第三章本章主要内容物理层的基本概念数据通信的基本概念（一）误码率：信道传输可靠性指标，是概率值信息编码：将信息用二进制数表示的方法。数据编码：将数据用物理量表示的方法。例如：字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)为01000001，其数据编码可能为带宽带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s或bps)作为带宽的计量单位。主要单位：Kb/s，Mb/s，Gb/s数据通信模型（一）信息通过数据通信系统传输把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地。信息和数据(0,1比特)一般不能直接在介质上传输。编码：数据适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错调制：数字信号适合传输的形式——按频率、幅度、相位解调：接收波形数字信号解码：数字信号原始数据信道及其主要特征通信方式—数据流动的方向数字数据的传输方式信道最大数据传输率非理想信道传输媒体(介质)屏蔽双绞线(STP)非屏蔽双绞线(UTP)同轴电缆基带同轴电缆阻抗50，用于数字传输宽带同轴电缆阻抗75，用于模拟传输，主要用于CATV光纤多模光纤D=几十微米，50Tbit/s光源是LED发光二极管，多个光束同时进入光纤壁优缺点：带宽大接入和传输成本低传输距离短，用于局域网单模光纤D=8~12µm，50Tbit/s光源是半导体激光器，一个光束进入光纤壁优缺点：传输距离远，用于远程主干网抗干扰能力强接入成本高无线传输用于移动式数据传输主要方式：无线电可轻易穿过障碍物，但易受干扰无布线局域网、WAP微波传输距离长，信道容量大远程电信网、电视网卫星C波段、Ku波段、Ka波段不受地面微波传输距离的限制，但传输延迟大红外线短距离通信设备便宜，安装方便激光可靠性高数据编码模拟传输和数字传输用数字信号承载数字或模拟数据——编码用模拟信号承载数字或模拟数据——调制Modulator数据同步方式(一)数据同步方式(二)数字数据的数字信号编码（一）0曼彻斯特编码(ManchesterCode)用电压的变化表示0和1。规定在每个码元的中间发生跳变：高→低的跳变代表0，低→高的跳变代表1每个码元中间都要发生跳变，接收端可将此变化提取出来作为同步信号。这种编码也称为自同步码。缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。差分曼彻斯特编码(Differential～)每个码元的中间仍要发生跳变用码元开始处有无跳变来表示0和1，有跳变代表0，无跳变代表1数字数据的调制编码（一）ASK：用载波的两个不同振幅表示0和1FSK：用载波的两个不同频率表示0和1PSK：用载波的起始相位的变化表示0和1模拟数据的数字信号编码（一）话音信道带宽<4kHz采样时钟频率：8kHz(>2倍话音最大频率)量化级数：256级(用8位二进制码表示)数据率：8000次/s*8bit=64kbit/s每路PCM信号的速率=64000bit/sPCM转换过程举例信道的多路复用技术（一）复用类型频分多路复用FDMA(FrequencyDivisionMultiplexingAccess)波分多路复用WDMA(WaveDivisionMultiplexingAccess)时分多路复用TDMA(TimeDivisionMultiplexingAccess)频分复用原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。波分复用——光的频分复用原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。时分复用（一）1.同步时分多路复用原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。时分复用（二）由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为同步时分复用。时分复用的典型例子：PCM信号的传输把多个话路的PCM话音数据用TDM的方法装成帧(帧中还包括了帧同步信息和信令信息)每帧在一个时间片内发送每个时隙承载一路PCM信号2.统计(异步)TDM——STDMTDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该时隙，将会造成带宽浪费。改进：用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据放入。数字载波复用标准数据交换方式（一）广域网中的数据交换技术线路交换交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程。特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。——称为“面向连接的”过程：建立连接→通信→释放连接优缺点：建立连接的时间