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OSI模型中物理層的通訊形式總結(一)

一、主機之間的資訊的互動方式

1. 單向通訊(單工通訊) 即只能有一個方向的通訊而沒有反方向的互動。無線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬於這種型別。

2.雙向交替通訊(半雙工通訊) 即通訊的雙方都可以傳送資訊,但不能同時傳送(也不能同時接收)。這種通訊方式是一方傳送另一方接收,過一段時間後再反過來。(電影裡面的對講機,A:bra,bra,bra…B:收到收到)

3. 雙向同時通訊(全雙工通訊) 即通訊的雙方可以同時傳送和接收資訊。(現代的打電話)


二、物理層中的資料格式

模擬資料

模擬資料是連續變化的。例如,當我們說話時,聲音大小是連續變化的,因此運送話音資訊的聲波就是模擬資料,電話線上的話音訊號是模擬訊號。(正弦波,餘弦波)

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數字資料

數字資料 數字資料的取值僅允許為有限的幾個離散數值(例如0、1)。例如,計算機上的網絡卡傳送的0100110形式的資料是數字資料, 其對應的在電纜上傳遞的訊號是數字訊號。

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三、傳播時的訊號型別

基帶數字訊號:就是將數字訊號1或0直接用只包含兩種(或較少的幾種)不同電壓的波形來表示,然後送到線路上去傳輸。波形中只包含兩種或幾種不同的離散電壓值,而不是連續值。

寬頻數字訊號:則是將數字訊號進行調製後形成的頻分複用模擬訊號。數字訊號進行調製後,其頻譜搬移到較高的頻率處。通常用正弦波作為載波來傳送寬頻訊號。

四、通道型別

模擬通道:主要用於傳送模擬訊號

數字通道:主要用於傳送數字訊號

(注意,數字訊號在經過數模變換後就可以在模擬通道上傳送,而模擬訊號在經過模數變換後也可在數字通道上傳送。)
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該圖的編碼器+調製器就是我們現在光貓了(調變解調器,modem)


四、物理層下的傳輸媒體

導向傳輸媒體:雙絞線,同軸電纜,光纜

非導向傳輸媒體:無線電、微波、紅外線以及可見光。(時延高=傳播時延+傳送時延+重發時延)


雙絞線(網線)

(1)STP(Shielded Twisted Pair),遮蔽雙絞線(2)UTP(Unshielded Twisted Pair),無遮蔽雙絞線。雙絞線過去主要是用來傳輸模擬訊號的,但現在同樣適用於數字訊號的傳輸。

同軸電纜:

(1)50 ohm同軸電纜,基帶同軸電纜(直接傳輸0、1訊號,要求通頻帶較寬),僅僅用於數字傳輸。關於它的編碼方式:

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a. 曼徹斯特(Manchester)編碼的編碼方法:把每一個碼元分成兩個相等的間隔。碼元1:前高後低。碼元0:前低後高。好處:提取位同步訊號。缺點:頻頻寬度比原始的基帶訊號增加了一倍(跳變增加了一倍)。

b. 差分曼徹斯特編碼的編碼規則:碼元1:則其前半個碼元與上一碼元的後半個電平一樣;碼元0:則其前半個碼元的電平與上一碼元的後半個電平相反,碼元中間電平轉換。優點:不用擔心電壓搞反。

(2)75 ohm同軸電纜,寬帶同軸電纜,用於模擬傳輸系統。頻寬:Bandwidth, 多義詞,有如下的意思:通道適合於資料資訊通過的頻帶範圍(頻頻寬度);通道的資料傳輸速率。而寬頻:broadband,頻寬超過一個標準話路(4kHz)的頻分複用系統都可稱為是“寬頻”。寬頻系統:在計算機通訊中, “寬頻系統”是指採用了頻分複用和模擬傳輸技術的同軸電纜網路。


總結:同軸電纜的優點:可以在相對長的無中繼器的線路上支援高頻寬通訊。缺點:一是體積大,要佔用電纜管道的大量空間;二是不能承受纏結、壓力和嚴重的彎曲,這些都會損壞電纜結構,阻止訊號的傳輸;最後就是成本高,而所有這些缺點正是雙絞線能克服的。因此在現在的區域網環境中,基本已被基於雙絞線的乙太網物理層規範所取代。


光纜

光纜的纖芯直徑:幾個微米到100微米。分為多模光纖:全反射, 0.85 um波段,衰減較大,傳統的多模光纖網路常使用的發光二極體(LED)做光源。

單模光纖:直徑減小到光的波長, 像波導那樣, 一直向前直線傳播。衰耗較小,在2.5Gb/s的高速率下可傳輸數十公里而不必採用中繼器。單模光纖只能使用鐳射器(LD)作光源 ,其成本比多模光纖使用的發光二極體(LED)高很多。