计算机网络(二)物理层

2.1物理层的概念

 2.2数据通信的基本术语

通信的目的是传递消息

数据:运送消息的实体

信号:数据的电气或电磁的表现

模拟信号:代表消息的参数取值时连续的

数字信号:代表消息的参数取值是离散的

码元code:在使用时间域的波形表示数字信号时,则代表不用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 bit的信息量

有关信道的几个基本概念

信道:表示向一个方向传送信息的媒体。平时的通信线路往往包含一条发送信息的信道和一条接收信息的信道。

单向通信(单工通道):只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

双向交替通信(半双工通信):通信双方都可以发送信息,但是不能双方同时发送(也不能同时接收)

双向同时通信(全双工通信):通信双方可以同时发送和接受消息。

基带(baseband)信号:(基本频带信号):来自信源的信号。比如计算机输出代表各种文字或者图像文件的数据信号属于基带信号。基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号,比如声波就是基带信号

带通(band pass)信号:把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围搬移到较高频段以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。

因此在传输距离较近时,计算机网络都采用基带传输方式由于在近距离范围内基带信号的衰减不大,从而信号内容不会发生改变。因此在传输距离较近时,计算机网络都采用基带传输方式。如从计算机到监视器、打印机等外设的信号就是基带传输。

编码

 

 

 

 

 

奈氏准则:在理想条件下,为了避免码间串扰,码元的传输速率的上限值。在任何信道中,码元传输速率是有上限的,否则就会出现码间串扰问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。如果信道的频带越宽,也就是能够通过的信号高频分量越多,那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间干扰。

信噪比:香浓用信息论的理论推导出带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道极限、无差错的信息传输速率。

 

 

2.3物理层下面的传输介质

 导向传输媒体中,电磁波沿着固体媒体传播。

双绞线:   屏蔽双绞线(STP) 无屏蔽双绞线(UTP)

同轴电缆:50Ω同轴电缆用于数字传输,有多用于基带传输,也叫作基带同轴电缆。 75Ω同轴电缆用于模拟传输,即宽带同轴电缆


 

 

 

 

 

 

集线器(HUB)

工作特点他在网络中只祈祷信号放大的作用和重发作用,其作用是扩大网络传输范围,而不具备信号的定向传送能力。

最大传输距离:100m

集线器是一个很大的冲突域。

2.4信道复用技术

 (1)频分复用技术

用户再分配到一定的频带之后,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(这里的带宽是频率带宽而不是数据发送的速率)

  调制解调的过程:

例子:

 

(2)时分复用技术 (TDM)

时分复用:将时间划分为一段段等长时间的时分复用帧(TDM帧)。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序列号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性的出现(其周期就是TDM帧的长度对应时间)。

TDM信号也称为等时信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

 

 

 

标题

 
(3)波分复用

 2.5数字传输系统

脉码调制PCM体制最初是为了电话局之间的中继线上传送多路的电话。有两个互不兼容的国际标准,即北美24路PCM(T1)和欧洲的30路PCM(E1),我国采用E1标准。

E1的速率是2.048Mb/s   而T1的速率是1.544M/s;当需要更高的数据率时,可采用复用的方法。

当采用E1模式:32路时分复用

 

 8k是控制电路信号

 

2.6宽带接入技术

 

 

 

 

 

 

 

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