王道-计算机网络-物理层
基本内容
- 通信基础
- 两个公式 lim
- 看图说话
- 传输介质
- 物理层设备 (中继器和集线器)
1.物理层基本概念
物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体.
物理层主要任务:确定与传输媒体接口有关的一些特性 (定义标准)
2.数据通信的基础知识
2.1 数据通信的相关术语
通信的目的是传送消息
2.2 三种通信方式
单工通信:只有一个方向的通信而没有反方向的交互,仅需要一条信道
半双工通信:通信的双方都可以发送或接受信息,但任何一方都不能同时发送和接收,需要两条信道
全双工通信:通信双方可以同时发送和接受信息,也需要两条信道
2.3 两种数据传输方式
串行传输和并行传输
3.码元-波特-速率-带宽
码元
速率
速率也叫数据率,是指数据的传输速率,表示单位时间内传输的数据量.可以用码元传输速率和信息传输速率表示
注意区分传输速率和传播速率
带宽
4.奈氏准则/香农定理
4.1 失真
第一种有失真,但是可以识别;第二中,失真大,无法识别
影响失真的因素:
- 码元的传输速率
- 信号传输的速率
- 噪音干扰
- 传输媒体的质量
4.1.1 失真的一种现象-码间串扰
码间串扰:码元传输的太快了,导致码间界限不明晰.无法区分
4.2 奈氏准则
(应用的对象是码元)
奈氏准则:在理想低通(无噪音,带宽受限)条件下,为了避免码间串扰,极限码元传输速率为2w Baud,信道带宽,单位是Hz.
4.3 香农定理
噪声存在于所有的电子设备和通信信道中.由于噪声随机产生,它的瞬时值有时会很大,因此噪声会使接收端对码元的判断产生错误.但是噪音的影响是相对的,若信号较强,那么噪声影响相对较小.因此,信噪比就很重要.
信噪比=信号的平均功率/噪音的平均功率,长记为S/N,并用分贝(dB)作为度量单位.
香农定理:在带宽受限而且有噪声的信道中,为了不产生误差,信息的数据传输速率有上限值.
一些推理:
一些比较:
5.编码&调制
5.1 基带信号与宽带信号
5.2 编码与调制
看最终结果是什么,来区分编码还是调试.
5.2.1 数字数据编码为数字信号
几种编码比较
非归零编码
归零码元
反向不归零编码
数据:10011010
对全1数据不好判断
曼彻斯特编码(自同步)
差分曼彻斯特编码
4B/5B编码
5.2.2 数字信号调制为模拟信号
数字数据调制技术在发送端将数字信号转换为模拟信号,而在接收端将模拟信号还原为数字信号,分别对应于调制解调器的调制和解调过程.
5.2.3 模拟数据编码为数字信号
采样频率越高,还原程度越大.
5.2.4 模拟信号调制为模拟信号
6.传输介质
传输介质也称传输媒体/传输媒介,它就是数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路.
传输媒体并不是物理层
6.1 分类
6.2 双绞线
双绞线是古老,又是最常用的传输介质,它由两根次啊用一定规则并排绞合的,相互绝缘的铜导线组成.绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰.
6.3 同轴电缆
6.4 光纤
光纤传播光脉冲,双绞线和同轴电缆都是电脉冲
超低损耗,传送超远距离.
特点:
6.5 非导向性传输介质
7.物理层设备
7.1 中继器
诞生原因:由于存在损耗,在线路上传输的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将造成信号失真,因此会导致接收错误.
功能:对信号进行再生和还原,对衰减的信号进行放大,保持与原数据相同,以增加信号传输的距离,延长网络的长度.
两端: 两端的网络部分是网段,而不是子网,适用于完全相同的两类网络的互联,且两个网段速率要相同.
7.2 集线器(多口中继器)
