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1、计计算机网算机网络课络课件件谢谢希仁希仁ch2物理物理层层contents目录物理层概述数据传输方式数据传输媒体数据传输系统信道容量与信道复用技术01物理物理层层概述概述物理层是计算机网络体系结构的最底层，负责传输比特流，提供建立、维护和拆除物理链路所需的机械、电气、功能和规程特性。实现比特流的传输和接收，处理机械、电气和定时接口，以便在物理媒体上传输原始比特流。物理层的定义与功能功能定义物理层协议定义了网络设备之间物理连接的规范，包括传输速率、传输介质、接口标准等。协议物理层标准是制定和实施物理层协议的规范，以确保不同厂商生产的设备能够相互兼容和互操作。标准物理层协议与标准 物理层协议参考模
2、型概念物理层协议参考模型（如OSI/RM中的RM-PHY）是一个抽象模型，用于描述物理层的协议规范和功能。组成物理层协议参考模型包括传输速率、传输介质、信号规范、接口规范等组成部分，用于指导协议的开发和实现。应用物理层协议参考模型在计算机网络研究和开发中具有重要的指导意义，有助于不同厂商生产的设备之间的互操作性和兼容性。02数据数据传输传输方式方式指将数字信号直接传输到网络上，不进行任何调制解调，主要用于短距离的数据传输，如局域网中的数据传输。基带传输指将数字信号调制到高频载波上再进行传输，可以传输多种信号，如音频、视频等，主要用于长距离的数据传输，如互联网的数据传输。宽带传输基带传输与宽带传
3、同步传输指发送方和接收方保持相同的时钟频率，数据在固定的时间间隔内进行传输，主要用于高速数据传输。异步传输指发送方和接收方不保持相同的时钟频率，数据可以在任意时刻进行传输，主要用于低速数据传输。同步传输与异步传指数据只能在一个方向上进行传输，如无线电广播。单工传输半双工传输全双工传输指数据可以在两个方向上进行传输，但不能同时进行，如普通电话线。指数据可以在两个方向上进行同时传输，如以太网。030201单工、半双工和全双工传03数据数据传输传输媒体媒体双绞线是最常见的有线传输媒体，由两根绝缘的铜线相互缠绕而成，用于传输模拟信号和数字信号。双绞线同轴电缆由一个铜线导体和一个绝缘外层组成，常用于电视
4、信号和宽带数据的传输。同轴电缆光纤由高纯度玻璃或塑料纤维制成，能够传输高速数字信号和长距离信号，具有高带宽、低损耗的优点。光纤有线传输媒体无线电波是一种电磁波，用于传输声音、图像和数据信息，如广播、电视和移动通信。无线电波微波是一种高频无线电波，用于卫星通信、电视信号传输和移动通信网络。微波红外线和激光也可用于无线通信，但通常只在短距离内使用，如遥控器和光纤通信。红外线和激光无线传输媒体04数据数据传输传输系系统统数据终端设备数据终端设备是指发送和接收数据的设备，例如计算机、手机、打印机等。数据终端设备可以是终端用户设备，也可以是中间设备。数据电路终端设备数据电路终端设备是指连接数据终端设备和
5、数据电路之间的设备，例如调制解调器、路由器等。数据电路终端设备负责将数据终端设备连接到数据电路中，实现数据的传输和接收。数据终端设备与数据电路终端设备数据电路终端设备的功能信号转换数据电路终端设备可以将数据终端设备的信号转换为适合传输的信号，例如将数字信号转换为模拟信号或反之。速率匹配由于数据终端设备和数据电路的传输速率可能不同，因此数据电路终端设备可以起到速率匹配的作用，确保数据能够顺利传输。格式转换数据电路终端设备可以将数据终端设备的格式转换为适合传输的格式，例如将异步传输转换为同步传输或反之。控制流量数据电路终端设备可以控制数据的流量，避免因数据过多而导致的拥塞或过载。数据电路的类别有线
6、数据电路有线数据电路是指通过有线介质（如双绞线、同轴电缆、光纤等）传输数据的电路。有线数据电路具有传输距离远、传输速率高、稳定性好等优点。无线数据电路无线数据电路是指通过无线介质（如电磁波、微波等）传输数据的电路。无线数据电路具有灵活性强、无需布线等优点，但传输速率和稳定性可能受到一定限制。05信道容量与信道复用技信道容量与信道复用技术术 信道容量信道容量是衡量信道传输信息能力的指标，表示在一定的调制和解调技术下，信道所能传输的最大数据速率。香农定理是计算信道容量的基础，它指出在理想条件下，无噪信道的最大数据传输速率取决于信道的带宽和信号的功率。为了提高信道容量，可以采用更先进的调制解调技术，
7、如QAM（Quadrature Amplitude Modulation）等。通过将不同的信号分配到不同的频带，可以实现多个信号在同一信道上的传输。频分复用的优点是实现简单，适用于宽带信道，但频带利用率较低。频分复用是一种常用的复用技术，它将信道带宽划分为若干个较小的频带，每个频带分配给一个信号。频分复用时分复用是将时间划分为若干个时隙，每个时隙分配给一个信号。在每个时隙内，只传输一个信号，从而实现多个信号在同一信道上的传输。时分复用的优点是频带利用率高，适用于数字信号的传输，但需要精确的时间同步。时分复用波分复用是一种利用不同波长光信号的复用技术。它通过将不同波长的光信号调制到同一光纤中，实现多个信号在同一光纤中的传输。波分复用的优点是传输容量大，适用于长距离、大容量的光通信网络。波分复用