物理层--计算机网络

物理层的主要任务是确定和传输媒体的接口有关的一些特性:

机械特性(接线器的形状和尺寸),

电气特性:接口电缆出现的电压范围(规定传输二进制位时,线路上信号的电压高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等) 

功能特性: 指明某条线上出现的某一电平表示何种意义,接口部件的信号线的用途。

规程特性:定义各条物理线路的工作规程和时序关系

 

数据在计算机内部是并行传输,但是在 传输媒体上(无线信道,电缆等) 是串行(逐个比特按照时间传输)

通信基本知识:

  通信系统基本由 源系统  传输网络  目的系统

  源系统:

    源点: 源点设备产生要传输的数据,比如 计算机输入汉字,计算机产生 输出的数字比特流

    发送器  :数字比特流要在发送器中编码 才能在传输系统中进行传输。

  目的系统:

    接收器:接收从传输系统 传过来的信号。 常见:解调器(把传输线路上的 模拟信号【连续信号】进行解调,还原成数字比特流)。

    终点:接收从终点传过来的数字比特流,(数字在屏幕输出)

信号 是 数据电气 或 电磁表现。

  信息是抽象的,但传送信息必须通过具体的媒质。就是信道。

    通信双方的 信息交互 分

       单向通信:没有反方向的回馈(广播等)

       双向交替通信(半双工)----早期无线对讲机就是一种半双工设备,在同一时间内只允许一方讲话,过一段时间可以回馈。

  双向同时通信(全双工)----电话机就是全双工。

  双向的 都有两条通道。

  来自信源的信号常是基带信号(基本频带信号,含有许多低频成分),许多信道不能输出其中的低频成分,因此需要调制

  调制有两种:

  只适应下信道,通过完了,仍 是原来基带信号 ---基带调制

   使用了载波进行调制。把基带信号频段搬到了较高的区域。并转换成 模拟信号,能在模拟信道中更好得传输。 也叫带通信号。

  调制叫带通调制。

    基本带通调制方法:

    调幅

      0 是无载波  1 是有载波

    调频

    0 1 分别表示 f1 f2 频率

    调相

    0 1 是 相位是 0度 或180

    

     为了更高传输速率。采用更复杂的多元制的振幅相位相结合的调制法。

         

在任何信道中,(码元:数字信号中每一个符号的通称。即可以用二进制表示,也可以用其它进制的数表示)码元的传输速率有上限,超过上限,出现码间串扰。不能识别。

     频带(对信号而言,频带就是信号包含的最高频率与最低频率这之间的频率范围 )越宽,能通过的高频 分量越多,能以更高的速率传送码元

不受干扰。                                                                                                                                                                                                                                     

    噪声是所有电子设备和通信设备都有的,但是他的影响是相对的,信号强,噪声影响小。

    信噪比是 信号的平均功率 和噪声的平均功率 之比。 S/N  用分贝db 度量                                                                                                             

  说明   信噪比或 信息带宽 越大 ,极限信息传输速率 越高。

    意义在于 只要 传输速率低于 C,就一定有办法实现无差错传输,   

如果 频带宽度 信道 已确定,如果信噪比 也不能提高,传输速率达到极限。                                                                                                                      

  奈奎斯特定理  

     理想通信信道传输   :  Cmax=2×B×log2L

     这里Cmax指的是信道的最大容量,B是信道的带宽,L还是信号电平的个数

传输媒体  在发送器和接收器之间的物理通路。

  导向型传输媒体(guided)

    双绞线:两根铜线按一定规则绞在一起。(模拟传输和数字传输都用双绞线)

   为了提高抗磁干扰,在双绞线外面绞上一层金属层。无论哪个类型的双绞线,随频率增高,衰减变大。

          可以用更粗的。

   同轴电缆:有个外屏蔽层,因此有很好的抗干扰性。

    光缆:光纤是传输媒体。非常细的石英玻璃拉成细丝,由内芯和包层组成的双层通信圆柱体。光波在纤芯中传播。可以存在多条从不同入射角度  在一条光纤中传播。叫 多模光纤。

  非导引型传输媒体:自由空间

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