【计算机网络入门】初学计算机网络(五)

目录

1.编码&解码、调制&解调

2.常用编码方法

[2.1 不归零编码(NRZ)](#2.1 不归零编码(NRZ))

[2.2 归零编码(RZ)](#2.2 归零编码(RZ))

[2.3 反向非归零编码(NRZI)](#2.3 反向非归零编码(NRZI))

[2.4 曼彻斯特编码](#2.4 曼彻斯特编码)

[2.5 差分曼彻斯特编码](#2.5 差分曼彻斯特编码)

[3. 各种编码的特点](#3. 各种编码的特点)

4.调制

5.有线传输介质

[5.1 双绞线](#5.1 双绞线)

[5.2 同轴电缆](#5.2 同轴电缆)

[5.3 光纤](#5.3 光纤)

[5.4 以太网对有线传输介质的命名规则](#5.4 以太网对有线传输介质的命名规则)

[6. 无线传输介质](#6. 无线传输介质)

[6.1 无线电波](#6.1 无线电波)

[6.2 微波通信](#6.2 微波通信)

[6.3 其他](#6.3 其他)

[7. 物理接口特性](#7. 物理接口特性)


1.编码&解码、调制&解调

变换器:将二进制数据转换为信号。

反变换器:将信号转换为二进制数据。

编码:二进制数据转换为数字信号。(网卡)

解码:数字信号转换为二进制数据。

调制:二进制信号转换为模拟信号。(光猫)

解调:模拟信号转换为二进制信号。

2.常用编码方法

2.1 不归零编码(NRZ)

低0高1,中间不变 。这样带来的缺点是无法分清发送了多少个信号周期。如下图,接收方只会得到高------低------高------低------高。所以这样的编码方式还得有另外一根数据线接受节奏信号。

2.2 归零编码(RZ)

低0高1,中间归零。 归零编码就很好的解决了上面的问题,归零编码在一个信号周期的中间会归零,让编码的发送保持节奏。

2.3 反向非归零编码(NRZI)

跳0不跳1,看起点,中不变起点若没有突变那么就是1,若突变则是0,这就是开头为什么会突出去一截横线,就是为了和起点做对照,之后的线也是一样,突变就是0,没有突变就是1。

2.4 曼彻斯特编码

跳0反跳1,就是看周期的中间位置下跳对应1,上跳对应0(沿用IEEE提出的规则)

2.5 差分曼彻斯特编码

看周期的起点有没有发生跳变;跳变是0,不变是1

3. 各种编码的特点

4.调制

在长距离传输或者在真空中,模拟信号的抗干扰能力强,所以我们需要把数字信号调频为模拟信号。

其中调幅和调相是可以增加幅度或者相位从而携带更多的比特位。

5.有线传输介质

传输介质分为导向型和非导向型,导向型(信号朝着固定方向传播)包括:双绞线、同轴电缆、光纤;非导向型(信号朝着四面八方传播)包括:无线传输介质。

5.1 双绞线

由两条导线相互绞合而成。分为有屏蔽层(屏蔽双绞线STP)、无屏蔽层(非屏蔽双绞线UTP)。具有优秀的抗干扰能力。绞合、屏蔽层都可以提高抗电磁干扰能力。代表应用:近些年的局域网、早期电话线。

5.2 同轴电缆

主要由内导体(传输信号)+外导体屏蔽层(抗电磁干扰)构成。抗干扰能力很强。早期的局域网、早期的有线电视都是使用同轴电缆。

5.3 光纤

主要由纤芯(高折射率)+包层(低折射率) 构成。利用光的全反射特性在纤芯内传输光脉冲信号。分为单模光纤和多模光纤

单模光纤:只有一条光线在一个光纤内部传输,适合长距离传输,信号传输损耗小。

多模光纤:多条光线在一个光纤内部传输,适合短距离传输,远距离传输光信号容易失真。

因为光信号对电磁信号干扰不敏感,所以,它的抗干扰能力非常好,由于信号传输损耗很小,长距离传输时中继器少,很节省布线空间。

5.4 以太网对有线传输介质的命名规则

6. 无线传输介质

6.1 无线电波

穿透能力强,传输距离长,信号指向弱,例如手机信号和wifi。

6.2 微波通信

由于微波是短波,由于电磁波公式,波长越短频率越高,带宽也就越大 ,此时信号就会趋于一条直线,所以信号指向性强,保密性就差(容易被窃听)。卫星通信(卫星作为信号中继器,传播的时延比较大)。

6.3 其他

红外线通信、激光通信等。信号指向性强。

7. 物理接口特性

8. 物理层设备

8.1 中继器

当一段数据使用同轴电缆传输的时候,如果距离很远,那么由二进制转换的数字信号经过长距离传输,信号内容会因为同轴电缆的电阻导致信号失真 。所以我们每隔一段距离就会使用中继器防止信号失真。所以中继器的作用是对数据进行整形再生

注意的一点是:中继器只支持半双工通信(两端的节点不能同时发送数据,会导致冲突),中继器的两侧端口对应两个网段。

8.2 集线器

集线器和中继器功能基本一致,就是多端口中继器 ,都是对二进制数据进行整形再生之后转发到其他的端口。各个连接的结点不可同时发送数据,会导致冲突

集线器N个端口对应N个网段,每一个网段属于同一个冲突域

8.3 中继器和集线器的特点

①不能无限串联,理论上只要有足够的中继器或者集线器,就能够无限串联下去,事实上真的是这样吗?以太网限制了中继器和集线器的最大串联数,

从物理上看,使用集线器组成的网络结构是星型的 ,其实从逻辑上看是总线型的物理结构 。所以会出现信道争用的问题。

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