计算机网络——物理层

物理层

文章目录

物理层的基本概念

四大特性

  • 机械特性:接口是怎样的(指明所用接线器的尺寸、形状、引脚数目和排列、固定和锁定装置等)
  • 电气特性:用多少伏的电(指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围)
  • 功能特性:线路上电平电压的特性(指明某条线上出现的某一电平的电压的意义)
  • 过程特性:实现不同功能所发射信号的顺序(指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序)

两种信号

  • 模拟信号:连续的(特定频段的信号,有更加丰富的表现形式)
  • 数字信号:离散的(不是1就是0)

调制和编码

  • 调制:模拟信号转换(即输入不论是数字信号还是模拟信号,经过调制之后输出的都是模拟信号)

  • 编码:数字信号转换(即输入不论是数字信号还是模拟信号,经过编码之后输出的都是数字信号)

    编码的步骤:采样 → 量化 → 编码

传输介质

  • 双绞线
    • 屏蔽双绞线 STP ------ 抗干扰性强、贵一些
    • 非屏蔽双绞线 UTP ------ 便宜、抗干扰相差
  • 光纤(光缆)
    • 单模光纤:中心纤芯很细(一般为9或10um),只能传一种模式的光。因此其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好(100KM)
    • 多模光纤:芯较粗(50或625um),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里(2KM)
  • 同轴电缆 --- 淘汰了
  • 无线 --- 主流

三大部分

  • 源系统:发送数据的一端
  • 传输系统:传输过程中的各种传输介质
  • 目的系统:接收数据的一端

物理层的基本通信技术

四种信道复用技术

复用技术:指一种在传输路径上综合多路信道,然后恢复原机制或解除终端各信道复用技术的过程(将多种不同的信号在同一信道上进行传输,主要用于解决不同信号传输时应该如何区分的问题)

  • 频分复用(FDM) ------ 划分不同频率来并行传输信号
  • 时分复用(TDM) ------ 划分不同时段来传输信号
  • 波分复用(WDM) ------ 根据光波的波长进行传输(合波器耦合)
  • 码分复用(CDM) ------ 在同一时间同一频率根据传输的数据码进行区分

数据的传输方式

  • 通过同时间传输数量分
    • 串行传输:使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。只需要少数几条线就可以在系统间交换信息,特别适用于计算机与计算机、外设之间的远距离通信
    • 并行传输:数据以成组的方式,在多条并行信道上同时进行传输,是在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输
  • 通过数据报文的双方的行为分
    • 同步传输:需要接收方和发送方同时做好准备
    • 异步传输:接收方不知道信号什么时候到达
  • 通过传输的信号分
    • 基带传输:传输数字信号
    • 频带传输:传输模拟信号
  • 传输方向:单工、半双工、双工(见计算机网络概述)
  • 传输对象:单播、多播、广播(见计算机网络概述)

重点

  1. 四大特性:机械、电气、功能、过程
  2. 两种信号:数字、模拟
  3. 调制(转模拟信号)和编码(转数字信号)
  4. 传输介质(双绞线、光纤)
  5. 三大部分(源系统、传输系统、目的系统)
  6. 四种信道复用技术:频分、时分、波分、码分
  7. 什么是复用技术
  8. 数据的传输方式:
    串行传输、并行传输
    同步传输、异步传输
  9. 四种信道复用技术:频分、时分、波分、码分
  10. 什么是复用技术
  11. 数据的传输方式:
    串行传输、并行传输
    同步传输、异步传输
    基带传输、频带传输
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