高等计算机网络与安全讲义

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二.信息、数据与信号 2.基带、频带与宽带传输（Cont.）
在信道中直接传送基带信号的方式，称为基 带传输（Base Band Transmission）。
在基带传输中，整个信道只传输一种信号，因 此，基带传输的信道利用率很低。
由于在近距离范围内基带信号的衰减不大，从 而信号内容不会发生变化。因此，在传输距离 较近时，计算机网络通常都采用基带传输方式。
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二.信息、数据与信号
数据（Data）是指对客观事物的符号表示。
在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算 机并被计算机程序所处理的符号的总称，
是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意 义的数字、字母、符号以及模拟量等的通称。
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二.信息、数据与信号
信号（Signal）是数据在传输过程中 的电信号的表示形式，
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二.信息、数据与信号 2.基带、频带与宽带传输（Cont.）
在远距离通信时，通常所采用的传输方式为频 带传输（Frequency Band Transmission），即： 首先将基带信号变换（调制）成便于在模拟信道 中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为 频带信号，Frequency Band Signal），然后再将 这种频带信号在模拟信道中进行传输。显然，模 拟信道不适用于直接传输频带很宽、但能量集中 在低频段的数字基带信号。 频带传输在传输系统的发送端和接收端都需要设 置调制解调器（Modem） 。
例如：由计算机或终端等数字设备直
接发出的二进制信号，其幅度取值只有两 种，即“1”或“0”，分别用高（或低）电平 或低（或高）电平表示，其波形为方波。
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二.信息、数据与信号
V(t)
0
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模拟信号波形图
V(t)
0
数字信号波形图
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第二讲 物理层 简介
主讲教师：王雷 2010年10月
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上讲内容回顾：
计算机网络的定义 计算机网络的分类 计算机网络的演变历程 计算机网络的发展趋势 OSI模型 TCP/IP模型 OSI与TCP/IP模型的区别
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二.信息、数据与信号 2.基带、频带与宽带传输
信源（模拟信源、数字信源）所发出的 没有经过调制（频谱搬移与变换）的原始 电信号（无论是数字信号还是模拟信号） 称为基带信号（Base Band Signal），数 字信号也被称为数字基带信号。
基带信号所固有的频带，称为基本频 带，简称为基带（Base Band）。
音频信号，是用电流的频率直接反映声音 的频率，用电流的强弱直接反映声音的分 贝值，其幅度取值是随着用户声音大小的 连续变化而连续变化的，其波形为正弦波 。
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二.信息、数据与信号
※数字信号（Digital Signal）：是指在 时间上与幅度上都是离散的、不连续的信 号，因此通常又称为离散信号。
物理层是 OSI 参考模型中的第一层，是 整个开放系统的基础，它是唯一直接提供原始 比特流传输的层。
物理层设计的目的：是为了保证当发送方 发送的信号为二进制“1”时，接收方接收到 的也是二进制“1”，而不是二进制“0”。
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二.信息、数据与信号 1.信息、数据与信号的基本概念
信息（Information）是指对客观事物的反 映，可以是对物质的形态、大小、结构、性 能等的描述，也可以是物质与外部的联系。
信息的载体是数字、文字、语音、图形、以 及图像等。计算机及其外围设备所产生和交 换的信息都是由二进制代码表示的字母、数 字或控制符号的组合。
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二.信息、数据与信号
小知识：为什么在远距离通信时，要采用频带传 输？即：为什么在远距离通信时，要将基带信号 变换（调制）成具有较高频率范围的频带信号， 才便于在模拟信道中进行传输？
对信号进行调制或转换，使得用户设备中的信 号定义能与信道上实际传送的信号相匹配，以便 这些信号可以经由物理线缆（例如：双绞线、同 轴电缆、光纤等）或是无线信道来进行传送；
实现比特流的透明传输，为数据链路层提 供服务。
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一.物理层的功能简介(Cont.) 2.物理层的主要目标：
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本讲内容提要：
物理层的功能 信息、数据与信号 传输介质 数字数据的通信方式 数字数据的编码方法 模拟信道的数字数据传输速率 多路复用技术 数据交换技术（广域网）
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一.物理层的功能简介 1.物理层的主要功能：
利用传输介质为通信的节点之间建立、管 理与释放物理连接；
二.信息、数据与信号 2.基带、频带与宽带传输
信 号 每 秒 钟 变 化 的 次 数 称 为 频 率 （ Frequency ） ， 频 率 的 单 位 为 赫 兹 （Hz）。
信号包含的最高频率与最低频率之间的 频率范围称为频带（Band），不同的信号 具有不同的频带。
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数据必须转换为相应的信号才能在计算 机网络中进行传输。
按照在传输介质上传输的信号类型不同， 信号可以分为模拟信号和数字信号两类。
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二.信息、数据与信号
※模拟信号（Analog Signal）：是指在 时间或幅度上连续的信号，因此，通常又 称为连续信号。
例如：电话通信中在用户线上传送的
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二.信息、数据与信号 2.基带、频带与宽带传输（Cont.）
例如：从计算机到监视器、打印机等外设的信号就是 采用基带传输的。 另外，大多数的局域网，如：以太网、令牌环网等， 也都使用基带传输，常见的网络设计标准10BaseT所 使用的就是基带信号。
基带信号的频谱中由于含有丰富的低频分量乃至直流 （零频）分量，例如：语音信号为300~3400Hz， 图 像信号为0~6MHz，因此，出于抗干扰和提高数据传输 率的考虑，基带信号不适合用于远距离通信。