计算机网络学习笔记\物理层（一）

物理层·

2.1物理层的基本概念

物理层解决如何在连接连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。

物理层的主要任务为：确定传输媒体的接口的一些特性：

1、 机械特性：接口形状、大小、引线数目

2、 电气特性：规定电压范围

3、 功能特性：例如 规定-5v表示0，+5表示1

4、 过程特性：规定建立连接时，各个相关部件的工作步骤。

2.2 数据通信的基础知识

       相关术语：

       一、通信

通信的目的是传递消息。

1、 数据data：运送消息的实体。

2、 信号signal：数据的电气的或电磁的表现

a)      数字信号：取值是离散的

b)      模拟信号：取值是离散的

3、 码元code：代表不同离散数值的基本波形是码元。

二、信道

       有关信道的几个基本概念：

       信道一般表示向一个方向传送信息的媒体。平常的通信线路往往包含一条发送消息的信道和一条接收信息的信道。

1、 单向通信：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

2、 双向交替通信：通信双方可以发送信息，但不能双方同时发送。

3、 双向同时通信：通信的双方可以同时发送和接收消息。

三、基带信号和带通信号

1·、基带信号：来自信源的信号。如计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。基带信号就是发出直接表达了要传输的信息的信号，如我们说话的声音。

2、带通信号：把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段，以便在信道中传输。

（对于为什么使用带通信号的理解：基带信号是我们一开始发出的信息，承载的信息很准确，在近距离中不需要发生变化。但是在远距离传播中，基带信号就不足承担重任，需要对其进行调制，于是就用到了带通信号，帮助信号可以远距离传播。）

几种基本的调制方法：

       调幅（AM）：载波的随基带的变化而变化。当基带信号为0时，带通信号没有震动幅度，为1是，有震动幅度。

       调频（FM）：当基带为0时，震动频率稀疏，当基带为1时，震动频率密集（都是相对而言）

       调相（PM）：当基带为1时，波相相对于0的时候只有一般。

四、常用编码

1、单极性不归零

2、双极性不归零

3、单极性归零

4、双极性归零

5、曼彻斯特编码

6、差分曼彻斯特编码

       五、信道极限容量

       奈氏准则：在假定理想的条件下，为了避免码间干扰，码元传输速率有一个上限值。

       音噪比：香农用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。

       C = W log2（1+S/N）b/s

       W=信道的带宽

S=信道内所传信号的平均功率

N为信道内部的高斯噪声功率

 

香农公式表明：

       信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率越高。

       只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差别的传输。

 

（后续根据个人理解更新）