计算机网络第二章：物理层与数据通信基础

"该资源是计算机网络第二章的课件，由谢希仁制作，主要讲解了物理层的基本概念和数据通信的基础知识，包括数据通信系统的模型、信道的几个基本概念、信道复用技术和传输媒体等。此外，还讨论了模拟与数字信号的区别、码元的概念以及不同类型的通信方式。" 在计算机网络中，物理层是OSI七层模型的最底层，负责实际的数据传输。这一章详细介绍了物理层的主要任务，它定义了与传输媒体接口的特性，如机械特性（接口设备的物理形状和尺寸）、电气特性（电压范围）、功能特性（信号电平的意义）以及过程特性（事件发生的顺序）。这些特性确保了数据能够在不同的硬件设备之间正确地传输。 数据通信系统模型中，数据从源点经过发送器、传输系统到达接收器，最终在终点输出。在这个过程中，数据可能需要通过调制解调器进行模数/数模转换，以便在模拟和数字系统之间传递。数据被转化为信号，根据其形式可以分为模拟信号和数字信号。模拟信号代表消息参数的连续取值，而数字信号则是离散的。码元是数字信号的基础，它是表示不同离散数值的波形。 通信方式有三种：单向通信（单工），仅允许一个方向的信息传递；双向交替通信（半双工），通信双方可轮流发送信息，但不能同时；双向同时通信（全双工），允许双方同时发送和接收信息。 传输媒体分为导向和非导向两种。导向媒体如双绞线、同轴电缆和光纤，它们通过物理路径限制信号传播，而非导向媒体如无线电波和微波，信号在空气中自由传播。信道复用技术，如频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和统计时分复用（STDM）、波分复用（WDM）以及码分多址（CDMA），则用于提高信道的利用率，允许多个用户共享同一信道。 本章还涉及了数字传输系统和几种宽带接入技术，如xDSL、光纤同轴混合网（HFC）以及各种FTTx（光纤到户）技术，这些都是现代网络中实现高速数据传输的关键。 这些知识点构成了计算机网络中物理层和数据通信的基础，对理解网络数据传输的原理和技术至关重要。