物理层的基本概念
物理层：传输数据比特率，而不是具体的传输媒体
主要任务：确定传输媒体接口的标准（不论什么厂家只要按照这个标准，东西都能传输数据）
三大特性
机械特性：规定连接时候所采用接口形状，数目等
电气特性：规定传输二进制位数，电压范围等
功能特性：指明某一电平表示何种意义
数据通信基础知识
数据，信号，信源，信宿，信道
三种通信方式
单工通信：单方向通信 （只能打人） 一条信道
半双工通信：双方都可以通信，但是只能在发送/接收数据动作二选一 （要么打人要么被打） 两条信道
全双工通信：通信双方可以同时发送和接收信息 （又打人又被打） 两条信道
两种数据传输方式
串行传输/并行传输
数据通信计算指标
码元
码元:一个固定时长的信号波形,是数字信号的计量单位
1 0 1 0 1 , 0是一个码元,1是一个码元
一个码元可能不止一个bit
10 01 11 10 01 00 01 ,10是一个码元 ,01是一个码元
码元宽度: 时长
M进制码元: 某个时长所截取的码元,所能表示的M个状态(信号)
2进制码元 : 1/0 2种状态
4进制码元 : 00/01/10/11 4种状态
速率(码元传输速率 + 信息传输速率)
注意:传输数率和传播数率不同,传输数率是发送速率,传播数率是链路上传播的速率
速率 = 数据率 = 传输数率 = 发送数率 ,表示单位时间内发送的数率量
用 码元传输速率 和 信息传输速率 表示
码元传输速率
码元传输速率: (调制速率) :1秒内往信道上传输多少个码元
码元传输的个数,也称为 脉冲个数 或 信号变化的次数
单位:波特(Baud) 1Baud = 1码元/s
信息传输速率
信息传输速率: (信息速率,比特率 ): 1秒传输多少个比特(bit)
定义:表示单位时间内通信系统传输的二进制码元的个数
码元传输速率和信息传输速率之间的联系
由于1码元上可能不止1bit,所以产生如下关系
带宽(最高数据率)
数据洪流中的切面最大值,一般情况下达不到
常用来表示传输数据的能力 单位:b/s
练习题
奈氏准则 和 香农定理
失真
解决码间串扰问题 : 引入了奈氏准则 , 解决噪声问题:引入了香农定理
奈氏准则
解决码间串扰问题 : 引入了奈氏准则
码元传输速率越高,频率越高,容易造成码间串扰,所以
奈氏准则:规定,在理想低通条件下,极限码元传输速率不能是无穷,最高为2W Baud
W是信道宽度,单位是HZ(只有奈氏准则和香农定理,信道宽度的单位才是HZ)
设置的混淆点:极限数据传输率
log2(V)就是每个码元所包含的bit数, 四进制码元有4种情况, 所以每个码元所包含2个bit数,按照log2(4) = 2,也是对的
奈氏准则的理解
频带越宽: 高频范围 - 低频范围 ,可通过频率范围越大,传输码率速率越高
奈氏准则练习题
总共有4*4=16种变化, 所以需要4bit位, 所以最大传输速率 = 2 × W × 4 = 2*3k*4;
香农定理
解决噪声问题:引入了香农定理
信号的强弱程度 与 噪声的强弱程度的 比 : 信噪比
信噪比 = 信号的平均功率S /噪声的平均功率N //信噪比反应了抵抗噪音的能力
记:S/N 单位:db(分贝)
香农定理练习
奈氏准则和香农定理的选择
有噪音,选香浓 ;选了香浓,必然算奈氏准则,然后这俩情况中取极限速度小的那个
编码与调制
信道与信号
基带信号 - 数字信道 -近距离
宽带信号 - 模拟信道 -远距离
调制 ->解调
编码与调制
转成数字信号 - 编码
转成模拟信号 - 调制
调制与编码补档
物理层传输介质
传输媒体:无脑传输
物理层:可以根据电压区分出数据含义
传输层可以说是物理层底下的第零层
导向性传输介质
双绞线
同轴电缆
光纤
光脉冲传递
纤芯是实心 , 核心原理是光折射
非导向性传输介质
物理层设备
中继器
对衰减的信号进行再生和还原,再生数字信号
两端的网络部分是网段,不是子网,用于完全相同的两类网络连接
集线器(多口中继器)
再生,放大信号,一个PC申请后,集线器广播,给所有的都发信号,然后PC端来判别要不要相应
但是容易会产生冲突,解决办法,等待随机时间,然后继续申请
