第3章 物理层_数据通信基础

Posted 2020-09-19 浅墨浓香

1. 物理层的特性

（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定的锁定装置等。

（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。如-10V～+10V之间

（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

（4）过程特性：定义了在信号线上进行二进制比特流传输的一组操作过程，包括信号线的工作顺序和时序，使得比特流传输得以完成。

2. 数据通信基础

2.1 数据通信模型

（1）局域网通信模型：使用集线器或交换机组成的局域网。

 

（2）广域网通信模型：为了对计算机传输的数字信号进行长距离运输，需要把数字信号转换成模拟信号或光信号。

 

2.2 模拟信号和数字信号

（1）模拟信号（连续信号）：指用连续变化的物理量表达的信息。如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等。

　　①它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。

　　②模拟信号在传输过程中如果出现信号干扰波形会发生变形，很难纠正。

 

（2）数字信号（离散信号）：代表信息的参数的取值是离散的。

　　①在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为（二进制）码元。

　　②一个码元可以用表示一个或多个二进制位数。当一个码元承载越多位的二进制数时，即表示其能承载更多的信息。

 

　　③数字信号在传输过程中由于信道本身的特性及噪声干扰会使数字信号产生失真和信号衰减，为了消除这种情况，可以每隔一定距离添加“再生中继器”来恢复波形。而模拟信号没有办法消除噪声干扰造成的波形失真。

 

（3）模拟信号转换成数字信号：模拟信号通过脉码调制（Pulse Code Modulation, PCM）方法量化为数字信号。

　　①模拟信号可经过采样、量化、编码并转化为数字信号。下图采用3位编码，将模拟信号化为8个量级。

　　②采样精度（如以下为8个量级）和采样频率（每秒进行多少次采样）越高，数字信号就能更精确地表示模拟信号，但编码后会产生更多的二进制数字。