計算機網路複習 物理層

2021-10-06 17:39:03 字數 2916 閱讀 7932

為什麼需要物理層

物理層的功能

物理層不包含物理媒介,而是確定與傳輸**的介面特性

主要功能:解決計算機間位元傳輸問題,即透明地傳送位元流,關心的是點到點的問題。

透明傳輸:指不管所傳輸的資料是什麼樣的位元組合,都能夠在鏈路上傳輸。要盡可能地遮蔽掉不同傳輸**和通訊手段的差異。

乙個資料通訊系統包括三大部分: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)

通訊的目的是傳送訊息

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

三種通訊方式

基帶訊號

基帶訊號:信源發出的沒有經過調製的原始訊號(直接表達了要傳輸的資訊的訊號)。

基帶訊號往往包含有較多的低頻成分,甚至有直流成分,而許多通道並不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶訊號進行調製

編碼與調製

數字資料編碼為數碼訊號

碼元的概念

在使用時間域的波形表示數碼訊號時,代表不同離散數值的基本波形。

1碼元可以攜帶多個位元的資訊量。

當碼元的離散狀態有m個時,此時碼元稱為m進製碼元。

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干擾。

失真的原因:

通道頻寬

通道能夠通過的頻率範圍

通道的頻帶越寬,也就是能夠通過的訊號高頻分量越多,那麼就可以用更高的速率傳送碼元而不是出現碼間串擾

奈氏準則

在假定的理想低通條件(無噪音、頻寬受限)下,為了避免碼間串擾

碼元的傳輸速率的上限值 =

2w baud

(波特)

w是最通道的頻寬,單位是hz

訊雜比

雜訊存在於所有的電子裝置和通訊通道中 噪音是隨機產生的,它的瞬間值有時會很大。

因此噪音會使接收端對碼元的判決產生錯誤。

但噪音的影響是相對的。如果訊號相對較強,那麼噪音的影響就相對較小

夏農定理

傳輸介質

導引型傳輸**

遮蔽雙絞線stp:帶金屬遮蔽層

無遮蔽雙絞線utp

絞合的作用:

減少對相鄰導線的電磁干擾
多路復用技術
把多個訊號組合在一條物理通道上進行傳輸,使得多個計算機或終端裝置共享通道資源,提高通道利用率

頻分多路復用
將整個頻寬分為多份,使用者在分配到一定的頻帶後,在通訊過程中自始至終都占用這個頻帶。頻分復用的所有使用者在同樣的時間占用不同的頻寬資源

(這裡的頻寬是頻率頻寬而不是資料的傳送速率)

頻分復用技術的特點:

所有子通道傳輸的訊號以並行的方式工作

時分復用tdm

時分復用則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀,每乙個使用者在每乙個tdm幀占用固定序號的時隙;每乙個使用者所占用的時隙是週期性出現(週期即tdm幀的長度),tdm訊號也稱為等時訊號。時分復用的所有使用者是在不同的時間占用同樣的頻頻寬度。

由於計算機資料的突發性質,使用時分復用系統傳輸資料,子通道的利用率一般是不高

統計時分復用stdm

資料發往復用器,復用器按順序掃瞄。把復用器中的資料放入stdm幀中,乙個stdm幀滿了就發出。stdm不是固定分配時隙。而是按需動態分配時隙。

注:stdm幀的時隙數小於終端數,並且有站標識開銷
波分復用wdm

碼分復用cdm

分碼多重進接是碼分復用的一種方式,各使用者使用經過特殊挑選的不同碼型,因此彼此不會造成干擾。這種系統傳送的訊號有很強的抗干擾能力。

碼片序列每乙個位元時間劃分為m個短的間隔,稱為碼片。

每乙個站被指派乙個唯一的m bit碼片序列

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