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。
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机械特性:
- 形状和尺寸
- 引脚数目和排列
- 固定和锁定装置
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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
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功能特性
- 规定接口电缆的各条信号线的作用
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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
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。
同步传输和异步传输
同步:
异步:
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
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