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计算机网络技术第二章 物 理 层.pdf
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计算机技术
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第二章 物 理 层
内容提要:介绍计算机网络中物理层的基本概念及物理层的常用标准、信道极限
容量的概念,数据传输速率的计算,各种传输媒体的特性,模拟和
数字传输技术。
重 点:信道极限容量,模拟和数字传输技术。
2.1 物理层的基本概念
2.2 信道的概念及其极限容量的计算
2.3 传 输 媒 体
2.4 无 线 传 输(自学)
2.5 模拟传输和数字传输
2.6 物理层标准举例(自学)
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第二章 物 理 层
内容提要:介绍计算机网络中物理层的基本概念及物理层的常用标准、信道极限
容量的概念,数据传输速率的计算,各种传输媒体的特性,模拟和
数字传输技术。
重 点:信道极限容量,模拟和数字传输技术。
2.1 物理层的基本概念
物理层是 OSI 的最低层,它建立在物理通信介质的基础上,作为系统和通
信介质的接口,为数据链路实体间实现透明的比特(bit)流传送。
“透明”是指某个实际存在的事物看起来好像不存在一样。
“透明的比特流传送 ”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化,因
此,对比特流来说“看不见”这个电路,换一句话说,这个电路对该比特流来说
是透明的。
1. DTE 和 DCE
在计算机网络中常用到 DTE 和 DCE 这两个术语。
(1)数据终端设备 DTE(Data Terminal Equipment)
指网络中用于处理用户数据的设备,是计算机网络中的数据源和信源 。它
是资源子网的实体,通常是一台计算机,也可以是 I/O 设备。虽然 DTE 有较强的
处理能力及一定的发送和接收数字系统的能力,但它所发出的信号通常不能直接
送到传输介质上,而是借助于 DCE 来实现。
(2)数据电路端接设备 DCE (Data Circuit Terminating Equipment)
这是介于 DTE 与传输介质之间的设备,它用于将 DTE 发出的数字信号变为
适合于在传输介质上传输的信号形式,并将它送到传输介质上;反之,又可以从
传输介质上接收远方传来的信号,并将它转换为计算机能接收的数字信号形式并
送往计算机。例如通过电话线进行计算机通信时所用的调制解调器就是典型的
DCE,它可从计算机中接收数字信号,调制为模拟信号并发送到电话线上,在另
一端,从电话线上接收到模拟信号经解调后变换为数字信号并送往计算机进行处
理。
2
2.物理层的任务和目的
物理层是 OSI 中唯一涉及通信介质的一层,它提供与通信介质的连接,描
述这种连接的机械、电气、功能和规程特性,以建立、维护和释放数据链路实体
之间的物理连接。物理层向上层提供位(bit)信息的正确传送。
物理层协议定义了硬件接口的一系列标准(相当复杂),它涉及到用什么电
压代表“1”,用什么电压代表“0”;一个比特维持多少时间;传输是双向的还是
单向的;一次通信中发送方和接收方如何应答;设备之间连接件的尺寸和接头数;
每根线的用途等,归结起来,有如下四个特性:
(1)机械特性:主要规定了 DTE/DCE 接口连接器的尺寸、芯数和芯的安排,连
线的根数等。
(2)电气特性:主要规定了每种信号的电平,信号的脉冲宽度,允许的数据传
输速率和最大传输距离。
(3)功能特性:规定了接口电路引脚的功能和作用。
(4)规程特性:规定了接口电路信号发出的时序,应答关系和操作过程,如怎
样建立和拆除物理层连接,全双工还是半双工等。
2.2 信道的概念及其极限容量的计算
2.2.1 信道的有关概念
1.信道
(1)信道:是指向某个方向传送信息的媒体(有线电路或无线电路)。
一条通信线路至少包含一条发送信道和(或)一条接收信道。一个信道可
以看成是一条电路的逻辑部件。
(2)模拟信道
模拟信号:是指随时间连续变化的信号。如:话音信号、模拟广播电视信
号。
模拟信道:是指传输模拟信号的信道。
数字信号:也即离散信号,通常只取有限个离散值。如:计算机通信所采
用的二进制代码 1 和 0 组成的信号。
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nidezlk
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