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【計算機網路】物理層

物理層

模擬訊號就是連續變化的,數字訊號就是取值離散的

調製:數字轉為模擬,解調:模擬轉為數字

資料通訊系統可以分為:信源、通道、信宿

資料傳輸方式:序列、並行(多個位元,多條通道)

通訊模式:單工(只有一個方向的通訊)、半雙工(雙方都可以傳送資訊,但不能同時傳送)、全雙工

通訊方式:同步(兩端時鐘頻率相同)、非同步

通道不等同於通訊電路,一條可雙向同學的電路包含傳送和接收通道。通道傳輸的訊號有基帶訊號和頻寬訊號之分。基帶訊號是將10用不同的電壓表示,然後傳送到數字通道上。寬頻訊號是將基帶訊號調製後複用模擬訊號,然後送到模擬通道上。

在頻寬為W Hz的理想低通訊道下的最高碼元傳輸速率玩:Vm = 2W

Baud

在頻寬為W Hz的帶通訊道下的最高碼元傳輸速率玩:Vm = WBaud

Baud是波特,一個碼元攜帶n bit的資訊量,則M Baud的碼元對應的資訊傳輸速率就是M * n b/s

編碼與調製

模擬資料編碼:傳送端將數字轉為模擬,接收端反之。最基本的調製方法:

(1) 振幅鍵控(ASK):改變載波訊號的振幅來表示10

(2) 移頻鍵控(FSK):改變載波訊號的頻率來表示10

(3) 移相監控(PSK):改變載波訊號的相位值來表示10,進一步分為絕對PSK和相對PSK

數字通道編碼:基本不改變數字訊號頻率的前提下,直接傳輸數字訊號。基本的數字編碼方法:

(1) 非歸零碼:低電平表示0

,高電平表示1,缺點是無法判斷一個碼元的開始和結束

(2) 曼徹斯特編碼:每個碼元分為兩個相等的間隔,前面一個間隔為高電平而後一個為低的表示10正好相反。中間跳變,作為同步訊號

(3) 差分曼徹斯特:若碼元為1,則前半個碼元的電平與上一個碼元的後半個一樣,若為0,則相反

脈衝編碼調製(PCM),將模擬資料進行數字訊號編碼:取樣、量化、編碼。

電路交換、報文交換與分組交換

電路交換:兩個站點間有專用的通訊通路,面向連線、獨佔、傳輸效率低

分組交換:儲存轉發:無連線、基於標記(頭部標記)、僅當有分組經過時才佔用該部分鏈路

報文交換:儲存轉發,與分組交換的差別在於,報文交換的時延較長,且資料長度可變

資料報和虛電路

分組交換有兩種方式,

(1) 資料報,無連線、不可靠、每個分組獨立選擇路由,最大努力交付,擁塞時丟棄分組

(2) 虛電路,面向連線,目的地址只在建立階段使用,按序到達目的站

傳輸介質

傳輸介質分為兩大類:

(1) 導向傳輸介質,雙絞線,同軸電纜,光纖

(2) 非導向傳輸介質,無線傳輸介質,短波、微波、紅外線、可見光

物理層裝置

(1) 中繼器,訊號放大,不能連結兩個具有不同鏈路層協議的區域網

(2) 集線器,對接收到訊號再生、整型、放大,相當於一個多口中繼器