計算機網路 物理層

2021-09-22 16:42:16 字數 4069 閱讀 7123

一.物理層基本概念

物理層主要負責在物理鏈路上傳輸非結構的位元流,提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需要的機械的、電氣的、功能的和規程的特性,主要任務描述為確定與傳輸**的介面的一些特性。

主要是從機械特性電氣特性功能特性規程特性這幾個特性進行簡單的運輸

1.機械特性:指明介面所用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。

例如規定好物理連線時插頭和插座的幾何尺寸。

2.電氣特性:規定了在物理連線上導線的電氣連線及有關的電迴路的特性,一般包括接收器和傳送器電路特性的說明、表示訊號狀態的電壓/電流電平的識別、最大傳輸速率的說明,指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的範圍,以及與互連電纜相關的規則。

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。

規定了介面訊號的**、作用以及其他訊號之間的關係。

4.規程特性:指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。

規定了使用交換電路進行資料交換的控制步驟,這些控制步驟的應用使得位元流傳輸得以完成。

二.資料通訊的基礎知識

乙個資料通訊系統劃分為三大部分,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(或接收端、接收方)。

源系統:源點+傳送器。

源點(source):源點裝置產生要傳輸的資料,例如,從pc的鍵盤輸入漢字,pc產生輸出的數字位元流。源點又稱為源站,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夠在傳輸系統中進行傳輸。典型的傳送器就是數據機。

目的系統:接收器+終點

接收器:接收傳輸系統傳送過來的訊號,並把它轉換為能夠被目的裝置處理的資訊。典型的接收器就是解調器,它把來自傳輸線路上的模擬訊號進行解調,提取出在傳送端置入的訊息,還原出發端產生的數字位元流。

終點(destination):終點裝置從接收器獲取傳送來的數字位元流,然後把資訊輸出(例如把漢字在顯示屏上顯示出來)。終點又稱為目的站,或信宿。

三.傳輸系統

基本概念:

資料(date)——運送資訊的實體。

訊號(signal)——資料的電氣的或電磁的表現

模擬的(analogous)——連續變化的 模擬訊號:連續量

數字的(digital)——取值是離散數值 數碼訊號:離散量

調製——把數碼訊號轉換為模擬訊號的過程

解調——把模擬訊號轉換為數碼訊號的過程

四.有關通道的基本概念

單向通訊(單工通訊)——只能有乙個方向的通訊而沒有反方向的互動,例如聽廣播

雙向交替通訊(半雙工通訊)——通訊的雙方都可以傳送資訊,但是不能雙方同時傳送(也不能同時接收),例如使用對講機進行交流

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,例如打**

基帶訊號是將數碼訊號1或0直接用兩種不同的電壓來表示,然後送到線路上去傳輸。

寬頻訊號則是將基帶訊號進行調製後形成的頻分復用模擬訊號。

來自信源的訊號常稱為基帶訊號(即基本頻帶訊號)。像計算機輸出的代表各種文字或影象的檔案的資料訊號都屬於基帶訊號。

調製

(1)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。這個過程稱為編碼

(2)帶通調製:另一類調製則需要使用載波進行調製,把基帶訊號的頻率範圍搬移到較高的頻段,並轉換為模擬訊號,這樣就能夠更好地在模擬通道中傳輸。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)

帶通調製方法

1、 調幅(am):調整振幅,垂直調整。即載波的振幅隨基帶數碼訊號而變化。例如,0或1分別對應於無載波或有載波輸出。

2、 調頻(fm):調整頻率,水平調整。即載波的頻率隨基帶數碼訊號而變化。例如,0或1分別對應於頻率f1或f2.

3、 調相(pm):初始相位的調整,移位調整。即載波的初始相位隨基帶數碼訊號而變化。例如,0或1分別對應於相位0度或180度

碼元傳輸率

任何實際的通道都不是理想的,在傳輸訊號時會產生各種失真以及帶來多種困擾。

碼元傳輸的速率越高,或訊號傳輸的距離越遠,在通道的輸出端的波形的失真就越嚴重。

訊雜比

訊號的平均功率和雜訊的平均功率之比

通道的頻寬或通道中的訊雜比越大,則資訊的極限傳輸速率就越高

夏農公式

用資訊理論的理論推導出了頻寬受限且有高斯白雜訊干擾的通道的極限、無差錯的資訊傳輸速率。

五.

1.導引型傳輸**

導引型傳輸**包括雙絞線、同軸點纜和光纜。

1.雙絞線 模擬傳輸和數字傳輸都可以使用雙絞線,其通訊距離一般為幾到十幾公里。

2.同軸電纜:具有很好的抗干擾特性,被廣泛用於傳輸較高速率的資料

3.光纜;光纖通訊就是利用光導纖維傳遞光脈衝來進行通訊

2.非導引型傳輸**

用無線電波在自由空間的傳播就可較快地實現多種的通訊。無線傳輸所使用的頻道很廣泛

又分為短波通訊和微波通訊

3.幾種常用的通道復用技術

六.寬頻接入技術(有線寬頻接入)

1.adsl技術

非對稱數字使用者線adsl技術是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。adsl技術把0~4khz低端頻譜留給傳統的**使用,而把原來沒有被利用的高階頻譜留給上網使用。

數據機有兩個介面,較大的乙個是rj-45插口,用來和pc相連,較小的是rj-11插口,用來和**分離器相連。

adsl是借助於在使用者線兩端安裝的adsl除錯解調器(即atu-r和atu-c)對數碼訊號進行了調製,使得調製後的數碼訊號的頻譜適合在原來的使用者線上傳輸。

2.光纖同軸混合網(hfc網)

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**、資料和其他寬頻互動型業務。 這就是我們現在用的機頂盒。

3.fttx技術

光纖到戶,就是把光纖一直鋪設到使用者家庭。只有在光纖進入使用者的家門後,才把光訊號轉換為電訊號。這樣做就可以使使用者獲得最高的上網速率。

物理層是構建網路的基礎,是整個網路結構的最底層。清楚地了解它非常重要。

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