北京邮电大学计算机网络课件第一章物理层演示文稿(1).ppt

在深入探讨计算机网络中物理层的知识点之前，我们需要明确物理层在整个计算机网络体系结构中的位置和作用。物理层位于OSI模型和TCP/IP模型的最底层，主要负责数据传输的物理媒介和设备之间的接口特性。这一层涉及的主要任务包括确定与传输媒体的接口特性、数据通信的基础知识、传输媒体的分类、信道复用技术、数字传输系统以及宽带接入技术等。 物理层的基本概念涉及传输媒介的机械、电气、功能和过程特性。机械特性指明接口接线器的形状、尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等；电气特性指明接口电缆上的电压范围；功能特性指明特定电平的电压表示的意义；过程特性指明各种可能事件出现的顺序。这些特性共同定义了物理层与传输媒介的接口如何工作，确保数据能够可靠地传输。 数据通信系统模型是物理层的重要组成部分，其涉及数据通信系统输入输出的数据流形式。数据通信系统主要包含源系统、传输系统和目的系统三个部分，通过发送器和接收器进行信号传输。在这一模型中，数据是运送消息的实体，而信号是数据的电气或电磁表现形式。模拟信号和数字信号是两种不同的信号类型，分别对应连续和离散的参数取值。码元是数字信号在时间域的基本波形单位。 数据通信系统中还涉及通信方向的概念，包括单工通信、半双工通信和全双工通信。单工通信仅允许一方发送信息，半双工通信允许双方发送信息但不能同时进行，而全双工通信则允许双方同时发送和接收信息。 在信号类型方面，基带信号通常来自信源，而带通信号则是经过调制后搬移到高频段的信号。基带信号如计算机输出的数据信号，含有低频或直流分量，这些成分对于传输媒介来说往往是不可传输的，因此需要进行调制。调制是将基带信号转换成能够在特定信道上有效传输的信号形式，基本的调制方法包括调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。 信道的极限容量描述了任何实际信道由于失真、噪声、干扰等因素带来的限制。信道复用技术允许多个信号共享一个物理信道，包括频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、统计时分复用(STDM)和波分复用(WDM)。宽带接入技术如xDSL、光纤同轴混合网(HFC)和FTTx等，提供了多种高速数据传输的方式。 物理层确保数据能够在传输媒介上准确无误地传递，涉及到众多细节，涵盖了从接口特性到信号传输、从调制解调到信道复用等关键技术领域。每一个环节的精确实现都是实现有效数据通信的重要基石。