Chapter3物理层 ■3.1数据通信的理论基础 ■3.2传输介质 ■3.3数字调制与多路复用 ■3.4交换技术
Chapter 3 物理层 ◼ 3.1数据通信的理论基础 ◼ 3.2传输介质 ◼ 3.3数字调制与多路复用 ◼ 3.4交换技术
3.1数据通信的理论基础 n3.1.1 Fourier级数 ■任何正常的周期为T的函数g(t)都可以展开成 Fourier级数，即 1 g0=c+∑ansin(2uf0+∑bncos(2nf0
3.1数据通信的理论基础 ◼ 3.1.1 Fourier 级数 ◼ 任何正常的周期为T的函数g(t)都可以展开成 Fourier级数，即
0.50 0.25 Example:8bit的ASCII码 Time- 123456789101112131415 “b”的位模式01100010， Harmonic number 利用傅里叶级数求得 (a) (an2+bn2)1/2 1 harmonic 假定比特率为：a比特/秒 (b) 则周期T=8/a秒 f=1/T=a/8 Hz 2 harmonics A 对于普通话音级线路，截止 频率大约为3000Hz。 4 harmonics 即能通过的最高次谐波 nf=3000 1234 n=3000/(a/8) =24000/a 8 harmonics m△U 12345678 Harmonic number
Example: 8 bit的ASCII码 “b”的位模式 01100010, 利用傅里叶级数求得 (an 2+bn 2) 1/2 假定比特率为：a比特/秒 则周期T=8/a 秒 f=1/T=a/8 Hz 对于普通话音级线路，截止 频率大约为3000 Hz。 即能通过的最高次谐波 nf=3000 n=3000/（a/8） =24000/a
传输速率与信道的带宽成正比 限制信道的带宽就是限制传输速率 a 8/a 1/T n=f截/f1=8f截/a ■带宽与传输速率 bps T(ms) f1 harmonics 300 26.67 37.5 80 ·模拟信道的带宽以赫 兹(Hz)为单位。 600 13.33 75.0 40 ·数字信道的带宽（传 1200 6.67 150.0 20 输速率)以每秒多少 2400 3.33 300.0 10 比特为单位(bps), 4800 1.67 600.0 5 有时候也以字节/秒 9600 0.83 1200.0 2 (B/s) 19200 0.42 2400.0 1 38400 0.21 4800.0 0
传输速率与信道的带宽成正比 限制信道的带宽就是限制传输速率 bps T(ms) f 1 # harmonics 300 26.67 37.5 80 600 13.33 75.0 40 1200 6.67 150.0 20 2400 3.33 300.0 10 4800 1.67 600.0 5 9600 0.83 1200.0 2 19200 0.42 2400.0 1 38400 0.21 4800.0 0 ◼ 带宽与传输速率 ◼ 模拟信道的带宽以赫 兹（Hz）为单位。 ◼ 数字信道的带宽（传 输速率）以每秒多少 比特为单位（bps)， 有时候也以字节/秒 （B/s） a 8/a n=f截/f 1/T 1=8f截/a
3.1.2信道的最大传输速率 Nyquist定理（有限带宽的无噪声信道 如果一个任意的信号通过带宽为B的低通滤波器，那么每 秒采样2B次就能完整地重现通过该滤波器的信号。 ■最大数据传输率=2BIog2V(b/s) Shannon定理 对任何带宽为BHz,信噪比为S/N的信道， 最大数据传输速率=Blog2(1+S/N) (b/s) 信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速 率就越高。 通常信噪比表示形式10log1oS/N,以分贝(dB)为单位， 20分贝的信噪比S/N=100
3.1.2信道的最大传输速率 ◼ Nyquist 定理（有限带宽的无噪声信道） ◼ 如果一个任意的信号通过带宽为B的低通滤波器，那么每 秒采样2B次就能完整地重现通过该滤波器的信号。 ◼ 最大数据传输率=2Blog2V （b/s） ◼ Shannon定理 ◼ 对任何带宽为B Hz，信噪比为S/N的信道， 最大数据传输速率=B log2（1+S/N） （b/s） ◼ 信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速 率就越高。 ◼ 通常信噪比表示形式10log10S/N，以分贝（dB）为单位， 20分贝的信噪比S/N=100