計算機網(wǎng)絡(luò) 第二章 物理層

一、通信基礎(chǔ)

1、基本概念

???????? 數(shù)據(jù)是指傳送信息的實體。信號時指數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn),是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的存在形式。數(shù)據(jù)和信號都可以用模擬或數(shù)字來修飾。連續(xù)變化的數(shù)據(jù)(或信號)稱為模擬數(shù)據(jù)(或模擬信號);取值僅允許為有限的幾個離散數(shù)值的數(shù)據(jù)(或信號)稱為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(或數(shù)字信號)。

????????數(shù)據(jù)的傳輸方式可分為串行傳輸和并行傳輸。串行傳輸是指一個一個的比特按照時間順序傳輸,處于經(jīng)濟上的考慮,遠(yuǎn)距離通信常采用串行傳輸;并行傳輸是指多個比特通過多條通信信道同時傳輸。

?????????碼元是指用一個固定時長的信號波形表示一位k進制數(shù)字,代表不同離散數(shù)值的基本波形,是數(shù)字通信中數(shù)字信號的計量單位,這個時長內(nèi)的信號稱為k進制單元,而該時長稱為碼元寬度。1碼元可以攜帶多個比特的信息量。 ? ? ? ? ??

????????數(shù)據(jù)通信是指數(shù)字計算機或其他數(shù)字終端之間的通信。一個通信系統(tǒng)主要劃分為信源、信道 和 信宿 三個部分;信源是產(chǎn)生和發(fā)送數(shù)據(jù)的源頭;信宿是接收數(shù)據(jù)的終點。信道按傳輸信號形式的不同可分為傳送模擬信號的模擬信道和傳送數(shù)字信號的數(shù)字信道兩類;信道按傳輸介質(zhì)的不同可分為無線信道和有線信道。信道上傳送的信號有基帶信號和寬帶信號之分?;鶐盘枌?shù)字信號1和0直接用兩種不同的電壓表示,然后送到數(shù)字信道上傳輸,稱為基帶傳輸;寬帶信號將基帶信號進行調(diào)制后形成頻分復(fù)用模擬信號,然后傳送到模擬信道上去傳輸,稱為寬帶傳輸。

????????從通信雙方信息的交互方式看,可以分為三種基本方式:單工通信:只有一個方向的通信而沒有反方向的交互,僅需要一條信道。半雙工通信:通信的雙方都可以發(fā)送或接收信息,但任何一方都不能同時發(fā)送和接收信息,此時需要兩條信道。全雙工通信:通信雙方可以同時發(fā)送和接收消息,也需要兩條信道。

???????? 信道的極限容量是指信道的最高碼元傳輸速率或信道的極限信息傳輸速率。

2、奈奎斯特定理 與 香農(nóng)定理

3、編碼與調(diào)制

????????數(shù)據(jù)無論是數(shù)字的還是模擬的,為了傳輸?shù)哪康亩急仨氜D(zhuǎn)變成信號。把數(shù)據(jù)變換為模擬信號的過程稱為調(diào)制;把數(shù)據(jù)變換為數(shù)字信號的過程稱為編碼

?????????信號傳輸,也可以通過調(diào)制器轉(zhuǎn)換成模擬信號傳輸;同樣的模擬數(shù)據(jù)可以通過PCM編碼器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸,也可以通過放大器調(diào)制器轉(zhuǎn)換成模擬信號傳輸;這樣就形成了4種編碼方式:

? ? ? ? 1)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號

????????編碼的規(guī)則有多種,只要能有效地把1和0區(qū)分開即可,常用的編碼方式有以下幾種:

常見的數(shù)字編碼方式

? ? ? ? 2)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號

????????3)模擬數(shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號

????????4)模擬數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號

4、電路交換、同軸電纜 與 分組轉(zhuǎn)換

5、數(shù)據(jù)報 與 虛電路

二、傳輸介質(zhì)

1、雙絞線、同軸電纜、光纖 與 無線傳輸介質(zhì)

2、物理層接口的特性

三、物理層設(shè)備

1、中繼器

2、集線器

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