物理層
物理層的主要任務:確定與傳輸**的介面有關的一些特性:
機械特性
指明介面所用接線器的形狀與尺寸,引腳數目和排列,固定和鎖定裝置等
電器特性
指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的範圍
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
過程特性
指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序
注意:資料在計算機中多採用並行傳輸方式,在通訊線路的傳輸方式一般都是序列傳輸。
資料通訊系統可劃分為三大部分:
(1) 源系統(傳送端、傳送方)
(2) 傳輸系統(傳輸網路)
(3) 目的系統(接收端、接收方)
源系統一般包括:
(1) 源點(源站,信源):產生要傳輸的資料。
(2) 傳送器:將源點產生的傳送器編碼後傳輸到傳輸系統(調製器)
目的系統一般包括:
(1) 接收器:接收傳輸系統傳送過來的訊號,將它轉換為能夠被目的裝置處理的資訊。(解調器)
(2) 終點(目的站,信宿):從接收裝置器獲取數字位元流並進行輸出。
資料:運送訊息的實體。
訊號:是資料的電氣或電磁的表現。
訊號分類:
(1) 模擬訊號(連續訊號):代表訊息的引數的取值是連續的。
(2) 數碼訊號(離散訊號):代表訊息的引數的取值是離散的。
在使用時間域的波形表示數碼訊號是,則代表不同離散值的基本波形就稱為碼元。
通道:用來表示某乙個方向傳送資訊的**。(一條通道往往包含一條傳送通道和一條接收通道)
從通訊雙方資訊互動的方式來,有三種基本方式:
通訊方式
特點
應用
單向通訊(單工通訊)
只能有乙個方向的通訊而沒有反向的互動
廣播和電視廣播
雙向交替通訊(半雙工通訊)
通訊雙方可以傳送資訊,但不能同時傳送或接收
**雙向同時通訊(全雙工通訊)
通訊的雙方可以同時傳送和接收資訊
顯然,雙向同時通訊效率最高。
基帶訊號:來自信源的訊號。
帶通訊號:進重載波調製後的訊號。
調製分類:
(1) 基帶調製(編碼):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。
(2) 帶通調製:把基帶訊號的頻率範圍搬到較高的頻段,並轉換為模擬訊號。
常用編碼方式
(1) 不歸零制:電平代表1,負電平代表0.
(2) 歸零制:正脈衝代表1,負脈衝代表0
(3) 曼切斯特編碼:位週期中心的向上跳變代表0,為週期中心的向下跳變代表1。
(4) 差分曼切斯特編碼:在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0,位開始邊界沒有跳變代表1.。
從訊號波形來看,曼切斯特編碼產生的訊號頻率比不歸零制高。從自同步能力來看,不歸零制不能從訊號波形本身中提取訊號時鐘頻率(這叫做沒有自同步能力),而曼切斯特編碼有自同步能力。
基本的帶通調製方法:
(1) 調幅:載波的振幅隨基帶數碼訊號而變化。
(2) 調頻:載波的頻率隨基帶數碼訊號而變化。
(3) 調相:載波的初始相位隨基帶數碼訊號而變化。
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。
注意:在任何通道中,碼元傳輸的速率是有上限的,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成為不可能。
訊雜比:訊號的平均功率與雜訊的平均功率之比,常記為s/n。
訊雜比(db)= 10log10(s/n)(db)
夏農公式指出通道的極限傳輸速率c是:
c= wlog2(1+s/n)(b/s)
其中,w為通道的頻寬(hz),s為通道內訊號的平均功率,n為通道內部的高斯雜訊功率。
夏農公式表明:通道的頻寬或通道中的訊雜比越大,資訊的極限傳輸速率就越高。
傳輸**(傳輸介質或傳輸媒介):資料傳輸系統中在傳送器和接收器之間的物理通路。
(1) 導引型傳輸**:電磁波被導引沿著固體**傳播
l 雙絞線:(**系統使用最多)把兩根互相絕緣的銅導線併排放在一起,然後用規則方法絞合起來。(因為絞合可以減少對相鄰導線的電磁干擾)。從使用者**機到交換機的雙絞線稱為使用者線或使用者環線。
無論使用哪一種雙絞線,衰減都隨頻率的公升高而增大。使用更粗的導線可以降低衰減。
l 同軸電纜:由導體銅質芯線、絕緣層、網狀編織的外導體遮蔽層以及保護塑料外層所組成。
優點:具有很好的抗干擾性,被廣泛用於傳輸較高速率的資料。
l 光纜:光纖通訊就是利用光導纖維傳遞光脈衝來進行通訊。包裝層較纖芯有較低的折射率。
l 架空明線:在電線桿上架設的相互絕緣的明線。
(2) 非導引型傳輸**:指自由空間,在非導引型傳輸**中電磁波的傳輸常稱為無線傳輸。
l 短波通訊:主要靠電離層的反射。通訊質量較差,一般都是低速傳輸。
l 微波通訊:
a.地面微波接力通訊:通道容量大,傳輸質量高,投資少,見效快,易於跨越山河,但相鄰站之間必須直視,不能有障礙物
b.衛星通訊:通訊距離遠,通訊費用與距離無關通訊容量大,抗干擾性強,但具有較大的傳播時延。
l 紅外通訊、雷射通訊:用於近距離的膝上型電腦的相互傳送資料。
通道復用技術
最簡單的復用就是頻分復用和時分復用,這兩種復用方法的優點是技術比較成熟,但缺點是不夠靈活。
進行通訊時,復用器和分用器成對地使用。
(1) 頻分復用(fdm)
所有使用者在同樣的時間占用不同的頻寬資源。
(2) 時分復用(tdm)
所有使用者在不同的時間占用同樣的頻頻寬度。(更利於數碼訊號的傳輸)
(3) 統計時分復用(stdm)
是一種改進的時分復用,集中器常使用這種統計時分復用。
統計時分復用又稱為非同步時分復用,而普通的時分復用稱為同步時分復用。
(4) 波分復用(wdm)
就是光的頻分復用。在一根光纖上覆用幾十路或更多路數的光載波訊號,稱為密集波分復用(dwdm)。
光復用器又稱合波器。光分用器又稱為分波器。
(5) 碼分復用(cdm)(分碼多重進接cdma)
具有很強的抗干擾能力。
在cdma中,每乙個位元時間被劃分為m個短的間隔,稱為碼片。使用cdma的每乙個站被指派乙個唯一的m bit碼片序列。
cdma系統給每乙個站分配的碼片序列不僅各不相同還必須正交。
任何乙個碼片向量和該碼片向量的規格化內積都是1,而與該碼片反碼的向量的規格化內積值時-1.
寬頻接入技術
(1) adsl技術:用數字技術對現有的模擬**使用者線進行改造,使它能夠承載寬頻數字業務。但adsl不能保證固定的資料率。
第二代adsl改進的地方:提高了資料率,採用了無縫速率自適應技術,並改善了線路質量評測和故障定位功能。
(2) 光纖同軸混合網
是在目前覆蓋面很廣的有線電視網的基礎上開發的一種居民寬頻接入網,除可傳送電視節目外,還能提供**、資料和其它寬頻互動型業務。
(3) fttx技術
在光纖到戶(ftth)的基礎上,把光電轉換的地方,從使用者家中延伸到離使用者家門口具有一定距離的地方。
計算機網路學習筆記 物理層
物理層解決如何在連線各種計算機的傳輸 如光纖 雙絞線等 上傳輸資料位元流,而不是指具體的傳輸 物理層的主要任務描述為 確定傳輸 的介面的一些特性,即,機械特性 例如介面形狀 大小 引線數目 電氣特性 例如規定電壓範圍 5v到 5v 功能特性 例如規定 5v表示0,5v表示1 用電壓訊號代表數碼訊號 ...
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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 物理層的作用 注意 2 特性 注意 通訊系統 注意 資料是運送訊息的實體 訊號分為模擬訊號和數碼訊號 代表不同離散數值的基本波形成為碼元 乙個碼元所攜帶的資訊量是不固定的,是由調製方式和編碼方式決...
計算機網路筆記 物理層
當前用的tcp ip網路模型五層中定義了 表示層 presentation layer 會話層 session layer 物理層為資料端裝置提供傳送資料通路 傳輸資料 該層裝置負責訊號的傳輸,把電訊號 光訊號 數碼訊號進行傳輸 介質通常有 光纖 雙絞線 線 同軸電纜 有線電視線 無線電 藍芽,wi...