计算机网络——通信基础和传输介质

目录

通信基础基本概念

信源

信宿

数据

信号

信道

码元

误码率

码元与比特的关系

速率的两种表示方式

码元速率(波特速率)

以太网对有线传输介质的命名规则

无线传输介质

物理层接口的特性


物理层任务:实现相邻节点之间比特(0或1)的传输

到了数据链路层之后,它会以帧为单位,把若干个比特交给物理层,物理层需要把这些比特信息转化成信号,在物理传输媒体上进行传输

通信基础基本概念

信源

信号的来源(即数据的发送方)

信宿

信号的“归宿”(即数据接收方)

数据

即信息的实体(如:文字,声音,图像),在计算机内部数据通常是二进制

信号

数据的载体

        数字信号:信号值是离散

        模拟信号:信号值是连续

信道

信号的通道

注:一条物理线路通常包含两条信道,即发送信道,接收信道

每一个信号对应若干比特的二进制码

码元

码元是信号的一种表示形式,是数字信道中传送数字信号的一个波形符号

将一个信号,称做一个码元,可以理解为表示二进制编码的元素

有的教材将一个信号周期的长度称为码元宽度

若在一个“信号周期”内,有可能出现2种信号,每种信号对应一个2进制数

如果一个信号周期内可能出现4种信号,那么每个信号就可以对应一个4进制数(2bit)

如果一个码元(即一个信号)可能有4种状态,那么可以称其为4进制码元(一个码元携带2bit数据)

类似的,如果一个码元(即一个信号)可能有8种状态,那么可以称其为8进制码元(一个码元携带3bit数据)

一个八进制数可以对应一个3bit的二进制数

一个码元表示一个单位的信息量时,码元所能表示的数据有效状态值个数为2(码元有效状态2的n次方n表示码元表示的信息量的个数),数据传输速率为2b/s。此时,码元传输速率数据传输速率数值上相等

误码率

在传输数据过程中,受各种因素的影响,总会出现一些差错,可用误码率作为衡量差错的指标

误码率是指信号传输过程中的错误率

在二进制数据传输过程中,误码率=接收的错误的二进制比特数/传输的总的二进制比特数

码元与比特的关系

一个码元可以携带多少比特数据?

如果一个“周期”内可能出现K种信号,则:

注:若一个码元携带n比特的信息量,则波特率M Baud对应的比特率为Mn b/s

速率的两种表示方式

码元速率(波特速率)

指的是信号传输速率,是单位时间通过信道传输的码元个数,单位是波特,记为baud,以B表示

数据传输介质

传输介质

在通信过程中,传输介质是数据传输系统中发送方和接收方之间的物理通路,也是传输信息的载体

传输介质也称为传输媒介传输媒体

导向传输介质

电磁波沿着固体媒体铜丝或光纤)传输

常见的导向传输媒体会双绞线,同轴电缆和光纤

非导向传输介质

是指自由空间,在非导向传输媒体中电磁波的传输通常称为无线传输

常见的有无线电波,微波,红外线等

以太网对有线传输介质的命名规则

速度+Base+介质信息

中间的Base指的是Baseband,也就是基带传输,即传输数字信号(采用曼彻斯特编码)

10Base5这种传输介质,指的是极速为10Mbps,后面的5指的是采用同轴电缆这种传输介质,5是最远传输介质是500米

如果看到base后面跟的是数字,这个表示的就是符合以太网标准的某一种同轴电缆,而后面的数字指的是同轴电缆最远的传输距离

如果是光纤,通常是在Base后面跟一个“F”字母,因为光线的英文叫做optical Fiber

后面的*描述的是传输介质细微的区别

Base后面会跟T字母,因为双绞线的英文单词是以T开头的,后面可能还会有*

无线传输介质

物理层接口的特性

物理层的协议需要规定主机和传输介质之间的接口的机械特性

所谓机械特性指的是形状,尺寸,引脚数目,排列,固定和锁定装置

电气特性也就是要指明每一条线上电压范围,传输速率,距离限制等

功能特性指明某条线上某一电平的电压的意义

过程特性:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

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