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《计算机网络》笔记 之 第二章 物理层

时间:2016-04-11 12:29:49      阅读:211      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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本章重点
物理层的任务。
几种常见的信道复用技术。
几种常见的宽带接入技术,主要是ADSL和FTTX。

物理层的基本概念

作用

尽可能屏蔽传输媒体通信手段的差异,使上层的数据链路层感觉不到这些差异,只需要考虑如何实现本层的协议和服务。

主要任务

一、 确定于传输媒体的接口有关的一些特性

1. 机械特性 : 指明接口接线器的特性
2. 电气特性 : 指明接口电缆的各线上的电压范围
3. 功能特性 : 指明某条线上的某一电平的电压的意义
4. 过程特性 : 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

二、 完成传输方式的转换(并行与串行的转换)

数据在计算机众多采用并行传输,但数据在传输媒体上是串行,即逐个比特按时间顺序传输。

数据通信的基本知识

数据通信系统的模型 P39

组成源系统—>传输系统—>目的系统
路径源点—>调制器—>传输网络—>解调器—>终点
信号数字信号—>模拟信号—>数字信号

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有关信道的几个基本概念

通信交互方式

单工通信 只有单方向的数据传输

半双工通信 同一时间只有单方向的传输

全双工通信 双方可以可以同时传输数据

Note 适应信道

基带信号往往包含较多的低频成分直流成分,许多信道并不能传输这种信号,为此必须对这种信号进行调制

调制
1.基带调制(编码):仅仅对基带信号进行波形变换,使之能与信道相适应,调制后仍是基带信号。
编码方式:不归零制、归零制、曼彻斯特、查分曼彻斯特(P41)

2.带通调制:使用载波进行调制,把基带信号的频率搬到较高的频段,调制后变为模拟信号
基本的带通调制方法:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM) (P41)
复杂调制:正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)

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信道的极限容量

限制码元在信道上传输速率的因素
码元:携带的比特数。
(1)信道能通过的频率范围
例:高频信号过多,导致在信道中传输时,产生失真,造成码间乱扰
(2)信噪比:信号的平均功率和噪声的平均功率之比,记为S/N,单位分贝(dB)。

            信噪比(dB) = 10 log10(S/N) (dB) 

香农公式:信道的极限传输速率C,W为信道带宽(Hz),S是信号功率,N是噪声功率

             C=W log2(1+S/N) (b/s) 

结论:信道的带宽或信噪比越大,信道的极限传输速率越高。

提高信道传输速率:让每个码元携带更多的比特位,对新的码元进行调制,以同样的传输速率传送码元,传送的信息量就多了

物理层下面的传输媒体

导引型传输媒体

电磁波被导引着固体媒体(铜线或光纤)传播;

双绞线

双绞线既可以用于传输模拟信号,也可以用于传输数字信号。所获得的带宽取决于导 线的厚度(即直径)以及传输距离的远近。许多情况下,双绞线传输几千米的距离可以达 到几 Mbps的带宽。由于双绞线具有足够的传输性能以及相对较低的成本,所以它的应用 非常广泛,并且可能还会在未来持续很多年。

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同轴电缆

同轴电缆比非屏蔽双绞线有更好的屏蔽特性和更大的带宽, 所以它能以很高的速率传输相当长的距离。广泛使用的同轴电缆有两种。 一种是 50欧 电缆, 从一开始它就被用于数字传输 : 另一种是 75 欧 电缆, 一般用于模拟传输和有线电视传输。 主要用在有限电视网的居民小区中。

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光缆

光纤传输光信号的折射角大于入射角,因此当入射角足够大会出现全反射。
光纤主要用于网络骨干的长途传输、高速局域网(虽然到目前为止,铜芯仍然在设法 追赶光纤)以及高速 Internet接入,比如光纤到户 。光纤传输系 统由三个关键部件构成 z 光源、传输介质和探测器。

多模光纤和单模光纤

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非导引型传输媒体(P47~P50)

信道复用技术

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频分复用

频分复用FDM,利用通带传输的优势使多个用户共 享一个信道。它将频谱分成几个频段,每个用户完全拥有其中的一个频段来发送自己的信号。

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时分复用

时分复用TDM,将时间划分成等长的TDM帧,每个用户周期性的占用同样的频带宽度,当用户暂无数据传输时,它所占用的时隙并没有被释放,其他的用户也不能利用这一资源

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统计时分复用

统计时分复用STDM是一种改进的时分复用,多了一层集中器,它能明显提高信道的利用率
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波分复用

光的频分复用。

码分复用

又叫码分多址CDMA,每一个比特时间划分为 m 个短的间隔,称为码片(chip)
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题目

书本6、7、8、9、11、12、16、18

《计算机网络》笔记 之 第二章 物理层

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原文地址:http://blog.csdn.net/tongsdroid/article/details/51112537

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