物理层
物理层特性
- 物理层主要是为了确定与传输媒介接口有关的一些特性
- 物理特性
- 规格
- 接口形状
- 引线数目
- 引脚数目
- 排列情况
- 电气特性
- 电压范围
- 阻抗匹配
- 传输速率
- 距离限制
- 功能特性
- 某一电压代表何种意义
- 接口部件信号线用途
- 规程特性
- 各个物理线路的规程与时序关系
通信基础
- 数据：发送信号的实体，有意义的符号序列
- 信号：数据传输中的存在形式
- 数字信号：离散的
- 模拟信号：连续的
三种通信方式
- 双工：一条信道
- 半双工：两条信道
- 双工 ：两条信道
两种传输方式
- 串行
- 一条信道
- 远
- 便宜
- 并行
- n条信道
- 近
- 贵
两种同步方式
- 同步
- 一个数据块
- 通过加同步字符的方式实现
- 异步
- 以分组的形式
- 加字符起始位，字符终止位
通信指标
- 码元
- 对于n进制码元带有log₂n bit
- 速率
- 码元速率
- 单位Baud，指1s内传输的码元个数。与进制数无关，只与码元长度有关。
- 信息传输速率
- 单位b/s，指1s内传输的比特的个数。如果一码带有nbit，码速m，则速率m*n
- 带宽
- 模拟信号中：值高频与低频的差（HZ）
- 数字信号中：点到点最高数据率/单位时间通过的链路数
信号调制
- 基带信号：来自信源的信号（直接），是一种数字信号。
- 宽带信号：基带信号经过调制以后的信号，是一种模拟信号。
PCM编码器
- 实现从模拟信号到数字信号的调制
- 抽样（连续→离散） 抽样频率≥2*信号频率
- 量化（分级统一）
- 编码（将量化结果→二进制编码）
数据发送器
- 非归零编码：1表示高电位，0表示低电位
- 难于同步
- 曼彻斯特编码：1表示先高后低，0表示先低后高
- 速率只有1/2
- 查分曼彻斯特编码：碰到0就将当前电位反，1就保持不变
- 归零编码：碰到0电压直接归0，碰到1先高后低
- 反向不归零编码：碰到0将当前电压反转
- 4B/5B编码 ：5比特编制4比特内容
两个重要极限
奈氏准则
- 极限码率=2*W（Baud）
- W表示信道带宽
- 极限速率=2*W*log₂ V（b/s）
香农定律
- 信噪比=S/N；dB=10log₂ （1+S/N）
- 实际速率=W*log₂ （1+S/N）（b/s）
数据交换方式
- 电路交换：建立连接、通信、释放连接
- 时延小
- 无失序
- 实时性强
- 建立连接时间长
- 线路独占
- 灵活性差
- 无数据存储功能
- 报文交换：基于存储转发方式；每个节点收下报文，暂存并检查差错，当电路空闲时，进行路由选择并传输给下一节点
- 无需建立连接
- 动态分配线路
- 提高线路可靠性
- 实时性差
- 只能用于数字信号
- 传送时延大
- 分组交换：报文切分成分组，长度固定为128B，转发方式同报文，在目的节点处按序组装
- 简化存储管理
- 加快传输
- 提高可靠性
- 交换机要求高
- 降低了通信效率
- 失序问题
- 数据报：为网路提供无连接服务
- 虚电路：类似电路交换，为网络层提供连接服务
传输媒介
- 导向
- 双绞线
- UTP
- STP
- 同轴电缆
- 基带同轴电缆
- 宽带同轴电缆
- 光纤
- 单模
- 多模
- 非导向
- 无线电波
- 微波
- 地面微波接力
- 卫星通信
- 红外光、激光
物理设备
- 中继器：再生与还原数字信号（双口、定向）
- 集线器：多口中继器，再生与放大数字信号（多口、非定向）
