計算機網路 物理層

2021-06-09 04:31:10 字數 2605 閱讀 6826

一,物理層的作用:遮蔽掉各種傳輸**的區別。

物理層的主要任務是描述為確定與傳輸**有關的一些特性:

(1)      機械特性:指明介面所用接線器的形狀和尺寸,引腳數目和排列,固定和鎖定裝置等。

(2)      電氣特性:指明介面電纜的各條線上出現的電壓的範圍

(3)      功能特性:指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。

(4)      過程特性:指明對於不同功能的各種可能事件出現的順序。

二,資料通訊的基礎知識

1,  資料通訊系統的模型:

乙個資料通訊系統分為三大部分,即源系統(或傳送端,傳送方),傳輸系統(或傳輸網路)和目的系統(接收端或接收方)。

源點:源點裝置產生要傳輸的資料,也稱源站或信源

傳送器:通常源點生成的數字位元流要通過傳送器編碼後才能在傳輸系統中傳輸,典型的傳送器就是調製器。

接收器:接收傳輸系統發來的訊號,把它轉換成能夠被目的系統處理的資訊。典型的接收器就是解調器。

終點:終點裝置從接收器中獲取傳送來的數字位元流,然後把資訊輸出。又稱目的站或信宿。

2,  資訊系統的一些專用術語

通訊的目的是傳送訊息,資料是運送訊息的實體,訊號是資料的電氣或電磁的表現。

模擬訊號(連續訊號)-------表示訊息的引數的取值是連續的。

數碼訊號(離散訊號)-------表示訊息的引數的取值是離散的。

碼元:代表不同離散數值的基本波形

3,  有關通道的幾個概念

通道:用來表示向某乙個方向傳遞資訊的**。

通訊方式:

(1),單向通訊(單工通訊):只能有乙個方向的通訊,沒有反方向的互動。

(2),雙向交替通訊(半雙工通訊):通訊的雙方都可以傳送和接收訊息,但不能同時傳送和接收。

(3),雙向同時通訊(全雙工通訊):通訊的雙方可以同時接收和傳送訊息。

基帶訊號:來自信源的訊號稱為基帶訊號

基帶調製:僅僅對基帶訊號的波形進行變換,使它能夠與通道特性相適應,變換後的訊號仍然是基帶訊號。

帶通訊號:使用載波進行調製,把基帶訊號的頻率搬移到較高的頻段以便在通道中傳輸,經重載波調製的訊號稱為帶通訊號。

帶通調製:使用載波調製的方法稱為帶通調製

4, 基本的調製方法:

(1),調幅am:即載波的振幅隨基帶數碼訊號而變化

(2),調頻fm:載波的頻率隨基帶數碼訊號而變化。

(3),調相pm:載波的初始相位隨基帶數碼訊號而變化。

5,通道的極限容量

數字通訊的優點:在接收端只要我們能從失真的波形中還原出原來的訊號,那麼這種失真對通訊就沒有影響。

限制碼元在通道上的傳輸速率的因素有兩個:

(1),通道能夠通過的頻率範圍

碼間串擾:在接收端收到的訊號波形失去了碼元之間的清晰界限

在任何通道中,碼元的傳輸速率是有上限的,傳輸速率超過此上限就會出現嚴重的碼間串擾的問題,使接收端對碼元的判決(即識別)稱為不可能。

(2),訊雜比

訊雜比:訊號的平均功率和雜訊的平均功率的比值,記為s/n,用分貝做單位

訊雜比(db)= 10log10(s/n)(db)

夏農公式:通道的極限資訊傳輸速率c=wlog2(1+s/n);w為頻寬。

夏農公式指出:通道的頻寬或者通道的訊雜比越大,資訊的傳輸速率就越高。

三,物理層下面的傳輸**

傳輸**:在資料傳輸系統中在傳送器和接收器中間傳輸資料的物理通路。

分類:導向傳輸**(如光纖)和非導向傳輸**(無線網)

1,導向傳輸**

(1),雙絞線:把兩根互相絕緣的銅導線併排放在一起,然後按照規則的方法絞合起來就構成了雙絞線。絞合可以減少對相鄰導線的電磁干擾。

無論哪種型別的線,衰減都隨著頻率的公升高而增大。使用更粗的導線可以降低衰減,但卻增加了導線的**和重量。

(2),同軸電纜:由內導體銅質芯線(單股實心線或多股絞合線),絕緣層,網狀編織的外導體遮蔽層,以及保護塑料外層組成。具有很好的抗干擾特性,廣泛用於傳輸較高速率的資料。

(3),光纜:由非常透明的石英玻璃拉成細絲,主要由纖芯和包層構成雙層通訊圓柱體。

單模光纖:光纖的直徑小到光的乙個波長,則光纖就像波導一樣,可以使光一直向前傳播,而沒有反射。

多模光纖:在一條纖芯中可以存在許多條從不同角度入射的光線,在一條光纖中傳播。

2,  非導向傳播**

微波通訊的兩種方式:地面微波接力通訊和衛星通訊。

四,通道復用技術

1,  頻分復用:使用者在分配到一定的頻帶後,在通訊過程中始終占用這個頻帶,頻分復用的使用者在同樣的時間占用不同的寬頻資源。

2,  時分復用:將時間劃分為一段段等長的時分復用幀,每乙個時分復用的使用者在不用的時間占用同樣的頻頻寬度。

復用器和分用器成對的使用。

3,  統計時分復用又稱非同步時分復用。對使用者的資料進行統計,在一定量之後進行傳送。

4,  頻分復用和時分復用示意圖

5,  波分復用----光的頻分復用

6,  碼分復用(分碼多重進接):每乙個使用者可以再同樣的時間使用同樣的頻帶進行通訊,由於各使用者使用經過特殊挑選的不同碼型,因此各使用者之間不會造成干擾。

7,  擴充套件知識

xdsl技術就是用數字技術對現有的模擬**網使用者線進行改造,使它能夠承載寬頻業務。

極限傳輸距離與資料率以及使用者線的線徑有很大的關係。線越粗,距離越長。

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