物理層考慮的是怎樣才能在連線各種計算機的傳輸**上傳輸資料位元流,而不是具體的傳輸**。
可以將物理層的主要任務描述為確定與傳輸**的介面有關的一些特性:
機械特性 指明介面所用的接線器的形狀和尺寸,引線數目和排列,固定和鎖定裝置,等等。平時常見的各種規格的接外掛程式都有嚴格的標準化的規定。
電氣特性 指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的範圍(-5v到+5v)
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。(規定-5v表示0,+5表示1)
過程特性 指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序
資料:資訊在傳輸之前需要進行編碼,編碼後的訊息就變成了資料
訊號:資料在通訊線路上傳遞需要變成電訊號或光訊號
模擬訊號——代表訊息的引數的取值是連續的
數碼訊號——代表訊息的引數的取值是離散的
碼元:在使用時間域的波形表示數碼訊號時,則代表不同離散數值的基本波形就稱為碼元
從以上可以看出乙個碼元如果承載1個二進位制位,就有2種波形,承載2個二進位制位,就有4種波形,承載3個二進位制位,就有8種波形。
數碼訊號和模擬訊號的優缺點:
模擬訊號在傳輸過程中如果出現訊號干擾發生,波形發生變形,很難糾正
數碼訊號波形失真可以進行修復
模擬訊號轉化為數碼訊號:
通道:通道(channel)是資訊傳輸的通道,即資訊進行傳輸時所經過的一條通路,通道的一端是傳送端,另一端是接收端。一條傳輸介質上可以有多條通道(多路復 用)。
單向通訊:訊號只能從乙方傳輸,任何時候都不能改變訊號的傳送方向。無線電廣播或有線電視廣播就是單工通訊,訊號只能是廣播電台傳送,收音機接收。
雙向交替通訊:
訊號可以雙向傳送,但是必須是交替進行,乙個時間只能向乙個方向傳。有些對講機就是用半雙工通訊,a端說話b端接聽,b端說話a端接聽,
不能同時說和聽。
雙向同時通訊:即訊號可以同時雙向傳送。比如我們手機打**,聽和說可以同時進行。
來自信源的訊號通常稱為基帶訊號(即基本頻帶訊號)。
調製可以分為兩大類。
(1)一類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。變化後的訊號仍然是基帶訊號,這類調製稱為基帶調製。由於這種基帶調製是把數字
訊號轉換成另一種形式的數碼訊號,因此大家更願意把這種過程稱為編碼(coding)
(2)另一類則需要使用載波(carrier)進行調製,把基帶訊號的頻率範圍搬移到較高的頻段以便在通道中傳輸,經重載波調製後的訊號稱為帶通訊號(即僅在
一段頻率範圍內能夠通過通道),而使用載波的調製稱為帶通調製。
說明:不歸0制編碼方式可能導致在傳輸過程中碼元紊亂,沒有時鐘頻率;歸0制編碼方式帶有時鐘頻率,可是會影響傳送速率,消耗了傳輸時間;
曼徹斯特編碼方式表示位週期中心的向上跳變代表0,位週期中心向下跳變的代表1;差分曼徹斯特編碼方式表示有跳變的表示0,無跳變的
表示1,在這個過程中,編碼本身有乙個內部跳變。
(1)奈氏準則--碼元的極限傳輸速率
有失真但是可以進行識別
失真大無法進行識別
在任何通道中,碼元傳輸的速率是有上限的,否則就會出現碼間串擾的問題,使接收端對碼元的判決(即識別)成為不可能。
如果通道的頻帶越寬,也就是能夠通過的訊號高頻分量越多,那麼就可以使用更高速率傳遞碼元而不出現碼間串擾。
理想低通訊道的最高碼元傳輸速率
=2wbaud
w是理想低通訊道的頻寬,單位為hz。
baud是波特,是碼元傳輸速率的單位。
使用奈氏準則給出的公式,可以根據通道的頻寬,計算出碼元的最高傳輸速率。
(2)夏農公式--通道的極限資訊傳輸速率
通道的極限資訊傳輸速率由電壓、雜訊、功率和碼元的傳輸速率影響,碼元的傳輸速率由w來影響
夏農公式(適用於模擬訊號和數碼訊號)
有雜訊的通道的極限資訊傳輸速率c:c=w log2(1+s/n) (b/s)
式中,w為通道的頻寬(以hz為單位);s為通道內所傳訊號的平均功率;n為通道內部的高斯雜訊功率
訊雜比所謂訊雜比就是訊號的平均功率和雜訊的平均功率之比,常記為s/n,並用分貝(db)作為度量單位。即:
訊雜比(db)=10log10(s/n)(db)
例如,當s/n=10時,訊雜比為10db,而當s/n=1000時,訊雜比為30db。
計算機網路之物理層
基本概念 物理層考慮怎樣在連線的各種計算機的傳輸 上傳輸機械位元流,而不是指具體的傳輸 主要是通訊原理的技術 通道的基本概念 1 資訊互動方式 單向通訊 只有一方發資訊,如 廣播,電視。雙向交替通訊 半雙工通訊 都可以發資訊,但同一時間只有一方可以傳送。雙向全雙工通訊 雙方可以同時通訊 2 通道復用...
計算機網路之物理層
物理層位於五層模型中的最底層,主要為了遮蔽掉不同通訊手段和傳輸 帶來的差異,使得上一層的 資料鏈路層 能夠直接使用物理層提供的服務,只專心考慮其本層次的所需要完成的任務。由於存在不同通訊手段 如點對點,多點連線,廣播手段等 以及不同的傳輸 雙絞線,同軸電纜,光纖等 故物理層需要制定一系列規則來使得連...
計算機網路之物理層
本章最重要的內容 1,物理層的任務 2,幾種常用的通道復用技術 3,幾種常用的寬頻接入技術,主要是adsl和fttx。1,資料通訊系統的模型 乙個資料通訊系統可劃分為三大部分,即源系統 或傳送端 傳輸系統 或傳輸網路 和目的系統 或接收端 2,通訊系統有關的基本概念 1 資料 資訊與訊號 資訊 in...