计算机网络物理层：数据通信与信道特性

"该资源是关于计算机网络课程的课件，重点讨论了数字信号通过实际信道时的情况，包括信道的带宽限制、噪声、干扰和失真对信号传输的影响。内容涵盖了物理层的基本概念、数据通信的基础知识，如数据通信系统的模型、信道的几个基本概念、信道的极限容量和信息传输速率，以及传输媒体的类型，如导引型和非导引型传输媒体。此外，还涉及信道复用技术，如频分复用、时分复用和码分复用，并讲解了数字传输系统和几种宽带接入技术，如ADSL、HFC网和FTTx技术。" 在计算机网络中，数字信号通过实际的信道会受到多种因素的影响，这些因素包括信道的带宽限制、噪声、干扰和失真。带宽是信道能够传输信号的频率范围，它决定了信道的最大数据传输速率。当信号通过带宽受限的信道时，可能会导致信号失真，尤其是在高数据速率下。噪声和干扰是随机的信号波动，它们可以降低信号质量，严重时甚至使信号无法识别。 数据通信系统通常由源点、发送器、传输媒体、接收器和终点组成。源点产生数据，发送器将数据转换成适合传输的信号，接收器则将接收到的信号还原成数据，最后由终点处理。数据可以是模拟的或数字的，模拟信号连续变化，而数字信号则表现为离散的值。在实际应用中，数字信号通常需要经过调制解调器转换以适应模拟传输媒体。 信道的极限容量是由香农定理描述的，它指出信道的容量与信道带宽和信噪比有关。信道的极限信息传输速率则受到信道带宽和噪声水平的制约，超过这个速率，数据传输的错误率将显著增加。 传输媒体分为导引型和非导引型两种。导引型传输媒体如双绞线、同轴电缆和光纤，具有物理路径引导信号传播；非导引型如无线电波和微波，信号在空气中自由传播。信道复用技术允许多个信号共享同一信道，如频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分多址（CDMA）。这些技术提高了信道的利用率，允许同时传输多个数据流。 数字传输系统确保信号在传输过程中保持其原始状态，减少了失真。宽带接入技术如ADSL（非对称数字用户线）允许高速的数据下载，HFC（光纤同轴混合网）结合了有线电视网络和光纤，FTTx（光纤到某点）系列技术如FTTH（光纤到户）则进一步提升了接入速度和稳定性。 本课件深入探讨了物理层的关键概念和技术，为理解计算机网络中数据如何有效、可靠地传输提供了基础。