第二章--物理層第二次課20170317

1、傳輸傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)輸輸入入信信息息輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)送發(fā)送的信號(hào)的信號(hào)接收接收的信號(hào)的信號(hào)輸輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)源點(diǎn)源點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器PC 機(jī)機(jī)公用電話網(wǎng)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào) 正文正文正文正文數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸輸出出信信息息PC 機(jī)機(jī)輸入輸入輸出輸出設(shè)備設(shè)備傳傳輸輸控控制制器器DCEDCE通通信信控控制制器器主主機(jī)機(jī)信道信道數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路DTE終端設(shè)備終端設(shè)備DTE中央計(jì)算機(jī)中央計(jì)算機(jī) 電話網(wǎng)ModemModem(

2、a) 用戶通過電話網(wǎng)撥號(hào)通信用戶通過電話網(wǎng)撥號(hào)通信(b) 局域網(wǎng)用戶通過局域網(wǎng)用戶通過Internet上網(wǎng)通信上網(wǎng)通信SiSiInternetSiSiToken-ring模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)有意義的實(shí)體有意義的實(shí)體涉及數(shù)據(jù)的涉及數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋內(nèi)容和解釋在某個(gè)區(qū)間產(chǎn)生連續(xù)的值在某個(gè)區(qū)間產(chǎn)生連續(xù)的值產(chǎn)生離散的值產(chǎn)生離散的值是數(shù)據(jù)的電磁是數(shù)據(jù)的電磁 (或電子或電子)編碼編碼涉 及 到 事涉 及 到 事物的形式物的形式是一種連續(xù)變化的電磁波是一種連續(xù)變化的電磁波是一系列的電壓脈沖是一系列的電壓脈沖信號(hào)信號(hào)模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)模擬信號(hào)放大

3、器放大器調(diào)制器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) PCM編碼器編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)模擬信號(hào)調(diào)制器調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 數(shù)字?jǐn)?shù)字發(fā)送器發(fā)送器模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)ModemA/D變換變換數(shù)字編碼數(shù)字編碼調(diào)制調(diào)制幅度幅度時(shí)間時(shí)間幅度幅度時(shí)間時(shí)間接線員接線員模擬信道模擬信道電話局電話局fffa用戶用戶采樣量化采樣量化編碼編碼模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)時(shí)間量化時(shí)間量化幅值量化幅值量化采樣間隔采樣間隔Ts 2 fc數(shù)字?jǐn)?shù)字信道信道解碼解碼恢復(fù)恢復(fù)模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列

4、單極性不歸零碼單極性不歸零碼單極性歸零碼單極性歸零碼雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼雙極性歸零碼雙極性歸零碼 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列偽三元編碼偽三元編碼曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼不歸零相對(duì)編碼不歸零相對(duì)編碼見見 1 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 實(shí)際的信道實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸入信號(hào)波形輸入信號(hào)波形輸出信號(hào)波形輸出信號(hào)波形( (失真不嚴(yán)重失真不嚴(yán)重) )輸入信號(hào)波形輸入信號(hào)波形實(shí)際的信道實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）（帶寬受限、有噪聲

5、、干擾和失真）輸出信號(hào)波形輸出信號(hào)波形( (失真嚴(yán)重失真嚴(yán)重) )不能通過不能通過能通過能通過0頻率頻率(Hz)W (Hz) 傳輸比特流傳輸比特流 10011100 10 01 11 00 2bit一組一組4種幅度種幅度,1個(gè)碼元個(gè)碼元攜攜帶帶2bit信息信息, n = log2M (M 碼元狀態(tài)數(shù)碼元狀態(tài)數(shù))t3210源系統(tǒng)源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)源點(diǎn)源點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器輸輸入入信信息息輸輸出出信信息息輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)送的發(fā)送的信號(hào)信號(hào)接收的接收的信號(hào)信號(hào)碼元傳輸速率受碼元傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的限制奈氏準(zhǔn)則的限制信息傳輸速率受信息

6、傳輸速率受香農(nóng)公式的限制香農(nóng)公式的限制銅線銅線銅線銅線聚氯乙烯聚氯乙烯 套層套層聚氯乙烯聚氯乙烯套層套層屏蔽層屏蔽層絕緣層絕緣層絕緣層絕緣層無屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線 UTP屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 STPA扭絞距扭絞距線徑線徑 0.40.41.4 mm1.4 mmB近端串?dāng)_近端串?dāng)_遠(yuǎn)端串?dāng)_遠(yuǎn)端串?dāng)_白綠白綠 綠綠白橙白橙 藍(lán)藍(lán)白藍(lán)白藍(lán) 橙橙白棕白棕 棕棕12345678 局域網(wǎng)局域網(wǎng) EIA/TIA 568A UTP內(nèi)內(nèi)4對(duì)對(duì)8線的編號(hào)與線色線的編號(hào)與線色外導(dǎo)體屏蔽層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣層絕緣保護(hù)套層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體遠(yuǎn)供電源遠(yuǎn)供電源光纖及包層光纖及包層填充物填充物外護(hù)套外護(hù)套包帶層包帶層包

7、層包層纖芯纖芯（a）光纜結(jié)構(gòu)剖面圖）光纜結(jié)構(gòu)剖面圖（b）光波在纖芯中傳播）光波在纖芯中傳播折射角折射角入射角入射角 包層包層（低折射率的媒體）（低折射率的媒體） 包層包層（低折射率的媒體）（低折射率的媒體） 纖芯纖芯（高折射率的媒體）（高折射率的媒體） 包層包層纖纖芯芯高折射率高折射率( (纖芯纖芯) )低折射率低折射率( (包層包層) )光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷涔饩€在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷漭斎朊}沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖單模光纖單模光纖輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖多模光纖多模光纖無線電無線電微波微波紅外線紅外線可見光可見光紫外線紫外線X射線射線 射線射線雙絞線雙絞線同

8、軸電纜同軸電纜衛(wèi)星衛(wèi)星地面微波地面微波 調(diào)幅調(diào)幅無線電無線電 調(diào)頻調(diào)頻無線電無線電 海事海事無線電無線電光纖光纖電視電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動(dòng)移動(dòng)無線電無線電 調(diào)制非相干紅外線光調(diào)制非相干紅外線光 DEMUX復(fù)用器復(fù)用器解復(fù)用器解復(fù)用器共享信道 MUXfAFDM多適用于模擬信號(hào)傳輸多適用于模擬信號(hào)傳輸 群

9、群超群超群主群主群巨群巨群TDM多適用于數(shù)字信號(hào)傳輸多適用于數(shù)字信號(hào)傳輸T1T2T3T42.048 Mb/s傳輸線路CH0CH16CH17CH15CH15CH16CH17CH31CH31CH0CH1CH1時(shí)分復(fù)用幀T CH0 CH1 CH2 CH15 CH16 CH17 CH30 CH318 bitt時(shí)分復(fù)用幀時(shí)分復(fù)用幀T = 125 s15 個(gè)話路15 個(gè)話路 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 15