那些物理层的东西~终于明白了!

写在前面:

小伙伴儿们,大家好!上一篇我们讲了计算机中的网络体系结构——计算机网络体系结构?TCP/IP协议?这些你都知道多少?
这期让我们继续学习计算机网络中物理层的那些知识!

思维导图:

一、物理层的基本概念;

  • 作用:

    ​ 物理层解决如何在链接各种计算机的传输媒体(光纤,双绞线等)上传输数据比特流(0和1),而不是指具体的传输媒体。

  • 任务:

    确定传输媒体的接口的一些特性;

  • 特性:

二、数据通信基础;

  1. 数据通信模型:

  2. 常用术语:

    消息(message):

    通信的目的是传送消息,如文字、图像、视频和音频都是消息;

    数据(date):

    信息在传输之前需要进行编码,编码后的信息就变成了数据;

    信号(signal):

    数据在通信路上传递需要变成电信号或光信号;

    数字信号和模拟信号:

    数字信号:代表消息的参数的取值是连续的;

    模拟信号:代表消息的参数的取值是离散的;

    码元:

    在使用时间域的波形表示数字信号时,则代表不同离散数值的基本波形就成为码元;

    在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为二进制码元,而这个间隔被称为码元长度。1码元可以携带n比特的信息量;

三、信道;

  • 信道;

    信道是信息传输的通道,即信息进行传输时所经过的一条道路,信道的一端是发送端,另一端是接收端。一条传输介质上可以有多条通道(多路复用);

  • 单工、半双工以及全双工通信;

    单向通信(单工通信):

    只能有一个方向的通信而没有反方向的交互;例如无线电广播就是单工通信,信号只能是广播电视台发送,收音机接受;你只能听着,不能由收音机向电视台发送信号!

    双向交替通信(半双工通信):

    通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也就不可能同时接受);例如对讲机就是用半双工通信;A端说话B端接听,B端说话A端接听,不能同时说和听!

    双向同时通信(全双工通信):

    通信的双方可以同时发送和接受信息;例如平时打电话,听和说都可以同时进行!

  • 信道极限容量;

    信道带宽:

    信道带宽=能够通过的最高频率-最低频率

    信噪比:

    信噪比=信号的平均功率 / 噪声的平均功率;常记为S/N,并用分贝(dB)作为度量单位;

    例如,当S/N=10时,信噪比为10dB,而当S/N=1000时,信躁比为30dB;

    香农公式:

    信道极限信息传输速率C与信道带宽,信号平均功率以及信道高斯噪声功率之间的关系;

四、物理层下的传输媒体;

1,导向传输媒体;

导向传输媒体中,电磁波沿着固定媒体传播;

  • 双绞线

    实体结构图:

  • 同轴电缆

    光线在光纤中的折射:

    光纤的工作原理:

    光纤优点:

    通信容量非常大;传输损耗小,中继距离长,对远距离传输特别适合;抗雷电和电磁干扰性能好;

    无串音干扰,保密性好,也不易被窃听或截取数据;体积小,重量轻;

  • 网线:

    这里顺便了解一下网线,这个严格来说不属于传输媒体,但是这也算是我们日常生活中接触比较多的了;

2,非导向传输媒体;

非导向传输媒体就是指自由空间,其中的电磁波传输被称为无线传输;

  • 短波通信:

    主要靠电离层的反射,通信质量较差;

  • 微波通信:

    在空间主要是直线传播;像地面微波接力通信,卫星通信都是这种;

五、信道复用技术;

  • 频分复用;

    用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带;

    频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源;

  • 时分复用;

    数字信号的传输更多使用时分复用;

    时分复用技术会造成线路资源的浪费,原因是当某些用户在某个时间段没有发送数据时,该时段分配给该用户的空间片段为空。

    时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度(分时不分频);

  • 波分复用;

    波分复用就是光的频分复用;

  • 码分复用;

    码分复用是各用户使用经过特殊挑选的不同码型,在同样的时间使用同样的频带进行通信,但彼此不会造成干扰。


好了,今天就先分享到这里了,下期继续给大家带来数据链路层的讲解!欢迎关注我的原创技术公众号~

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