半双工与全双工通信本讲稿第十页，共七十四页11按照数据的同步方式分：按照数据的同步方式分：同步通信与异步通信同步通信与异步通信同步技术同步技术:要求通信的收发双方在时间基要求通信的
5、收发双方在时间基准上保持一致准上保持一致.数据通信的同步分为数据通信的同步分为:位同步位同步-同步通信同步通信字符同步字符同步-异步通信异步通信本讲稿第十一页，共七十四页12位同步位同步-同步通信同步通信位同步位同步:要求接收端根据发送端发送数据的时要求接收端根据发送端发送数据的时钟频率与比特流的起始时刻钟频率与比特流的起始时刻,来校正自己的时来校正自己的时钟频率与接收数据的起始时刻钟频率与接收数据的起始时刻实现位同步的方法实现位同步的方法:1.外同步法外同步法2.内同步法内同步法同步通信：多个字符一起发送，数据以稳定的同步通信：多个字符一起发送，数据以稳定的比特流传输比特流传输以太网帧格式以
6、太网帧格式曼彻斯特编码曼彻斯特编码BSCBSC本讲稿第十二页，共七十四页13字符同步字符同步-异步通信异步通信字符同步字符同步:保证收发双方正确传输字符的保证收发双方正确传输字符的过程过程异步通信：每个字符作为独立的整体发送异步通信：每个字符作为独立的整体发送,字字符间隔任意符间隔任意本讲稿第十三页，共七十四页142.2数据通信基础数据通信基础数字通信系统与模拟通信系统相比有数字通信系统与模拟通信系统相比有很多的优点：很多的优点：抗干扰能力强、无噪声积累抗干扰能力强、无噪声积累便于加密处理。便于加密处理。便于存储、处理和交换。便于存储、处理和交换。设备便于集成化、微型化。设备便于集成化、微型化
7、。本讲稿第十四页，共七十四页15基带信号：在数据通信中，表示计算机二进制比特序基带信号：在数据通信中，表示计算机二进制比特序列的列的矩形脉冲信号矩形脉冲信号；基带传输：在数字通信信道上，直接传送基带信号基带传输：在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法；的方法；基带传输是当前一种最基本的数据传输方式基带传输是当前一种最基本的数据传输方式；一、基带传输的定义一、基带传输的定义本讲稿第十五页，共七十四页16二、信号的频谱特性二、信号的频谱特性1.1.时域法：电压时域法：电压u u与时间与时间t t的关系（的关系（p34p34图图2-62-6）;2.2.频域法：振幅频域法：振幅E E与角频率与角频率
8、w w的关系（的关系（p34p34图图2-72-7a a）；傅立叶分析（频域法的研究工具）傅立叶分析（频域法的研究工具）（p33p33公式）公式）矩形脉冲信号是直流分量、基波、多次谐波等无数个频谱分量的叠加。本讲稿第十六页，共七十四页17三、信道的截止频率与带宽三、信道的截止频率与带宽数字信号在通过某种传输介质或信道进行传输时，数字信号在通过某种传输介质或信道进行传输时，信号中不同的频率分量衰减的程度不同：频率较低信号中不同的频率分量衰减的程度不同：频率较低的谐波分量衰减较小，频率较高的谐波分量衰减大的谐波分量衰减较小，频率较高的谐波分量衰减大一些，从而导致输出信号发生畸变一些，从而导致输出信
9、号发生畸变把信号在经过一定距离的信道传输过程中某个分量的振幅把信号在经过一定距离的信道传输过程中某个分量的振幅衰减为原来的衰减为原来的0.7070.707时所对应的频率称为信道的截止频率，时所对应的频率称为信道的截止频率，即该信道的带宽。即该信道的带宽。信道的截止频率和带宽反映了信道本身固有的物理属性信道的截止频率和带宽反映了信道本身固有的物理属性信道带宽越宽，信号传输的失真越小。信道带宽越宽，信号传输的失真越小。本讲稿第十七页，共七十四页18a a为理想情况，为理想情况，bcdebcde依次为通过依次为通过12481248次谐波得到的信号次谐波得到的信号时域图时域图频域图频域图本讲稿第十八页
10、，共七十四页19四、数据通信系统主要技术指标四、数据通信系统主要技术指标数数据据传传输输速速率率:传传输输线线路路上上信信号号的的传传输输速速度度。它有两种表示形式：它有两种表示形式：波特率、比特率波特率、比特率波特率波特率是指单位时间内通过信道传输的码元是指单位时间内通过信道传输的码元个数。码元是时间轴上一个信号编码单元个数。码元是时间轴上一个信号编码单元。比特率比特率指单位时间内通过信道传输的比特数，指单位时间内通过信道传输的比特数，单位为单位为比特比特/秒秒，简记为简记为b/s或或bpst码元码元1 1码元码元2码元码元3码元码元4码元码元5信号信号本讲稿第十九页，共七十四页20一个码元
11、可能携带多个二进制数据位数一个码元可能携带多个二进制数据位数t码元码元1 1码元码元2码元码元3码元码元4码元码元5信号信号比特率比特率R R与波特率与波特率B B的关系的关系R=BM（M M表示一个码元携带的二进制位数）表示一个码元携带的二进制位数）P51P51图图2-252-25本讲稿第二十页，共七十四页21误码率误码率误码率误码率=接受的错误比特数接受的错误比特数/传输的总比特数传输的总比特数 计算机网络中，通常要求误码率低于计算机网络中，通常要求误码率低于1010-9-9信道延迟信道延迟信道延迟是指信号从信源发出经过信道到达信信道延迟是指信号从信源发出经过信道到达信宿所需的时间，它与信
12、源到信宿间的距离及信宿所需的时间，它与信源到信宿间的距离及信号在信道中的传播速度有关。号在信道中的传播速度有关。信道容量信道容量信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信道的最大数据传输率来表示用信道的最大数据传输率来表示。本讲稿第二十一页，共七十四页22信道的最大数据传输速率信道的最大数据传输速率 奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)定理定理香农（香农（Shannon）定理定理本讲稿第二十二页，共七十四页23奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)定理定理A、前提：前提：有限带宽有限带宽无噪声无噪声的通信信道的通信信道B、已知：已知：信道带宽为信道带宽为H(
13、Hz)，被传输信号电平分被传输信号电平分为为V级。级。C、公式：公式：该信道的最高数据传输率该信道的最高数据传输率Rb为：为：Rb =2H*log2 V （bps）D、用途：用途：估算已知带宽的信道最高速率估算已知带宽的信道最高速率-远高于远高于实际速率实际速率E、举例：一个无噪音的信道带宽为举例：一个无噪音的信道带宽为3kHz,传输四进制（四传输四进制（四电平）信号，它的最大传输速率为多少？电平）信号，它的最大传输速率为多少？本讲稿第二十三页，共七十四页24 Rb =2H*log2 V （bps）要提高信息的传输速率，就要提高信息的传输速率，就必须设法使每一个码元能携带更必须设法使每一个码元
14、能携带更多个比特的信息量多个比特的信息量。这就需要采用。这就需要采用多元制多元制(又称为多进制又称为多进制)的的编码方法。编码方法。本讲稿第二十四页，共七十四页25香农（香农（Shannon）定理定理A、前提：前提：有限带宽有限带宽有噪声有噪声的通信信道的通信信道B、已知：已知：信道带宽为信道带宽为H(Hz)；信噪比为信噪比为S/N：S表示信号表示信号功率，功率，N表示噪声功率表示噪声功率注意：一般信噪比以注意：一般信噪比以分贝分贝的形式给出的形式给出S/N=10*lg(S/N)，单位为单位为dB（分贝）分贝）当当S/N=10时，转换为分贝时，转换为分贝：S/N=10*lg(S/N)dB=10
15、*lg10dB=10dB当当S/N=100时，转换为分贝时，转换为分贝：S/N=10*lg(S/N)dB=10*lg100dB=20dB 本讲稿第二十五页，共七十四页26香农（香农（Shannon）定理定理C、公式：在该信道最大数据传输速率公式：在该信道最大数据传输速率Rb是：是：Rb =H*log2（1+S/N）（bps）注：注：S/NS/N通常以通常以分贝分贝的形式给出，需要转换的形式给出，需要转换D、用途用途:估算有噪声信道的最大数据传 输速率，该值为理论极限，只考虑了白 噪声所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。本讲稿第二十六页，共七十四页27已知：信道带宽已知：信道带宽H为为30
16、00Hz，信噪比为信噪比为30dB，则极限速率为则极限速率为Rb：Rb=H*log2（1+S/N）=3000*log2(1+1000)=3000*lg1001/lg2 =3000*9.9672 约等于30000 bps 本讲稿第二十七页，共七十四页281.1.对对于于带带宽宽为为3 3KHzKHz的的信信道道,若若用用8 8种种不不同同的的物物理理状状态态表表示示数数据据,信信噪噪比比为为2020分分贝贝,问问按按奈奈奎奎斯斯特特定定理理或或香香农农定定理理最最大大限制的数据传输速率是多少限制的数据传输速率是多少?奈奎斯特定理奈奎斯特定理:Rb =2H*logRb =2H*log2 2 V V
17、 （bpsbps）香农定理香农定理:Rb=H*logRb=H*log2 2（1+1+S/NS/N）（）（bpsbps）2 2奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。对于二进制电平信号，若传输速率与信道带宽的关系。对于二进制电平信号，若信道带宽信道带宽B=3000HzB=3000Hz，则最大数据传输速率为则最大数据传输速率为A A）300bps B300bps B）3000bps C3000bps C）6000bps D6000bps D）2400bps 2400bps 本讲稿第二十八页，共七十四页292.3传输介
18、质传输介质双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤光纤无线与卫星通信信道无线与卫星通信信道本讲稿第二十九页，共七十四页30双绞线1.传输信号类型传输信号类型:模拟信号、数字信号模拟信号、数字信号2.分类：屏蔽双绞线分类：屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线(UTP)STP价格高,安装困难;比UTP抗干扰能力强,传输速度快,防窃听 本讲稿第三十页，共七十四页双绞线双绞线非屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线和RJ-45连接器连接器屏蔽双绞线屏蔽双绞线非屏蔽双绞线更常用非屏蔽双绞线更常用本讲稿第三十一页，共七十四页32非屏蔽双绞线分类举例非屏蔽双绞线分类举例电缆类别带宽(MHz)传输速度(Mbps)主要应
19、用3类1610以太网4类2016令牌环5类100100高速以太网和ATM6类200-400最高622千兆以太网和ATM本讲稿第三十二页，共七十四页33同轴电缆：根据带宽分为：基带同轴电缆和宽带同轴电缆根据带宽分为：基带同轴电缆和宽带同轴电缆基带同轴电缆：传输数字信号；宽带同轴电缆：基带同轴电缆：传输数字信号；宽带同轴电缆：传输数字信号、模拟信号（多路）传输数字信号、模拟信号（多路）本讲稿第三十三页，共七十四页34光纤1.工作原理：全反射；工作原理：全反射；2.分类：单模光纤、多模光纤分类：单模光纤、多模光纤3.特点：高抗干扰性，高数据传输率，低误码率，安全保密性好。特点：高抗干扰性，高数据传输
20、率，低误码率，安全保密性好。幅移键控法本讲稿第三十四页，共七十四页35无线介质：无线电波、微波、红外线无线介质：无线电波、微波、红外线本讲稿第三十五页，共七十四页36微波通信微波通信（1）地面微波）地面微波本讲稿第三十六页，共七十四页37（2）卫星通信）卫星通信 下载频段：3.7-4.2GHz，上传频段：5.93-6.42GHz本讲稿第三十七页，共七十四页382.4数据编码技术数据编码技术 （1）数字数据模拟信号 （2）数字数据数字信号 （3）模拟数据数字信号 （4）模拟数据模拟信号本讲稿第三十八页，共七十四页392.4.1数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码不归零制编码曼彻斯特编码差
21、分曼彻斯特编码数字数据信号的编码方式主要有：数字数据信号的编码方式主要有：本讲稿第三十九页，共七十四页40数字数据编码信号的波形数字数据编码信号的波形本讲稿第四十页，共七十四页411.非归零码非归零码NRZ优点优点:方法简单方法简单,易于实现易于实现缺点缺点:无法判断一位的开始与结束，收发双方不能保持同步；为保证收无法判断一位的开始与结束，收发双方不能保持同步；为保证收发双方的同步，必须在发送发双方的同步，必须在发送NRZ码的同时，用另一个信道同码的同时，用另一个信道同时传送同步信号；时传送同步信号；本讲稿第四十一页，共七十四页422.曼彻斯特（曼彻斯特（manchester）编码编码曼彻斯特
22、编码的规则曼彻斯特编码的规则：每比特的周期每比特的周期T分为前分为前T/2与后与后T/2两部分；两部分；通过前通过前T/2传送该比特的反码，通过后传送该比特的反码，通过后T/2传送该比特传送该比特的原码的原码(或相反或相反)；优点优点：每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时间间隔可以是间间隔可以是T/2或或T；利用电平跳变可以产生收发双方利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号；的同步信号；曼彻斯特编码信号又称做曼彻斯特编码信号又称做“自含时钟编码自含时钟编码”信号信号缺点缺点:需要为每一比特编码，编码效率低需要为每一比特编码，编码效率低本讲
23、稿第四十二页，共七十四页43差分曼彻斯特差分曼彻斯特（differencemanchester）编码编码每个比特的中间有一次电平跳变每个比特的中间有一次电平跳变；利用电平跳变可以产生收发双利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号；方的同步信号；差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点主要是：差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点主要是：每比特的值来决定每一个开始边界是否发生跳变每比特的值来决定每一个开始边界是否发生跳变;一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制0,不发生跳变表示传输不发生跳变表示传输二进制二进制1。差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的变种差分曼彻斯特
24、编码是曼彻斯特编码的变种,实现相对复杂实现相对复杂,但抗但抗噪声能力较强。噪声能力较强。本讲稿第四十三页，共七十四页442.4.2模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码 首先进行脉冲振幅调制首先进行脉冲振幅调制PAM,然后进行然后进行PCM等编码调制等编码调制1.采样采样2.量化量化3.编码编码采样定理采样定理:若采样频率大于或等于模拟信号最高频率的若采样频率大于或等于模拟信号最高频率的2倍倍,则采样后的离散序列就能不失真的恢复原来的模拟信号则采样后的离散序列就能不失真的恢复原来的模拟信号.脉冲编码调制脉冲编码调制(PCM):本讲稿第四十四页，共七十四页45PCM用于数字语音系统用于数字
25、语音系统：声音分为声音分为256个量化级；采样速率为个量化级；采样速率为8000样本样本/秒；秒；数据传输速率应达到？数据传输速率应达到？；如果每个量化级采用如果每个量化级采用8位二进制编码表示位二进制编码表示;数据传输速率应达到数据传输速率应达到8位位8000/秒秒=64kb/s。P48P48本讲稿第四十五页，共七十四页462.4.3数字数据的模拟信号调制数字数据的模拟信号调制调制：根据输入信号的取值，对载波信调制：根据输入信号的取值，对载波信号的号的振幅、振幅、频率、相位频率、相位分别或组合分别或组合进行进行调整，获得对数字信号的编码。调整，获得对数字信号的编码。本讲稿第四十六页，共七十四
26、页47载波信号u um msinsin（1 1t+t+0 0）u um m:振幅 1 1:角频率 0 0:相位数字数据的模拟信号调制的基本方法：幅移键控法（幅移键控法（ASK）频移键控法（频移键控法（FSK）相移键控法（相移键控法（PSK）正交调幅正交调幅本讲稿第四十七页，共七十四页48数字数据的模拟信号调制数字数据的模拟信号调制本讲稿第四十八页，共七十四页491.幅移键控法（幅移键控法（amplitudeshiftkeying,ASK）采用改变载波信号振幅来表示采用改变载波信号振幅来表示1、0 u um msinsin（1 1t+t+0 0）数字数字1 1 u u（t t）=0 0 数字数字
27、0 0幅移键控幅移键控ASKASK信号实现容易，技术简单，但抗干扰信号实现容易，技术简单，但抗干扰能力较差能力较差(在在0 0时串扰时串扰)。本讲稿第四十九页，共七十四页502.频移键控法（频移键控法（frequency-shiftkeying，FSK）通过改变载波信号的频率来表示通过改变载波信号的频率来表示1、0 u um msinsin（1 1t+t+0 0）数字数字1 1 u u（t t）=u um msinsin（2 2t+t+0 0）数字数字0 01 12 2一般是以载波频率为中心偏移一般是以载波频率为中心偏移移频键控移频键控FSK信号实现容易，技术简单，抗干扰能力较强，信号实现容易
28、，技术简单，抗干扰能力较强，是目前最常用的调制方法之一。但受带宽限制是目前最常用的调制方法之一。但受带宽限制举例：实现举例：实现FSK的调制解调器的调制解调器本讲稿第五十页，共七十四页51实现实现FSK的调制解调器的调制解调器振荡器本讲稿第五十一页，共七十四页523.相移键控法（相移键控法（phase-shiftkeying，PSK）通过改变载波信号的相位来表示通过改变载波信号的相位来表示1、0绝对调相绝对调相：用起始相位的绝对值表示1、0 u um msinsin（t+0t+0）数字数字1 1 u u（t t）=u um msinsin（t+t+）数字数字0 0相对调相相对调相：用起始相位的
29、偏移值表示1、0,当输入1,相位角增加,当输入0,相位角不变移相键控移相键控PSK信号抗干扰能力较强，占用带宽窄，但实现较复信号抗干扰能力较强，占用带宽窄，但实现较复杂。杂。本讲稿第五十二页，共七十四页53本讲稿第五十三页，共七十四页544.正交调幅正交调幅-P50设信号波特率为设信号波特率为600Baud,采用正交调幅采用正交调幅（振幅（振幅相相位复合调制）技术，由位复合调制）技术，由4种振幅种振幅和和8种相位组成种相位组成16种码元，则信道的数据传种码元，则信道的数据传输速率为输速率为A.600bpsB.2400bpsC.3000bpsD.9600bps本讲稿第五十四页，共七十四页552.
30、5多路复用多路复用(multiplexing)多路复用是指在一条物理线路上同时传多路复用是指在一条物理线路上同时传输多路信息输多路信息目的：提高通信线路的利用效率，降低目的：提高通信线路的利用效率，降低通信成本。通信成本。DEMUX复用器复用器解复用器解复用器共享信道共享信道MUX信信源源信信宿宿本讲稿第五十五页，共七十四页56多路复用分类多路复用分类频分多路复用（FDM）时分多路复用（TDM）波分多路复用（WDM）码分多路复用（CDM）本讲稿第五十六页，共七十四页57频分多路复用（频分多路复用（FDM）原理：原理：把传输介质的可用带宽分割为多个频段把传输介质的可用带宽分割为多个频段（子信道）
31、，分配给每一路输入信号，输入（子信道），分配给每一路输入信号，输入信号被调制成不同频率的信号，在子信道中信号被调制成不同频率的信号，在子信道中传输传输.在子频段之间要留有一定的空闲频带在子频段之间要留有一定的空闲频带,作为保护频带作为保护频带,减少各路信号之间的相互干扰减少各路信号之间的相互干扰.应用应用:适用于传输多路模拟信号。适用于传输多路模拟信号。本讲稿第五十七页，共七十四页58举例：一个标准话路举例：一个标准话路300Hz-3.4KHz，取取4KHz作标作标准带宽准带宽接收端通过滤波器将各路信号区分接收端通过滤波器将各路信号区分,在解调至原频率在解调至原频率本讲稿第五十八页，共七十四页
32、59波分多路复用（波分多路复用（WDM）原理：同一媒质中不同波长原理：同一媒质中不同波长(或频率或频率)的光，具有不同的折的光，具有不同的折射率。波长越短射率。波长越短(频率越高频率越高)，则折射率越大，则折射率越大不同波长的光由不同方向发射进入光纤之中，在接收端再不同波长的光由不同方向发射进入光纤之中，在接收端再根据不同波长的光的折射角度不同，再分解成为不同路的根据不同波长的光的折射角度不同，再分解成为不同路的光信号由各个接收端分别接收。光信号由各个接收端分别接收。本讲稿第五十九页，共七十四页60将将8路速率为路速率为2.5Gb/s的光信号波分复用，一根光纤的数据传输的光信号波分复用，一根光
33、纤的数据传输速率最高可以达到速率最高可以达到20Gb/s本讲稿第六十页，共七十四页61时分多路复用（时分多路复用（TDM）原理：原理：将传输线路的可用时间分成多个将传输线路的可用时间分成多个时间片（时隙），每个用户获得时间片，时间片（时隙），每个用户获得时间片，利用信道的全部带宽传输数据。利用信道的全部带宽传输数据。应用应用:适用于传输数字信号。适用于传输数字信号。分类：分类：同步时分多路复用、统计时分多同步时分多路复用、统计时分多路复用路复用每个输入信号周期性的占用全部带宽本讲稿第六十一页，共七十四页62同步时分多路复用同步时分多路复用目前在电信网络中广泛使用目前在电信网络中广泛使用本讲稿第
34、六十二页，共七十四页63 当某个子信道没有数据传输时，仍然占用时间片。时间片以固定的次序发放给每个信道，不考虑信道的实际需求。不需要携带目的地址 本讲稿第六十三页，共七十四页64举例：T1载波系统，24路音频信道复用到一条线路，每一路每次传送1个字节。本讲稿第六十四页，共七十四页65统计时分多路复用统计时分多路复用原理：将传输线路的可用时间分成多个时间片（时隙），动态的根据每个子信道的通信需求分配时间片.需要携带目的地址.本讲稿第六十五页，共七十四页66本讲稿第六十六页，共七十四页672.8物理层接口物理层接口 物理层是参考模型的最低层，它建立在物理介质的基础上，作为系统和物理层是参考模型的最
35、低层，它建立在物理介质的基础上，作为系统和通信介质的接口，通信介质的接口，实现数据链路实体间透明的比特流传输实现数据链路实体间透明的比特流传输协议协议(标准标准)：规定了物理接口的各种特性：规定了物理接口的各种特性：机械特性机械特性：物理连接器的尺寸、形状、规格；：物理连接器的尺寸、形状、规格；电气特性电气特性：信号的表示方式，脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输：信号的表示方式，脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等；距离等；功能特性功能特性：接口引（线）脚的功能和作用；：接口引（线）脚的功能和作用；过程特性过程特性：信号时序，应答关系，操作过程。：信号时序，应答关系，操作过程。功能
36、：建立和拆除物理连接、位流传输、管理功能：建立和拆除物理连接、位流传输、管理物理层接口：物理层接口：RS-232、RJ45等等010101本讲稿第六十七页，共七十四页68RS-232-C接口接口RS-232-C是美国电子工业协会是美国电子工业协会(ElectricalIndustrialAssociation)于于1973年提出的串行通信接口标准；年提出的串行通信接口标准；主要用于数据终端设备主要用于数据终端设备DTE（DataTerminalEquipment，如如计算机、终端等设备计算机、终端等设备)与数据电路终端设备与数据电路终端设备DCE（DataCircuit-terminalEqu
37、ipment，如如调制解调器、中继器、多路调制解调器、中继器、多路复用器等复用器等)之间通信的接口规范；之间通信的接口规范；本讲稿第六十八页，共七十四页69物理层协议举例物理层协议举例-RS-232DTE数据数据终端终端设备设备DCE数据数据电路电路端接端接设备设备DTEDCEPSTNRS-232DTEDTE具有数据处理和收发功能；具有数据处理和收发功能；DCEDCE在在DTEDTE和传输线路之间进行信号转换、编码等和传输线路之间进行信号转换、编码等工作的设备工作的设备本讲稿第六十九页，共七十四页70（1）RS-232-C机械特性机械特性l标准的标准的RS-232-C接口使用接口使用25针针D
38、B连接器（插头连接器（插头/插座）插座）;l可简化为可简化为9针和针和15针两种针两种;l机械特性机械特性规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。及排列方式、锁定装置形式等。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 RS-232-C(15)RS-232-C(9)物理连接器的尺寸、形状、规格；物理连接器的尺寸、形状、规格；本讲稿第七十页，共七十四页71特点：特点：n信号电平使用负逻辑信号电平使用负逻辑l逻辑逻辑1用负电平（用负电平（-5-15V）表示；表示；l逻辑逻辑0
39、用正电平（用正电平（+5+15V）表示表示n数据传输率支持数据传输率支持100、300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56Kl1200bps，传输距离传输距离=100m，l9600 bps，传输距离传输距离=19.2 kbps,传输距离传输距离=15 m。(2)RS-232-C电气特性电气特性本讲稿第七十一页，共七十四页72（3）RS-232-C功能特性功能特性25芯引脚号线的编号接口电路名称 DTE-DCE数据控制定时地线1AA屏蔽地 PG7AB信号地 GND2BA发送数据 TxD3BB接收数据 RxD4CA请求发送 RTS 5CB允许发送 CTS6
40、CC数据设备准备好 DSR20 CD数据终端准备好 DTR8CF载波检测 CD接口引（线）脚的功能和作用接口引（线）脚的功能和作用本讲稿第七十二页，共七十四页7321CG信号质量检查 SQD23CH数据信号速率选择(DTE)18CI数据信号速率选择(DCE)24DA发送信号码元定时(DTE)TxC15DB接收信号码元定时(DCE)TxC17DD接收信号码元定时(DCE)RxC14SBA备用信道发送数据16SBB备用信道接收数据19SCA备用信道请求发送13SCB备用信道允许发送12SCF备用信道载波检测22CE呼叫指示器RS-232-C功能特性（功能特性（conti.)本讲稿第七十三页，共七十四页74DTE123456782022AABABBCACBCCABCFCDCEDCE123456782022RS-232接口的接口的DTE-DCE连接连接RS-232RS-232接口的接口的功能特性功能特性规程特性：规程特性：CA(CA(请求发送请求发送)CB(CB(应答应答)BA(BA(发送发送)信号时序，应答关系，操作过程信号时序，应答关系，操作过程本讲稿第七十四页，共七十四页