物理層 (二)

終于騰出一點時間,來看看計算機網(wǎng)絡(luò)的物理層。物理層考慮的是怎牙膏才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)比特流,而不是具體的傳輸媒體。物理層定義了一些傳輸介質(zhì)具有的特性,比如機械特性、電氣特性、功能特性和過程特性。這部分章節(jié)自己作為一個知識性的了解來進行學(xué)習(xí)。

一、數(shù)據(jù)通信的基本知識

  1. 數(shù)據(jù)通信的模型,是信息從信源(源點、發(fā)送器)通過傳輸系統(tǒng)傳達到信宿(接收器,終點)。
  2. 信號分為模擬信號和數(shù)字信號,模擬信號是連續(xù)的,數(shù)字信號是離散的,遠距離傳遞時由于衰減的作用數(shù)字信號保真性要強于模擬信號。
  3. 信道是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體,一般有三種形式:單工通信(單向通信信道)、半雙工通信(雙向交替通信,可以實現(xiàn)雙向通信,但是不能同時進行)和全雙工通信。
  4. 之所以我們會需要調(diào)制解調(diào)器,是因為信源發(fā)出的基帶信號往往包含有較多的低頻成分,甚至有直流成分,而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量,為了解決這一問題,才需要調(diào)制:調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)相。
  5. 碼元傳輸速率:對于數(shù)字信號的波形形式來說,每個波形稱為一個碼元。一般來說,碼元的傳輸速率越高,信號傳輸?shù)木嚯x越遠,噪聲干擾越到,傳輸媒體質(zhì)量越差,則接收端的波形的失真就越嚴(yán)重。為了避免碼間串?dāng)_,Nyquist在1924年推導(dǎo)出了著名的奈式準(zhǔn)則,其最重要的結(jié)論就是在任何信道中,碼元傳輸?shù)乃俾适怯缮舷薜?,傳輸速率超過此上限,就會出現(xiàn)嚴(yán)重的碼間串?dāng)_問題,是接收端對碼元的識別稱為不可能。
  6. 信道的極限傳輸速率:香農(nóng)給出的計算公式,信道的極限傳輸速率C=W log2(1 + S/N),其中W是信道的帶寬,S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率,N為信道內(nèi)部的搞死噪聲功率,該公式表明,信噪比越大,信息的極限傳輸速率越高。當(dāng)W和信噪比達到一定值時,如果想再給提高信息傳輸率,就只有設(shè)計編碼,比如分別表示1010的不同組合,從而實現(xiàn)信息傳輸速率的增加,記住,數(shù)據(jù)只是信息傳遞的載體。

二、雜七雜八

  1. 傳輸介質(zhì)可以分為導(dǎo)向和非導(dǎo)向,無線即為非導(dǎo)向。
  2. 信道復(fù)用技術(shù)可以分為頻分復(fù)用,時分復(fù)用和統(tǒng)計時分復(fù)用,頻分復(fù)用是不用的用戶通信占用信道的不同帶寬(頻率),時分復(fù)用則是不同的用戶占用信道的不用時間,統(tǒng)計時分復(fù)用則是針對時分復(fù)用的低效率的改進。

    對于光線有波分復(fù)用,即根據(jù)光波的不同波長來復(fù)用;還有碼分復(fù)用,比如CDMA。

  3. xDSL是使用了電話線路進行網(wǎng)絡(luò)通信,低頻段用于語言通信,高頻段用于網(wǎng)絡(luò)。
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