7、物联网物理与链路层技术详解

物联网物理与链路层技术详解

1. 链路层概述

链路层为相邻端点在单一链路上的相互交互提供基本连接。它依赖以下几种机制来实现这一目标：
- 成帧（Framing） ：一种通用技术，通过给上层传来的数据添加字段和特殊同步标记，在链路层的语境下，就是给网络层数据报添加头部和分隔符以形成帧。
- 信道编码（Channel Coding） ：可选机制，将前向纠错（FEC）信息嵌入到其中一个头部。接收方可以利用这些信息判断帧是否因信道噪声、衰减和其他干扰而损坏。传统的FEC方法依赖分组码和卷积码，将帧字段映射为码字，实现错误检测，有时还能纠错。成帧和信道编码属于链路层控制（LLC）子层。
- 链路访问（Link Access） ：由一组称为介质访问控制（MAC）的规则提供，它决定了帧在物理信道上的接收和传输方式。如果多个端点共享同一信道，MAC提供了描述信道如何共享以及如何高效访问的机制。MAC地址用于指示源端点和目的端点，有时还包括中间路径点。MAC必须根据优先级和QoS目标保证端点对信道的公平访问。
- 可靠交付（Reliable Delivery） ：可选机制，为信号和支持重传提供基础设施。通常涉及某种反馈技术，接收方通过确认（ACK）或否定确认（NACK）来表明是否接收到给定帧。有时还包括定时器，在成功接收到确认时重置。当定时器到期时，会触发重传和连接丢失事件。链路访问和可靠交付属于更大的MAC子层。

链路层的子层结构如下：

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