(二)物理層相關概念

計算機網絡物理層相關概念

1、信道

傳輸信息時信號沿發送端到接收端的通路。

(1)模擬信道

適於模擬信號傳輸

模擬信號:時間和幅度連續

(2)數字信道

適於數字信號傳輸

數字信號:時間和幅度離散

2、基帶傳輸

通信系統中的基帶傳輸是指在傳輸信號時,用表示信息的原有信號形式進行。

計算機網絡中,數字信號(基帶信號)所佔頻率簡稱基帶。基帶傳輸是數字數據直接在信道中用數字信號傳輸。

3、頻帶傳輸

頻帶傳輸是將基帶信號變換爲較高頻率範圍的頻帶信號(模擬信號,如音頻),然後在模擬信道中傳輸。

4、寬帶傳輸

寬帶在電信界是指帶寬大於語言級信道(4kHz)的信道,另外當網絡的傳輸速率超過2Mbps時,稱爲寬帶網。

5、比特(bit)率

指單位時間內所傳送的二進位序列的位(bit)數,是度量通信系統每秒傳送的信息量。用每秒比特數(bit/s或bps)表示 。

   常用的單位換算關係如下:

1Kbps=210=1024bps;

1Mbps=220=1024Kbps;

1Gbps=230=1024Mbps;

1Tbps=240=1024Gbps。

6、波特(Baud)率

指數字信號經過調製後的傳輸速率,或者是說每秒傳輸的脈衝(波形)信號個數(通過信道傳輸的碼元數)。

B=1/T;其中,T爲每個脈衝(波形)信號的持續時間,單位爲秒。

    ◆ 比特率和波特率的關係:S=B*log 2 n

7、帶寬(Bandwidth)

指信道所能傳送的信號的頻率寬度,也就是可傳送信號的最高頻率與最低頻率之差,單位是Hz(赫)、kHz(千赫)、MHz(兆赫)和THz(兆兆赫)等 。

常用的單位換算關係爲:

1kHz=103=1 000Hz;

1MHz=106=1 000kHz;

1GHz=109=1 000MHz;

1THz=1012=1 000GHz。

8、帶寬、數據傳輸速率和信道容量的區別

帶寬和數據傳輸速率都是用來度量實際傳輸能力的。帶寬一般用來表示傳輸介質和模擬信道的傳輸能力,如電話網傳輸音頻信號的頻帶範圍爲300~3 400Hz,則其信道的帶寬是3 100Hz。而數據傳輸速率表示數字通信系統的傳輸能力,如百兆位以太網的數據傳輸速率爲100Mbps。

一個物理信道既可以作爲模擬信道,也可作爲數字信道。因此,信道的帶寬大,信道容量也大,傳輸速率相應也高。

9、延遲、抖動、呑吐量和丟包率

(1)延遲指將一個比特從一端傳輸到另一端所花費的時間。

(2)抖動指在同一條路由上發送數據包之間的時間差異。

(3)呑吐量是指網絡發送數據包的速率。

(4)丟包率是指在發送數據包時丟失數據包的最高比率。

上述四個參數都是服務質量QoS的主要度量參數。

10、物理層作用

在節點之間提供線路的建立、維持和釋放,實現二進制位流的透明傳輸,並進行差錯檢查等。物理層是對DTE和DCE之間通信接口的描述和規定。

11.數據轉換爲數字信號稱爲編碼
數據轉換爲模擬信號稱爲調製

12.單極性編碼和雙極性編碼

編碼時只用一種電壓稱爲單極性編碼,而使用兩種編碼稱爲雙極性編碼

13.歸零編碼和非歸零編碼

每個表示“0”或“1”的電壓在信號中變爲零電壓時稱爲歸零編碼

14.雙相位編碼

信號的中間將電壓變爲相反(正電壓變負電壓表示1,負電壓變正電壓表示0)

15.modem採用的正交調幅就是讓一種狀態能表示更多位數的一種調製技術

16.並行傳輸和串行傳輸

並行傳輸是指數據以成組的方式在多個並行的信道上同時傳輸,需要若干傳輸線,優點傳輸速度快,缺點費用高
串行傳輸是指數據在信道上一位一位的逐個傳輸,從發送端到接收端只需要一根傳輸線,成本少易實現,計算機普遍採用

17.串行傳輸中的單工,半雙工,全雙工

單工通信(雙線制)只允許傳送的信息始終像一個方向流動。(廣播,電視機,道路單行道)

半雙工通信(雙線制+開關)允許信息可以朝向兩個方向都可以傳輸,但同一時刻只能朝一個方向傳輸(無線電對講機)

全雙工通信(四線制)同一時刻能同時進行雙向通信(電話)

18.同步傳輸和異步傳輸

同步傳輸方式是將一大串數據一起傳送,傳輸時需要在數據塊前端放置兩個或以上的同步信號字符SYN,數據塊結束後加上同步信號。(設備複雜,速率高,利用率高)

異步傳輸方式以字符爲單位,在每個字符前增加一個起始位,字符代碼後增加1,1.5,2位停止符。(設備簡單,但速率低)

19.物理層的作用

物理層的作用是在網絡節點之間的物理媒體上提供線路的建立,維護和釋放,實現二進制位流的透明傳輸,並進行差錯檢查等。物理層是對DTE(信源或信宿,如計算機,路由器,終端等)和DCE(網絡設備接入點,如交換機,調制解調器等)之間通信接口的描述和規定。

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