計算機網路原理梳理丨物理層

2021-09-28 08:32:29 字數 3317 閱讀 7292

目錄

資料通訊基礎

物理介質

通道與通道容量

基帶傳輸

頻帶傳輸

物理層介面規程

訊息:人類能夠感知的描述

資訊:對事物的存在狀態或存在方式的不確定性表述,可度量

通訊:本質是在一點精確或近似地再生另一點的資訊

通訊系統:能夠實現通訊功能的各種技術、裝置和方法的總體

訊號:通訊系統中,在傳輸通道中傳播的資訊的載體

資料:對客觀事物的性質狀態以及相互關係等進行記載的符號及其組合

通道:通道是以傳輸介質為基礎的訊號通道

資料通訊系統模型

信源、傳送裝置、 通道、 接收裝置、 信宿、 雜訊源

資料通訊系統模型

模擬通訊:訊號的因變數是連續的

數字通訊:訊號的因變數是離散的

資料通訊方式

資料通訊系統的功能

通道利用

介面及訊號產生

同步差錯檢測與糾正

定址與路由

網路管理

安全保障

導引型傳輸介質

指有物理線的線路

架空明線:指平行且相互分離或絕緣的空裸線線路,通暢採用銅線或鋁線等金屬導線

雙絞線:兩根相互絕緣的銅線併排絞合在一起,減少相鄰導線的電磁干擾

2.1 遮蔽雙絞線:stp,可減小電磁干擾

2.2 非遮蔽雙絞線:utp,成本較低,比較常見

同軸電纜:抗電磁干擾效能好,但傳輸率低,線體較粗,佈線不太方便。如:有線電視線

光纖:利用光的全反射原理,通訊容量大、距離遠、抗電磁干擾效能好、保密性好

4.1 多模光纖:反射傳輸

4.2 單模光線:直線傳輸,效能更好

非導引型傳輸介質

指無線傳輸

地波傳輸:低頻訊號,沿地球表面傳播

天波傳輸:較高頻訊號,利用電離層的反射傳播

視線傳輸:高頻訊號,點對點直線傳播,中繼傳輸

通道分類與模型

狹義通道:訊號傳輸介質

廣義通道:訊號傳輸介質和通訊系統的一些變換裝置

調製通道:訊號從調製器的輸出端到解調器的輸入端經過的部分

編碼通道:數碼訊號由編碼器輸出端傳輸到解碼器輸入端經過的部分

通道傳輸特性

恆參通道:各種有線通道和部分無線通道,傳輸特性變化小、緩慢,肉:微波視線傳播鏈路和衛星鏈路等

隨參通道:傳輸特性隨時間隨機快速變化

通道容量

通道容量是指通道無差錯傳輸資訊的平均資訊速率

連續通道容量:

1.1 理想無雜訊通道的通道容量,奈奎斯特公式:

1.2 有雜訊連續通道容量,夏農公式:

離散通道容量:

模擬基帶訊號:模擬信源發出的原始電訊號

數字基帶訊號:數字信源發出的基帶訊號(模擬基帶訊號可通過信源編碼轉換為數字基帶訊號)

基帶傳輸:直接在通道中傳送基帶訊號

數字基帶傳輸編碼

基帶傳輸碼型

ami(訊號交替反轉碼)

雙相碼(曼徹斯**,1-正到負,0-負到正)、差分雙相碼(1-起始跳變,0-起始無跳變,中間均要跳變)

公尺勒碼cmi碼

nbmb碼

nbmt碼

數字調製:利用數字基帶訊號控制載波訊號的某些特徵參量,使載波訊號的這些參量的變化反應數字基帶訊號的資訊,進而將數字基帶訊號變換為數字通帶訊號的過程

鍵控法:利用兩種不同幅值、頻率或相位分辨爾表示0或1

頻帶傳輸中的三種調製方式

二進位制數字調製:

1.1 二進位制幅移鍵控:載波訊號幅值隨基帶訊號變化

1.2 二進位制頻移鍵控:隨機帶訊號變化而選擇不同頻率載波訊號

1.3 二進位制相移鍵控:載波訊號相位隨基帶訊號變化

1.4 二進位制差分相移鍵控:基帶訊號控制相鄰碼元載波相對相位是否變化,1-相對相位改變,0-相對相位不變

多進製數字調製

正交幅值調製:qam

物理層介面的四大特徵:機械特性、電器特性、功能特性以及規程特性

物理層介面規範定義dte(資料終端裝置,如電腦或路由器等資料處理裝置)dce(資料電路端接裝置,如數據機等訊號轉換裝置)的介面特性

機械特性:通訊實體間硬體連線介面的機械特點

電器特性:在物理連線上,導線的電氣連線及有關電路特徵

功能特性:物理介面各條訊號線的用途

規程特性:通訊協議,指明利用介面傳輸位元流的全過程,以及各項用於傳輸事件發生的合法順序

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