计算机网络——物理层

Posted 2021-11-24 龍弟-idea

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了计算机网络——物理层相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

物理层基本概念

数据通信基础知识

典型的数据通信模型

数据通信相关术语

三种通讯方式

名称	英文	定义	需要信道条数
单工通信	Simplex	只有一个方向的通信而没有反方向的交互,	一条
半双工通信	half-duplex	通信的双方都可以发送或接收信息，但任何一方都不能同时发送和接收,	两条
全双工通信	duplex	通信双方可以同时发送和接受信息	两条

两种数据传输方式

传输方式	特点
串行传输	速度慢，费用低，适合远距离
并行传输	速度快，费用高，适合近距离（用于计算机内部数据传输）

码元（Symbol）

码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时(M大于2)，此时码元为M进制码元。
1码元可以携带多个比特的信息量。例如，在使用二进制编码时，只有两种不同的码元，一种代表o状态，另一种代表1状态。
波特（Baud）

用来指一秒可以传输多少个码元

速率

分为码元传输速率和信息传输速率
信息传输速率就是b/s，就是我们平常说的网速
码元可以理解为几个比特的集合，所以信息传输速率（网速）=码元传输速率x码元所带信息量（多少比特）
码元所带信息量（比特数）=log2（码元进制数）

带宽（Band Width）

用来表示最高数据速率

失真

影响失真程度的因素:1.码元传输速率﹑⒉信号传输距离3.噪声干扰﹐4.传输媒体质量

失真的一种现象――码间串扰

码间串扰:接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰界限的现象。

奈式准则

香农定理

基带信号和宽带/带通信号

编码与调制

数字数据编码为数字信号

【1】非归零编码

高1低0

编码容易实现，但没有检错功能,且无法判断一个码元的开始和结束，以至于收发双方难以保持同步。需要双方都有时钟线，来判断一个时钟周期的长短，从而确定信号是0还是1

【2】归零编码

信号电平在一个码元之内都要恢复到零的这种编码成编码方式。接收方根据跳变调整本方的时钟基准，这就为双方提供了自同步机制。由于归零需要占用一部分带宽，因此传输效率受到了一定的影响

【3】反向不归零编码
信号电平翻转表示o，信号电平不变表示1。集成了归零编码和非归零编码的优点，既能传输时钟信号，又能尽量不损失系统带宽。USB.2.0通信的编码方式就是NRZl编码。
【4】曼彻斯特编码
将一个码元分成两个相等的间隔，前一个间隔为低电平后一个间隔为高电平表示码元1;码元0则正好相反。也可以采用相反的规定。该编码的特点是在每一个码元的中间出现电平跳变，位中间的跳变既作时钟信号（可用于同步），又作数据信号，但它所占的频带宽度是原始的基带宽度的两倍。每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。以太网的编码方式就是曼彻斯特编码

【5】差分曼彻斯特编码
同1异0
常用于局域网传输，其规则是:若码元为1，则前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同，若为o，则相反。该编码的特点是，在每个码元的中间，都有一次电平的跳转，可以实现自同发，且抗干扰性强于曼彻斯特编码。