计算机网络(三)

物理层

一、物理层的基本概念

物理层考虑的是如何在不同的媒体上传输数据比特流
物理层为数据链路层屏蔽了各种传输媒体的差异,使数据链路层只需要考虑如何完成本层协议和服务,而不需要知道网络具体的传输媒体是什么。

物理层的传输媒体有两类:
导引型传输媒体 :①同轴电缆、②光纤、③双绞线
非导引型传输媒体 :微波通信(2~40GHZ)

物理层的四个任务

物理层为了解决在各种媒体上传输比特0和1 的问题主要有以下四个任务

物理层的协议有很多,这些协议都完成了这四个任务

二、物理层下面的传输媒体

上面提到的传输媒体不属于物理层,硬要分一个层次,传输媒体应该属于物理层下面一层。
传输媒体的分类以及各类传输媒体的介绍

三、传输方式

串行传输、并行传输

远距离的计算机间通信使用的是串行传输,计算机内部使用的是并行传输,比如cpu和内存之间由总线控制,总线有16位、32位、64位。

同步传输、异步传输

单工、半双工、全双工

四、编码与调制

在不改变信号信质的前提下仅对数字基带信号的波形进行变换称为编码

把数字基带信号频率的范围搬移到较高的频段,并转换为模拟信号称之为调制
码元:在使用时间域的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形。

几种常见的编码方式

不归零编码

高电平为1,低电平为0。

为了区分图中所示的相邻码元,还需要一根额外的数据线传递时钟信号。

归零编码

高电平为1,低电平为0。

为了区分相邻的码元,归零编码使用零电平来区分。

曼彻斯特编码

以码元中电平是否跳变来表示0或1。

传统以太网使用的就是曼彻斯特编码。

差分曼彻斯特编码

码元开始处的电平与上一个码元结束处的电平是否发生跳变来表示0或1

几种常见的调制方法

基本调制方法

混合调制

使用基本的调制方法,一个码元只能包含一个bit,使用混合调制就可以使一个码元包含更多bit信息。

混合调制常见方法:正交振幅调制QAM

减少解调错误可以使用格雷码,如果普通的按照顺序划分bit的区域,可能会存在像E点码元被全部解调出错的情况

使用格雷码,这样的话,每个码元解调出来之后最多只有一个bit位出错

五、信道的极限容量

导致信号波形失真的几种原因:
①码元的传输速率
②信号的传输距离
③噪声干扰
④传输媒体质量

奈氏准则

香农公式

小结

小结

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