计算机网络第二章-物理层

本文深入探讨了计算机网络中物理层的基本概念,包括传输媒体如双绞线、光纤和非导引型传输媒体的类型。物理层的主要任务涉及机械、电气、功能和过程特性。此外,文章还详细介绍了物理层的传输方式,如串行与并行、同步与异步,以及单工、半双工和全双工通信。编码与调制方面,讨论了码元、不归零编码和曼彻斯特编码等。最后,阐述了信道的极限容量和常见的信道复用技术,如频分复用、时分复用和码分复用。

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物理层 (搞清楚比特0和1在相关线路上的数据传输问题)

物理层的基本概念

物理层考虑的是如何才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流
物理层为数据链路层屏蔽了各种传输媒体的差异,使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务,而不必考虑网络具体的传输媒体是什么

传输媒体

  1. 导引型传输媒体 {
    双绞线:内部由多根绞合线组成,屏蔽双绞线还会在绞合线外面加上一层金属防护层(抵御部分来自外界的电磁波干扰,减少相邻导线的电磁干扰)
    同轴电缆:绝缘保护套层,屏蔽层,绝缘层,内导体(较贵,布线不够灵活方便,被双绞线替代)
    光纤:{
    一根光缆少则只有一根光纤,多则有数百根,光纤又分为单模光纤和多模光纤(多模光纤传输一定距离后会由于色散产生信号失真)
    利用光的全反射进行通信
    工作波长:0.85微米(衰减较大),1.30微米(衰减较少),1.55微米(衰减较少)
    通信容量大,传输损耗小,抗干扰性能好,保密性好,体积小,重量轻
    }
    电力线
    }
  2. 非导引型传输媒体{
    微波通信(wifi)
    无线电波 卫星
    红外线 笔记本电脑 手机
    可见光(lifi) 靠可见光进行通信
    }

主要任务

  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,固定和锁定装置
  2. 电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
  3. 功能特性:指明某条线上出现的某一种电平的电压表示何种意义(归零码,不归零码等)
  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

物理层传输方式

串行传输 并行传输

  1. 串行:发送端和接收端之间一个比特一个比特依次发送,常用于两台计算机之间的远程传输
  2. 并行:发送端和接收端之间一次性发送n个比特,需要有n条传输线路,常用于计算机内部之间的从信息传输。

同步传输 异步传输

  1. 同步传输{
    发送方以稳定的比特流形式进行传输,字节之间没有间隔。接收方在每个比特信号的中间时刻进行检测,以判别接收到的是比特0还是1
    接收发双方时钟同步的方法:
    1. 外同步&#
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