计算机网络-chapter2-物理层

/******************************概要*******************************/

物理层要掌握的内容:

　　物理层任务

　　几种信道复用技术

　　几种宽带接入技术---第一章中把用户接入互联网的接入网技术.

　　

/*************************************物理层基本概念*****************************/

物理层研究的是怎样在信道中传输bit流.  而非通信线路本身.物理层的任务就是屏蔽掉线路本身,从理论上实现数据的传输规则的定义.

物理层主要是为了确定线路接口的特性的:

　　机械特性

　　电气特性

　　功能特性

　　过程特性

计算机内部使用并行传输,而在通信信道上使用串行传输.

 

/***********************************通信基础**************************************/

对于两台计算机而言,a发送消息给b     则a发送的并行数据先通过调制器调制成模拟信号,再通过电路发送个b端口的解调器进行解调,最终送给b计算机进行处理.

以上就是通信的全部内容!

对消息的发送通常要进行处理,处理之后才能发送出去.  一般即将要发送的消息叫"基带信号",它经过调制器调制后就能在电路上传送了.

具体的调制方法是:

　　1.基带调制(编码).     即把原来的数字信号转换为另一种数字信号.也叫做编码!   具体的有:归零,不归零,曼彻斯特,差分曼彻斯特等.

　　2.带通调制(载波).    即把基带信号调制为一个特定的频率范围的模拟信号.   具体的有:调幅度,调频率,调相位等.

关于信道的知识:

　　信道是具有方向性的信息传送的媒介,跟电路不同. 是一种抽象的概念.

　　两个端的通信分三类:

　　　　单向通信.  只能单一方向进行通信

　　　　双向交替通信.  双方交替给对方发送消息

　　　　全双工通信. 双方可以在接受消息同时也发送消息.

信道容量:

　　数字信号从发送端经过电路传送到接收端是会产生信号损耗的,不过只要接收端的解调器能正确识别发送过来的信号,这显然在我们的忍受范围之内的.

　　但是如果码元在信道中速率的过快,传输距离过远,传输媒体质量差的话接收端就不能正确识别码元了.   所以在后两项没法改变的情况下,得出,码元的速率有上限!

　　一般限制码元速率的因素有两个:

　　　　信道能通过的频率范围.    超过这个范围的信号是传输不出去的.  所以就有了上限了.

　　　　信噪比.  信号有时会受到噪音的干扰,导致接收端识别错误.  如果信噪比高,就意味着信号不容易被干扰;反之,则容易被干扰.

　　　　　　信噪比公式:10*log(S/N)  (dB)..............以10为底

　　香农公式:香农公式给出了信道极限传输速率C. 即: C=Wlog(1+S/N)  bps..........log以2为底....W是带宽 

/**********************************传输媒体*************************/

物理层的传输媒体分为两类:

　　导引型传输媒体

　　非导引型船速媒体

区分这两类的依据是:有无真实的媒介作为消息传输的载体.

　　其实总有这样的误解,总认为传输数据只能通过在端之间先建立实实在在的物理连线,这样是不对的,否则的话微波通信,短波通信等怎么实现的,无线联网又是怎么实现的呢?

下面记录常用的几种传输媒介:

　　导引型:

　　　　双绞线.   即两根线绝缘后相互绞合.   绞合之后可以再加一层屏蔽层.经常使用!

　　　　同轴电缆.  就是铜质芯线.也可以在外围加一层屏蔽层.  一般用于有线电视的信号传输.

　　　　光缆. 就是光导纤维.由石英玻璃拉成的.   

　　非导引型:

　　　　短波. 主要靠电离层的反射通信.  注意:短波很容易搜到干扰,且速率不大.

　　　　无线电微波.  靠直线传播传输消息.  应用主要有"地面微波接力通信",,"卫星通信"等.  注意:卫星通信有较大的传播时延.

从上面可以看出,物理层的通信媒介是多种多样的!  正是基于此,才有了诸如不插网线的无线网等等.手机拨号通信,语音聊天,视频通话,在线观看等等.

 

/*********************************************信道复用技术***********************************/

信道如若只给一个用户使用的话,使用率一般是较低的,特别是一些较为重要的信道,要考虑到它能达到一定效率.

所以,就需要多份数据共享同一个信道来提高效率.

一共有以下几种复用技术:

　　频分复用.  即多个用户所分到的频带是互不相同的,这样接收端就可以根据事先规定的,在特定频带获取它所需要的信息.

　　时分复用.  即多用户在不同时间分享整个信道的整个频带宽度.

　　波分复用.  即光的频分复用.

　　码分复用:

　　　　其实这里跟对称密钥密码体制差不多(从效果上),接收方获取发送方的密钥就能解码.即凡是获悉发送方的密钥的都能进行解码.

　　　　码分复用也是如此.

　　　　难以理解的地方是如何进行多用户的明文的复用在一块?   这看起来简单,但里面牵涉到很多的数学知识

 

/*************************************宽带接入技术*******************************/

常见的宽带接入技术有: ADSL,即非对称数字用户技术,就是对传统的电话线进行"复用".

传统电话线其实有很大一部分的带宽没用到,这样就可以用以上网.

具体就是需要在电话线两端有电话分离器以分离高频的上网信号与低频的通话信号,分离的低频接到电话上,高频的信号接到调制解调器上! 经过解调后就能用于上网设备的连接了.

以上是宽带接入技术中最常用的电话线接入网的重点内容哟,