1.物理层基本概念
物理层协议又被称为规程物理层协议数据单元==>==比特流==特性(了解):
(1)机械特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。(2)电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。(3)功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。(4)过程特性:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
数据在计算机内部采用并行传输,在通信线路(传输媒体)采用串行传输
2.数据通信的基础知识1.通信模型:
==源系统—>传输系统—>目的系统==
数字信号( ):(离散)
码元:在使用时间域(或简称为时域)的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形就称为码元。在使用二进制编码时,只有两种不同的码元,一种代表0状态而另一种代表1状态。
2.信道
(1)单向通信(单工通信):只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。(2)双向交替通信(半双工通信):通信的双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收,过一段时间后可以再反过来。(3)双向同时通信(全双工通信):通信的双方可以同时发送和接收信息。
(1)、常用编码方式:
不归零制:正电平代表1,负电平代表0。
归零制:正脉冲代表1,负脉冲代表0。
曼彻斯特编码;位周期中心的向上跳变代表0,位周期中心的向下跳变代表1。也可反过来定义。
差分曼彻斯特编码:在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变表0,位开始边界没有跳变表1。
(2)、基本的带通调制方法
调幅(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于无载波或有载波输出。
调频(FM):载波的频率随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于频率f1或f2。
调相(PM):载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于相位0度或180度。
3.信道的极限容量
==信噪比==:信号的平均功率和噪声的平均功率之比,记为S/N单位为分贝时:
==奈氏准则==:在理想低通(无噪声,带宽受限)条件下,为了避免码间串扰,极限码元传输速率为2W Baud。
<pre class="prism-token token language-javascript"> 公式:理想低通信道下的极限数据传输率=2W(b/s)
</pre>
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W为信道带宽(Hz)。
==香农公式==:信道的极限信息传输速率
==双绞线==:广泛用于局域网内
<pre class="prism-token token language-javascript">`> 屏蔽双绞线STP(Shielded Twisted Pair)
> 无屏蔽双绞线UTP(Unshielded Twisted Pair)`</pre>
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==同轴电缆==:主要用在有线电视网的居民小区==光缆(光纤)==:远距离传输
<pre class="prism-token token language-javascript">`(1)传输损耗小,中继距离长,对远距离传输特别经济。
(2)抗雷电和电磁干扰性能好。
(3)无串音干扰,保密性好,不易被窃听或截取数据。
(4)体积小,重量轻。`</pre>
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2.非导引型传输媒体(无线)
移动通信
4.信道复用技术1.频分复用、时分复用和统计时分复用
复用器和分用器:=>
==频分复用==FDM( )最简单计算机网络信道利用率,如下图(a)用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)。
==时分复用==TDM(Time )是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧)。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。如下图(b)。
【—>】但时分复用面临着信道资源浪费的问题:
于是就有了现在的==统计时分复用==STDM( TDM)是一种改进的时分复用,它能明显地提高信道的利用率。如下图的动态分配时隙,每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存,然后集中器按顺序依次扫描输入缓存计算机网络信道利用率 计算机网络(谢希仁第八版)第二章:物理层,把缓存中的输入数据放入STDM帧中。对没有数据的缓存就跳过去。当一个帧的数据放满了,就发送出去。
此TDM帧和STDM帧是在物理层传送的比特流中所划分的帧非数据链路层的“帧” 2.波分复用和码分复用==波分复用==WDM( )就是光的频分复用,即使用一根光纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号。随着技术发展,一根光纤上复用的光载波信号的路数越来越多,就出现了密集波分复用DWDM(Dense )
==码分复用==CDM(Code ),实际上,人们更常用的名词是CDMA(Code )两个不同站的码片序列正交,就是向量S和T的规格化内积(inner )都是==0==,向量S和各站码片反码的向量的内积也是==0==:
任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是==1==:
码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是–1。从上式可以看出,因为求和的各项都变成了–1。==>当两个码片向量内积的结果= -1,发送0= 0,不发送= 1计算机网络信道利用率, 发送1
5.数字传输系统
pass
6.宽带接入技术1.ADSL技术
非对称数字用户线ADSL( Line)
2.光纤同轴混合网(HFC网)3.FTTx技术
光纤到户FTTH(Fiber To The Home)多种宽带光纤接入方式,称为FTTx,表示Fiber ToThe…。这里字母x可代表不同的光纤接入地点。
====================================本书索引