【计算机网络】物理层

devtools/2024/11/14 6:21:47/

目录

    • 物理层概述
      • 物理层接口特性
    • 物理层下面的传输媒体
      • 导向型传输媒体
      • 非导向型传输媒体
    • 传输方式
      • 串行传输和并行传输
      • 同步传输和异步传输
      • 单向通信,双向交替通信和双向同时通信
    • 编码和调制
      • 编码与调制的基本概念
      • 常见编码方式
    • 信道的极限容量(不全,晚补)
      • 造成信号失真的主要因素
    • 信道复用技术的基本原理

物理层概述

物理层要实现的功能就是在各种传输媒体上传输比特0和1。

  • 物理层给上层提供传输“透明”比特流的服务,数据链路层”看不见,也无需看见“物理层究竟使用的是什么方法来传输比特流,数据链路层只管”享受“物理层提供的比特流传输服务即可。

物理层接口特性

物理层定义了与传输媒体的接口有关的一些特性,按相同接口标准生产的不同厂家的网络设备接口,可以互相连接和通信。

  • 机械特性:

    • 形状和尺寸
    • 引脚数目和排列
    • 固定和锁定装置
  • 电气特性

    • 信号电压的范围
    • 阻抗匹配的情况
    • 传输速率
    • 距离限制
  • 功能特性

    • 规定接口电缆的各条信号线的作用
  • 过程特性

    • 规定在信号线上传输比特流的一组操作过程,包括各信号间的时序关系。

物理层下面的传输媒体

  • 传输媒体是网络>计算机网络设备之间的物理通路,也称为传输介质或传输媒介。
  • 传输媒体不包含在网络>计算机网络体系结构中。
  • 传输媒体可分为导线型传输媒体(固定媒体)和非导向型传输媒体(自由空间)

导向型传输媒体

  • 同轴电缆:
    价格较贵,布线不够灵活和方便,控制局域网领域,基本都用双绞线作为传输媒体。
  • 双绞线
  • 光纤:
    优点:
    通信容量非常大,抗雷电和电磁干扰性能好。
    传输损耗小,中继距离长。
    无串音干扰,保密性好。
    体积小,重量轻。
    缺点:
    割接光纤需要较贵的专用设备
    光电接口较昂贵。

非导向型传输媒体

  • 无线电波
  • 微波
  • 红外线
  • 激光
  • 可见光

传输方式

串行传输和并行传输

并行传输的成本高,通常仅用于短距离传输,例如计算机内部的数据传输,而远距离传输一般采用串行传输方式,计算机网卡同时具有串行传输和并行传输方式。
当计算机通过其内部的网卡,将数据发送到传输线路上时,网卡起到的一个非常重要的作用就是并行转换为串行,当计算机通过其内部的网卡从传输线路上接收数据时,网卡将串行转换为并行。
请添加图片描述

同步传输和异步传输

同步:
请添加图片描述
异步:
请添加图片描述

单向通信,双向交替通信和双向同时通信

请添加图片描述

编码和调制

编码与调制的基本概念

请添加图片描述
码元:在使用时间域的波形表示信号时,代表不同的离散数值的基本称为码元

常见编码方式

  • 曼彻斯特编码:
    码元中间时刻的电平跳变既代表时钟信号,也表示数据。正跳变表示1或0,负跳变代表1或0,可以自行定义。
  • 差分曼彻斯特编码:
    码元中间时刻的电平跳变仅表示时钟信号,而不表示数据。
    数据的表示在于每一个码元开始处是否有电平跳变:无跳变表示1,有跳变表示0。

信道的极限容量(不全,晚补)

造成信号失真的主要因素

  • 码元的传输速率
    传输速率越高,信号经过传输后的失真就越严重
  • 信号的传输距离
    传输距离越远,信号经过传输后的失真就越严重
  • 噪声干扰
    噪声干扰越大,信号经过传输后的失真就越严重
  • 传输媒体的质量
    传输媒体质量越差,信号经过传输后的失真就越严重

信道复用技术的基本原理

复用就是在一条传输媒体上同时传输多路用户的信号。
当一条传输媒体的传输容量大于多条信道传输的总容量时,就可以通过复用技术,在这条传输媒体上建立多条通信信道,以便充分利用传输媒体的带宽。

  • 频分复用
  • 时分复用
  • 波分复用
  • 码分复用

http://www.ppmy.cn/devtools/6600.html

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