计算机网络原理梳理丨物理层
目录
- 数据通信基础
- 物理介质
- 信道与信道容量
- 基带传输
- 频带传输
- 物理层接口规程
数据通信基础
关键词概念解析
消息：人类能够感知的描述 信息：对事物的存在状态或存在方式的不确定性表述，可度量 通信：本质是在一点精确或近似地再生另一点的信息 通信系统：能够实现通信功能的各种技术、设备和方法的总体 信号：通信系统中，在传输通道中传播的信息的载体 数据：对客观事物的性质状态以及相互关系等进行记载的符号及其组合 信道：信道是以传输介质为基础的信号通道
数据通信系统模型
信源、发送设备、 信道、 接收设备、 信宿、 噪声源
数据通信系统模型
模拟通信：信号的因变量是连续的
数字通信：信号的因变量是离散的
数据通信方式
- 单向通讯（单工，如广播收音机）、双向交替通信（半双工）和双向同时通信（全双工）
- 并行通信、串行通信
- 异步通信、同步通信
数据通信系统的功能
- 信道利用
- 接口及信号产生
- 同步
- 差错检测与纠正
- 寻址与路由
- 网络管理
- 安全保障
物理介质
导引型传输介质
指有物理线的线路
- 架空明线：指平行且相互分离或绝缘的空裸线线路，通畅采用铜线或铝线等金属导线
- 双绞线：两根相互绝缘的铜线并排绞合在一起，减少相邻导线的电磁干扰 2.1 屏蔽双绞线：STP，可减小电磁干扰 2.2 非屏蔽双绞线：UTP，成本较低，比较常见
- 同轴电缆：抗电磁干扰性能好，但传输率低，线体较粗，布线不太方便。如：有线电视线
- 光纤：利用光的全反射原理，通信容量大、距离远、抗电磁干扰性能好、保密性好 4.1 多模光纤：反射传输 4.2 单模光线：直线传输，性能更好
非导引型传输介质
指无线传输
- 地波传输：低频信号，沿地球表面传播
- 天波传输：较高频信号，利用电离层的反射传播
- 视线传输：高频信号，点对点直线传播，中继传输
信道与信道容量
信道分类与模型
狭义信道：信号传输介质 广义信道：信号传输介质和通信系统的一些变换装置
- 调制信道：信号从调制器的输出端到解调器的输入端经过的部分
- 编码信道：数字信号由编码器输出端传输到译码器输入端经过的部分
信道传输特性
- 恒参信道：各种有线信道和部分无线信道，传输特性变化小、缓慢，肉：微波视线传播链路和卫星链路等
- 随参信道：传输特性随时间随机快速变化
信道容量
信道容量是指信道无差错传输信息的平均信息速率
- 连续信道容量： 1.1 理想无噪声信道的信道容量，奈奎斯特公式：
1.2 有噪声连续信道容量，香农公式：
- 离散信道容量：
基带传输
模拟基带信号：模拟信源发出的原始电信号 数字基带信号：数字信源发出的基带信号（模拟基带信号可通过信源编码转换为数字基带信号） 基带传输：直接在信道中传送基带信号
数字基带传输编码
基带传输码型
- AMI（信号交替反转码）
- 双相码（曼彻斯特码，1-正到负，0-负到正）、差分双相码（1-起始跳变，0-起始无跳变，中间均要跳变）
- 米勒码
- CMI码
- nBmB码
- nBmT码
频带传输
- 数字调制：利用数字基带信号控制载波信号的某些特征参量，使载波信号的这些参量的变化反应数字基带信号的信息，进而将数字基带信号变换为数字通带信号的过程
- 键控法：利用两种不同幅值、频率或相位分辨尔表示0或1
频带传输中的三种调制方式
- 二进制数字调制： 1.1 二进制幅移键控：载波信号幅值随基带信号变化
1.2 二进制频移键控：随机带信号变化而选择不同频率载波信号
1.3 二进制相移键控：载波信号相位随基带信号变化
1.4 二进制差分相移键控：基带信号控制相邻码元载波相对相位是否变化，1-相对相位改变，0-相对相位不变
- 多进制数字调制
- 正交幅值调制：QAM
物理层接口规程
物理层接口的四大特征：机械特性、电器特性、功能特性以及规程特性
物理层接口规范定义DTE（数据终端设备，如电脑或路由器等数据处理设备）和DCE（数据电路端接设备，如调制解调器等信号转换设备）的接口特性
机械特性：通信实体间硬件连接接口的机械特点 电器特性：在物理连接上，导线的电气连接及有关电路特征 功能特性：物理接口各条信号线的用途 规程特性：通信协议，指明利用接口传输比特流的全过程，以及各项用于传输事件发生的合法顺序
本篇到此完结，更多 计算机网络知识 全面 and 系统的梳理中，持续更新~
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