物理层

物理层的基本概念

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流。

可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性

1. 机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列。
2. 电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。
3. 功能特性：指明某条线上出现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。

数据通信的基本知识

数据通信系统的模型

一个数据通信系统可以划分为三大部分，即源系统、传输系统和目的系统。

源系统一般包括以下两个部分：

• 源点：产生主要传输的数据
• 发送器：通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。

目的系统一般也包括以下两个部分：

• 接收器：接受系统传来的信号，并把它转换为能被目的设备处理的信息。
• 终点：从接收器获取传送来的数字比特流，然后把信息输出。

通信的目的是传送消息。数据是运送消息的实体。信号是数据的电气或电磁的表现。

信号可分为以下两大类：

• 模拟信号，或连续信号——代表消息的取值是连续的。
• 数字信号，或离散信号——代表消息的取值是离散的。

有关信道的几个概念

许多情况下，我们要使用信道这个词。信道和电路并不等同。信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。因此，一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。

从通信的双方信息的交互方式来看，可以有以下三种基本方式。

• 单向通信：又称单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
• 双向交替通信：又称半双工通信，即通信双方都可以发送信息，但不能同时发送。
• 双向同时通信：又称全双工通信，即通信的双方可以同时发送信息。

单向通信只需要一条信道，而双向通信则需要两条信道。

来自信源的信号通常称为基带信号。计算机输出的各种文字或图像文件都属于基带信号。基带信号往往有很多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信号并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题就要对基带信号进行调制。

调制可分为两大类

• 一类是仅仅对基带信号的波形进行变换，使它能够适应。变换后的信号仍是基带信号，这类调制称为基带调制。也成为编码。
• 另一类调制则需使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，这样就能够更好地在模拟信号中传输。经过调制的信号称为带通信号，而使用载波的调制称为带通调制。

常用的编码方式

• 不归零制：正电平代表1，负点平代表0。
• 归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0。
• 曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳代表0，位周期中心的向下跳代表1。
• 差分曼彻斯特码：每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，而位开始界面没有跳变代表1。

从信号波形中可以看出，曼彻斯特编码产生的信号频率不比归零制高。从同步能力来看，不归零制不能从信号波本身提取信号时钟频率（这叫没有自同步能力），而曼彻斯特码具有自同步能力。

基本的带通调制方法

• 调幅：即载波的振幅随基带数字信号而变化。
• 调频：即载波的频率随基带数字信号而变化。
• 调相：即载波的初始相位随基带数字信号变化而变化。

信道的极限容量

To be continued.

计算机网络02——物理层

原文：https://www.cnblogs.com/lihello/p/12860057.html