【《计算机网络(第七版)》学习笔记】二、 物理层

第二章

2.1 物理层的基本概念

物理层的主要任务

确定与传输媒体的接口有关的一些特性

  • 机械特性
  • 电气特性
  • 功能特性
  • 过程特性

2.2 数据通信的基础知识

2.2.1数据通信系统的模型

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信号的分类
  • 模拟信号:代表消息的参数的取值是连续的。
  • 数字信号:代表消息的参数的取值是离散的。

2.2.2有关信道的几个基本概念

双方信息交互的方式
  • 单工通信
  • 双半工通信
  • 全双工通信
调制
  • 基带调制:数字信号->数字信号
  • 带宽调制:数字信号->模拟信号
常用编码方式
  • 不归零制
  • 归零制
  • 曼切斯特编码(常用)
  • 差分曼切斯特编码

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2.2.3信道的极限容量

奈氏准则(理想条件下)

在任何信道中,在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,否则就会出现码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。

  • 理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W (波特)
  • 想带通信道的最高码元传输速率 = W (波特)
香农公式(带宽受限、高斯白噪声)
  • 信道的极限信息传输速率 C 可表达为
    C = W log2(1+S/N) (b/s)
    W 为信道的带宽(以 Hz 为单位)
    S 为信道内所传信号的平均功率
    N 为信道内部的高斯噪声功率

  • 信噪比=10 log10 (S/N) (dB)

提高信息传输速率的方法:
  • 提高信道带宽
  • 提高信噪比
  • 提高每个码元携带的信息量

2.3 物理层下面的传输媒体

2.3.1导引型传输媒体

  • 双绞线
  • 同轴电缆
  • 光缆

2.3.2非导引型传输媒体

  • 无线传输
  • 短波通信
  • 无线电微波

2.4 信道复用技术

  • 频分复用:所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源
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  • 时分复用:将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。每一个时分复用的用户在每一个 TDM帧中占用固定序号的时隙。
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  • 统计时分复用
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  • 波分复用:光的频分复用
  • 码分复用:各用户使用经过特殊挑选的不同码型(重点)
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2.5 数字传输系统