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【盘算机网络】零根本学计网——物理层

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醉于山水 显示全部楼层 发表于 2022-1-15 19:37:00 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
文章目次



1. 物理层的概念



  • 物理层思量的是怎样才气在毗连各种盘算机的传输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,使数据链路层只须要思量怎样完本钱层的协媾和服务,而不必思量网路具体的传输媒体是什么
  • 物理层协议的重要任务是:机器特性、电器特性、功能特性、过程特性

    • 机器特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和分列、固定和锁定装置
    • 电器特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
    • 功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压体现合种意义
    • 过程特性:指明对于差别功能的各种大概变乱的出现序次

2. 物理层下面的传输媒体

留意:
   传输媒体不属于盘算机网络体系结构的任何一层
  传输媒体可以分为两类:导引型传输媒体和非导引型传输媒体


  • 导引型传输媒体:同轴电缆、双绞线、光纤、电力线
  • 非导引型传输媒体:无线电波、微波、红外线、可见光
导体型输媒体先容和表示图:


  • 同轴电缆
  • 双绞线
  • 光纤
  • 电力线
3. 传输方式

传输方式有:串行传输和并行传输、同步传输和异步传输、单向通讯(单工)、双向瓜代通讯(半双工)和双向同时通讯(全双工)
各种传输方式先容和表示图:


  • 串行传输: 数据是一个比特一个比特发送的,因此在发送端与吸收端,只须要一条数据传输门路
  • 并行传输: 数据一次发送n个比特位,因此在发送端和吸收端之间须要有n条传输门路。(更快)
  • 数据在传输门路上的传输接纳串行传输,在盘算机内部的传输接纳并行传输
  • 同步传输: 数据块以稳固的比特流的情势传输,字节之间没有隔断。吸收端在每个比特信号的中央时间举行检测,以鉴别吸收到的比特是0照旧1。由于差别装备的时钟频率存在肯定差异,故不大概做到完全类似。在传输大量数据的过程中,所产生的鉴别时间的累计偏差,会导致吸收端对比特信号的鉴别错误。须要使收发时钟保持同步
  • 异步传输:以字节为独立的传输单位,字节之间的时间隔断不是固定的。吸收端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步。通常在每个字节前后分别加上起始位和竣事位
  • 单向通讯(单工): 只能有一个方向的通讯,没有反方向的交互
  • 双向瓜代通讯(半双工): 通讯的两边可以相互发送信息,但是不能同时发送
  • 和双向同时通讯(全双工): 通讯的两边可以同时发送和吸收信息
4. 编码与调制

干系知识先容:


  • 盘算机须要处理处罚和传输用户的笔墨、图片、音频和视频,统称为消息
  • 数据是运送消息的实体
  • 盘算机中的网卡将二进制数据比特0和比特1,变更成相应的电信号发送到网线
  • 信号是数据的电磁体现
  • 基带信号: 由信源发出的原始电信号,包罗两类

    • 数字基带信号,比方:盘算机内部 CPU 与内存之间传输的信号
    • 模拟基带信号,比方:麦克风收到声音后产生的音频信号

  • 信号须要在信道中举行传输
  • 信道可分为:数字信道和模拟信道
  • 编码: 编码是信息从一种情势或格式转换为另一种情势的过程。在不改变信号性子的条件下,仅对某基带信号的波形举行变更。编码后产生的信号仍为数字信号,可以在数字信道中传输。

    • 对数字基带信号举行编码应用,比方:以太网使用曼彻斯特编码、4B/5B、8B/10B等编码
    • 对模拟基带信号举行编码应用,比方:对音频信号举行编码的脉码调制 PCM

  • 调制: 对信号源的信息举行处理处罚加到载波上,使其变为得当于信道传输的情势的过程。把数字基带信号的频率范围搬移到较高的频段,并转换为模拟信号。调制后产生的信号是模拟信号,可以在模拟信道中传输。

    • 对数字基带信号举行编码应用,比方:WiFi 使用补码键控、直接序列扩频、正交频分复等调制方法
    • 对模拟基带信号举行编码应用,比方:将语音数据加载到模拟的载波信号中传输,如传统电话


  • 码元: 在使用时间域的波形体现数字信号时,代表差分别散数值的根本波形

传输媒体和信道的关系:信道不即是传输媒体


  • 对于单工传输:传输媒体中只包罗一个信道,要么是发送信道,要么是吸收信道

  • 对于半双工和全双工传输:传输媒体中包罗两个信道,一个是发送信道,一个是吸收信道

常用编码:


  • 不归零编码(由于不归零编码存在同步标题,盘算机网络的传输不接纳不归零编码)
  • 归零编码(归零编码中大部门数据带宽都用来传输归零而浪费掉了,归零编码的长处是自同步,但是服从很低)

  • 曼彻斯特编码(传统以太网使用曼彻斯特编码)

  • 差分曼彻斯特编码(比曼彻斯特编码厘革少,更得当较高的传输速率)

根本调制方法: 一个码元只能包罗一个比特信息。
肴杂调制方法:
5. 信道的极限容量



  • 当信道的通讯质量较好时:数字信号通过信道失真后不会太严肃,在输出端可以还原出发送的码元

  • 当信道的通讯质量较差时:在输出端就很难判定这个信号什么时间为0什么时间为1

像上述信号波形失去了码元之间的洗濯边界,这种征象叫做码间串扰
产生失真的缘故原由重要有: 码元传输速率、信号传输间隔、噪音干扰、传输媒体质量等




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