文档介绍：计算机网络
第 2 章 物理层
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第 2 章 物理层
* 物理层的基本概念
* 数据通信的基础知识
数据通信系统的模型
有关信道的几个基本概念
信道的最高码元找到某种办法来实现无差错的传输。
若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实际信道不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也就没有上限。
实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。
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奈氏准则和香农公式 在数据通信系统中的作用范围
源系统
传输系统
目的系统
传输
系统
源点
终点
发送器
接收器
输入信息
输出信息
输入数据
输出数据
发送的
信号
接收的
信号
码元传输速率受
奈氏准则的限制
信息传输速率受
香农公式的限制
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物理层下面的传输媒体
无线电
微波
红外线
可见光
紫外线
X射线
射线
双绞线
同轴电缆
卫星
地面微波
调幅
无线电
调频
无线电
海事
无线电
光纤
电视
(Hz)
f
(Hz)
f
LF
MF
HF
VHF
UHF
SHF
EHF
THF
波段
104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
移动
无线电
电信领域使用的电磁波的频谱
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导向传输媒体
双绞线
屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)
无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair)
同轴电缆
50 同轴电缆
75 同轴电缆
光缆
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各种电缆
铜线
铜线
聚***乙烯 套层
聚***乙烯
套层
屏蔽层
绝缘层
绝缘层
外导体屏蔽层
绝缘层
绝缘保护套层
内导体
无屏蔽双绞线 UTP
屏蔽双绞线 STP
同轴电缆
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光线在光纤中的折射
折射角
入射角
包层
（低折射率的媒体）
包层
（低折射率的媒体）
纤芯
（高折射率的媒体）
包层
纤芯
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非导向传输媒体
无线传输所使用的频段很广。
短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。
微波在空间主要是直线传播。
地面微波接力通信
卫星通信
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模拟传输与数字传输 模拟传输系统
长途干线最初采用频分复用 FDM 的传输方式
FDM (Frequency Division Multiplexing)
目前我国长途通信线路已实现了数字化，因而现在的模拟通信电路就只剩下从用户电话机到市话交换机之间的这一段几公里长的用户线上。
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调制解调器的作用
调制解调器(modem)包括：
调制器(MOdulator)：把要发送的数字信号转换为频率范围在 300~3400 Hz 之间的模拟信号，以便在电话用户线上传送。
解调器(DEModulator)：把电话用户线上传送来的模拟信号转换为数字信号。
本书中的调制解调器是指使用在标准的二线模拟话路（ kHz 的标准话路带宽）上的调制解调器。
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调制解调器的作用（续）
调制器的主要作用就是个波形变换器，它把基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形
解调器的作用就是个波形识别器，它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。
若识别不正确，则产生误码。
在调制解调器中还要有差错检测和纠正的设施。
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几种最基本的调制方法
调制就是进行波形变换（频谱变换）。
最基本的二元制调制方法有以下几种：
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。
调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。
调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化。
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一种正交调制 QAM
QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
r
(r, )
可供选择的相位有 12 种，