物理层

基本概念

  • 通信目的是传送信息

  • 数据是指传送信息的实体,信号是数据在传输过程中的存在形式

  • 数据分为模拟数据数字数据

  • 数据的传输可以分为串行传输并行传输

  • 码元:用一个固定时长信号波形来表示一位K进制数字,,这个时长内的信号成为K进制码元,该时长称为码元宽度,有离散状态->M进制码元

  • 信道:信道可视为一条线路的逻辑部件,一条信道最少包含一条发送信道和一条接收信道

    • 按传输形式分类

      • 数字信道
      • 模拟信道
    • 按传输介质分类

      • 无线信道
      • 有线信道
  • 通信方式

    • 单向通信:只有一个方向的通信,仅需要一条信道
    • 半双工通信:通信双方都可以通信,但是在某一时刻只能一方放松,不可同时接收和发送,因此需要两条信道
    • 全双工通信:通信双方可以同时发送和接收消息,需要两条信道
  • 速率:数据传输速率

    • 码元传输速率:波特率,表示单位时间内数字通信系统中传输的码元个数,单位:波特(Baud),码元速率与进制数无关
    • 信息传输速率:比特率,单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数(即比特数),单位:比特/s
  • 波特和比特关系:若一个码元携带n比特的信息量,则M波特率的码元传输速率所对应的信息传输速率为 M*n 比特/秒

奈奎斯特定理和香农定理

  • 影响信号的因素:
    • 1.码元传输速率
    • 2.噪声干扰
    • 3.信号传输距离
    • 4.传输媒体质量
  • 奈氏准则:在理想通道(无噪声,有限带宽)的信道中,为了避免码间串扰,极限码元传输速率为2W波特,其中W是理想低通信道的带宽

奈氏准则公式:

理想低通道下的极限数据传输速率= 2Wlog(2)V

奈氏准则只给定了码元的传输速率的限制,没有给出信息传输速率的限制

香农定理

  • 香农定理给出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限数据传输速率,此公式可以不产生误差

信道的极限数据传输速率=Wlog(2)(1+S/N)

  • S为信道所传输信号的平均功率,N为信道内部的高斯噪声功率。S/N为信噪比。
  • 信噪比 = 10lg(S/N)

编码与调制

由于数据不论是数字的还是模拟的,为了传输最终都要变成信号,因此转换成信号的过程产生了两种转换方法,调制编码

  • 调制:将数据变为模拟信号
  • 编码:将数据变为数字信号

数字数据 ——数字发送器——> 数字信号
数字数据 ——调制器——> 模拟信号
模拟数据 ——PCM编码器——>数字信号
模拟数据 ——放大器调制器——>模拟信号

几种编码方法

归零编码
非归零编码
反向归零编码
曼彻斯特编码(因特网传输所用编码):将数据和时钟都包含在信号中
差分曼彻斯特编码

电路交换、报文交换、分组交换

image


image
image

  • 分组交换的两个方式
    • 数据报
    • 虚电路(不具有差错控制功能,可以流量控制)
      • 虚电路之所以是虚的,是因为这条电路不是专用的,每个节点到其他结点之前的链路可能同时又若干虚电路通过,也可能同时与多个节点之间建立虚电路。

错题整理

将基带信号直接传送到通信线路(数字信道)上的传输方式称为基带传输,把基带信号经过调制后送到(模拟信道)上的称为频带传输

因为以太网采用曼彻斯特编码,每位数据(一个比特,对应信息传输速率)都需要两个电平(两个脉冲信号,对应码元传输速率)来表示,因此波特率是数据率的两倍,得数据率为(40Mb/s)/2=20Mb/s

采样频率:8Hz,有16种变化状态的信号可携带4比特数据,因此最大数据传输速率为 8 X 4 = 32b/s


以太网采用的是分组交换技术

原文地址:https://www.cnblogs.com/pureayu/p/15802656.html