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2.1 物理層的基本概念
物理層解決如何在連接各種計算機的傳輸媒體
上傳輸數據比特流
,而不是指具體的傳輸媒體。
ps:傳輸媒體如 光纖、雙絞線;數據比特流其實就是數字信號
物理層的主要任務描述爲:確定 傳輸媒體的接口的一些特性,
即:
機械特性:接口形狀,大小,引線數目
電氣特性:規定電壓範圍(-5V到+5V)
功能特性:規定-5V表示0,+5V表示1
過程特性:規定建立連接時各個相關部件的工作步驟
2.2 數據通信的基礎知識
1. 典型的數據通信模型
2. 相關術語
通信的目的是傳送消息。
數據 —— 運送信息的實體。ps:將信息轉換爲一串數據,傳送後通過調製解調將數據轉爲消息。
模擬信號 —— 代表消息的參數的取值是連續的。
數字信號 —— 代表消息的參數的取值是離散的。
碼元
—— 在使用時間域的波形表示數字信號時,則代表不同離散數值的基本波形就成爲碼元。
在數字通信中常常用時間間隔相同的符號來表示一個二進制數字,這樣的時間間隔內的信息稱爲二進制碼元。而這個間隔被稱爲碼元長度。
1碼元可以 攜帶nbit 的信息量。
3. 有關信道的幾個基本概念
4. 基帶信號和帶通信號
基帶信號
—— 來自信源的信號。基帶信號就是發出的直接表達了要傳輸的信息的信號。
如 計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號、我們說話的聲波
帶通信號
—— 把基帶信號經過載波調製後,把信號的頻率範圍搬移到較高的頻段。
傳輸距離近時:計網都採用基帶傳輸。
長距離時:由於基帶信號頻率低,傳不遠,所以要調成帶通信號傳輸,傳輸到目的地後再調製
爲基帶信號使人能懂。
5. 幾種最基本的調製方法
有 調幅、調頻、調相
6. 常用編碼
有 單極性不歸0碼、雙極性不歸0碼、單極性歸0碼、雙極性歸0碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼
曼徹斯特編碼
差分曼徹斯特編碼
7. 信道極限容量
8. 波特與Bit的區別
9. 奈氏準則
10. 香農定理
【香農公式表明
】
信道的帶寬或信道中的信噪比越大,則信息的極限傳輸速率就越高。
只要信息傳輸速率低於信道的極限信息傳輸速率,就一定可以找到某種辦法來實現無差錯的傳輸。
實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農的極限傳輸速率低不少。
2.3 物理層下面的傳輸媒體
網線:有雙絞線、同軸電纜、光纜
1. 導向傳輸媒體
def:導向傳輸媒體中,電磁波沿着固體媒體傳播。
如 雙絞線、同軸電纜、光纜
2. 非導向傳輸媒體
def:非導向傳輸媒體就是指自由空間,其中的電磁波傳輸被稱爲無線傳輸;無線傳輸所使用的頻段很廣。
短波
通信主要是靠電離層的反射,但短波信道的通信質量較差。
微波
在空間主要是直線傳播。
如 地面微波接力通信、衛星通信
3.直通線和交叉電纜
直通線
將網線的線序排好,形成直通線。
注意兩端都是同樣的線序且一 一對應。
直通線應用最廣泛,常用來實現以下連接:
主機到交換機或集線器
路由器到交換機或集線器
交叉電纜
2.4 信道複用技術
1. 碼分複用
每一個比特時間劃分爲m個短的間隔,稱爲碼片
。
碼片序列:
又稱碼片向量,假如將一個比特時間劃分爲8個,S站的第一個比特對應的碼片序列爲(-1,-1,-1,1,1,-1,1,1)。
規格化內積爲0,說明無信號;爲1或-1說明有信號。
(1)正交關係的一個重要特性
(2)碼片序列的正交關係
向量S和向量T做規格化內積,結果爲0,則說明兩個碼片序列是正交的。
(3)栗子
解:
向量A與向量R做規格化內積,結果爲1,說明有信號,A收到了1比特信息。
向量B與向量R做規格化內積…
向量C與向量R做規格化內積…
向量D與向量R做規格化內積…
2. 其他複用
瞭解即可
頻分複用:所有用戶在同樣的時間佔用不同的帶寬資源
時分複用:所有用戶是在不同的時間佔用同樣的頻帶寬
波分複用:就是光的頻分複用