计算机网络（二）-------物理层

目录

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一 物理层要实现的功能

二 物理层接口特性

1机械特性

2电器特性

3功能特性

4过程特性

物理层下面的传输媒体

三 传输方式

1.串行传输，并行传输。

2 同步传输，异步传输

3.单向通信，双向交替通信，双向同时通信

四，编码与调制

1，编码，调制，码元概念

编码

调制

码元 

 2，常用编码

1，不归零编码（NRZ）存在同步问题

2归零编码（RZ）：自同步，编码效率低。

 3，曼切斯特编码

4，差分曼特斯特编码

5，反向不归零编码

3.基本调制方式         

4，混合调制

 五，信号极限容量

1，信号失真

2.奈氏准则，香农公式

一 物理层要实现的功能

物理层要实现的功能就是在各种传输媒体上传输比特0和1进而给其上面的数据链路层提供透明传输比特流的服务，透明传输比特流的意思是数据链路层看不见也无需看见物理层究竟用的什么方法来传输比特流，数据链路层只管享受物理层提供的比特流传输服务即可。物理层为数据链路层屏蔽掉了各种传输媒体和通信手段的差异使数据链路层感受不到这些差异，这样就可使数据链路层只考虑如何实现本层的协议和服务而无需知道网络具体使用的传输媒体和通信手段是什么

二 物理层接口特性

为了实现物理层的功能，物理层定义         与传输媒体的接口有关的一些特性，

1机械特性

机械特性规定了接口所用接线器的

1.形状和尺寸， 2 引脚数目和排列， 3 固定和锁定装置

2电器特性

电器特性规定了在接口电缆各条线上的传输比特流时

1. 信号电压的范围，2阻抗匹配情况，3传输速率，4距离限制等

3功能特性

功能特性规定了接口电缆的各条信号线的作用

4过程特性

过程特性规定了在信号线上进行比特流传输的一组操作过程，包括各信号间的时序关系

物理层下面的传输媒体

传输媒体分为两类： 导引型传输媒体，非导引型传输媒体

导引型传输媒体：同轴电缆，双绞线，光纤，电力线、

非导引型传输媒体：无线电波，微波，红外线，可见光。

三 传输方式

1.串行传输，并行传输。

串行传输：数据是一个比特一个比特的依次发送的，只需要一条数据传输线路。

 并行传输：一次发送n个比特，需要n条传输线路

 并行传输的速度是串行传输速度的n倍，但是成本较高。

在计算机网络中，数据远距离传输使用串行传输，计算机内部的数据，常使用并行传输。

2 同步传输，异步传输

1同步传输

同步传输：数据以稳定的比特流的形式传输，字节之间没有间隔，接收端在每个比特的中间时刻进行检测，以判别接受到的是比特0或是比特1.

由于不同设备的时钟频率存在差异，传输大量数据时，所产生的判别时刻的累计误差会导致对比特信号的判别错位，需要采取方式时双方的时钟同步

实现 收发双方时钟同步的方法

外同步：在收发双方之间添加一条单独的时钟信号线

内同步：发送端将时钟同步信号编码到发送数据中一起传输（例如传统以太网所采用的曼切斯特编码）

2.异步传输

异步传输：以字节为独立的传输单位，字节之间的时间间隔不是固定的。接收端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步。为此通常在每个字节的前后分别加上起始位和结束位。

 字节之间异步，即字节之间的时间间隔不固定。

字节内的每个比特仍要同步，即各比特的持续时间时相同的。

3.单向通信，双向交替通信，双向同时通信

1单向通信（单工）

单向通信：又称单工通信，通信双方只有一个传输方向