[物理]2-1物理层与链路层

前言
① 迄今为止，我们通过“三讲”讨论计算机网络概 论，内容包括：
计算机网络的概念、发展历史（三个里程碑）、OSI/RM和 Internet体系结构和用带外信令观点重新审视OSI/RM和现有网络的 通信子的体系结构和观察未来的网络通信子网结构。
② 下面开始分6讲进行第二单元内容的讨论：物理 层与数据链路层技术
2.2.2 有关信号的几个基本概念
单向通信（单工通信）——只能有一个方向 的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信（半双工通信）——通信的双 方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当 然也就不能同时接收)。
双向同时通信（全双工通信）——通信的双 方可以同时发送和接收信息。
基带(baseband)信号和 带通(band pass)信号
数据(data)——运送信息/消息的实体。 信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。 “模拟的”(analogous)——连续变化的。 “数字的”(digital)——取值是离散数值（其物理表达
形式通常为脉冲）。 码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的波
形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
“狭义的”调制、解调
调制——把数字信号转换为模拟信号的过程。?？
解调——把模拟信号转换为数字信号的过程。
Modulation is the process of varying a carrier signal in order to use that signal to convey
information. The three key parameters of a sinusoid are its amplitude, its phase and its frequency, all of which can be modified in accordance with an information signal to obtain the modulated signal. A device that performs modulation is known as a modulator and ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ device that performs the inverse operation of demodulation is known as a demodulator. A device that can do both operations is a modem (a contraction of the two terms).
2.7 物理层标准举例（第4版） 2.7.1 EIA-232-E接口标准 2.7.2 RS-449接口标准
Comments:对比OSI物理层功能概述表与教材第2章讲
述的内容可以看出：
① 通信技术与物理层关系密切，而OSI物理层通常只是以某种通信 技术为支撑技术，讨论的重点放在“端系统-网络节点或网络节点-网 络节点之间的接口或协议部分”。
合现代的实际情况。
2.2 数据通信的基础知识
2.2.1 数据通信系统的模型
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
正文 PC 机 调制解调器 源系统
公用电话网 传输系统
正文 调制解调器 PC 机
目的系统
源点 输 发送器
发送
传输 系统
入
的信号
数
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
信
据
息
几个术语
机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线 数目和排列、固定和锁定装置等等。
电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的 范围。
功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示 何种意义。
规程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现 顺序。
简记为：机械、电气、功能、规程四大特性。 注意：实际上“电气”特性应称为“光/电气”特性更符
*2.4 信道复用技术 2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用 2.4.2 波分复用 2.4.3 码分复用
2.4+ 数字基带信号的波形（Waveform)与编码（Coding) [增加] *2.5 模拟传输与数字传输系统
模拟传输（补充） 同步光纤网SONET和同步数字系列SDH。 （PDH自行参考阅读材料） *2.6 宽带接入技术 2.6.1 xDSL技术 2.6.2 光纤同轴混合网（HFC 网） 2.6.3 FTTx 技术 （将1.6*节：“计算机网络主要性能指标”移至本章讨论）
② 当涉及新的通信技术时，相关的物理层文本将花大力气去讨论相 关的问题（调制、编码、复用和通信技术的某些细节)。
③ 本单元原则上按照教材的顺序和内容讲述，但做必要的删减或补 充。
④ 本章的内容的讲稿将主要借用谢希仁教授第5版光盘中的PPT，但 部分欠妥的内容将加以说明！
2.1 物理层的基本概念
物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口 的一些特性，即：
几种最基本的调制方法
基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有 直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分 量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对 基带信号进行调制(modulation)。
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。
基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输 出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多 信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号 进行调制(modulation)。
带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬 移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够 通过信道）。
物理层技术（教材4版/5版第二章，2讲）
数据链路层技术（教材4版/5版第三章，2讲）
局域网物理层与数据链路层技术（教材4版/5版第4/2章，2讲） Comment: 严格地讲，应当是起源于局域网的技术。
教材第二章目录（*为重点）
*2.1 物理层的基本概念 *2.2 数据通信的基础知识
2.2.1 数据通信系统的模型 2.2.2 有关信道的几个基本概念 2.2.3 信道的极限容量 2.2.4 信道的极限信息传输速率 2.3 物理层下面的传输媒体 2.3.1 导向传输媒体 2.3.2 非导向传输媒体 2.4 模拟传输与数字传输(第4版） 2.4.1 模拟传输系统 *2.4.2 调制解调器 *2.4.3 数字传输系统