计算机网络 二 (物理层)

物理层

概念

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。

对于物理层有很多很多的协议，不过都不怎么重要，对于物理层我们知道物理层协议的主要任务即可。

通信方式

传输方式

物理层下面的传输媒体
传输媒体一共分为两大类：引导型传输媒体和非引导性传输媒体。

引导型传输媒体

引导性传输媒体有：同轴电缆，双绞线，光纤，电力线。

非引导型传输媒体

非引导性传输媒体有：无线电波，微波，红外线，可见光。

这部分内容不是那么重要，大家了解一下即可。

传输方式
数据传输方式（data transmission mode）：是数据在信道上传送所采取的方式。若按数据传输的顺序可以分为并行传输和串行传输；若按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输；若按数据传输的流向和时间关系可以分为单工、半双工和全双工数据传输。

并行传输

并行传输：是将数据以成组的方式在两条以上的并行信道上同时传输。

例如：采用8单位代码字符可以用8条信道并行传输，一条信道一次传送一个字符。因此不需另外措施就实现了收发双方的字符同步。缺点是传输信道多，设备复杂，成本较高，故较少采用。

串行传输

串行传输：是数据流以串行方式在一条信道上传输。

该方法易于实现。缺点是要解决收、发双方码组或字符的同步，需外加同步措施。

因为串行传输比较容易实现，而且成本低所以串行传输采用较多。

根据串行传输与并行传输的特点，在远距离传输的时候我们一般使用串行传输，在设备零件（比如：CPU与内存条之间）上一般使用并行传输。

在串行传输时，接收端如何从串行数据流中正确地划分出发送的一个个字符所采取的措施称为字符同步。根据实现字符同步方式不同，数据传输有异步传输和同步传输两种方式。

数据通信–基本知识

定理

区别

编码与调制

信道

概念:信道：表示向某一个方向传送信息的媒体

*信息交互的方式：

(1)单向通信(单工通信)：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互；只需要一条信道

(2)双向交替通信(半双工通信)：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送，而是一方发送另一方接收，一段时间后可以反过来；两条信道

(3)双向同时通信(全双工通信)：通信双方可以同时发送和接收信息；两条信道；传输效率最高

基带信号：来自信源的信号；如计算机输出的代表文字或图像的数据信号都是基带信号

调制分类：

基带调制(编码)：仅对基带信号的波形进行变换，使其能与信道特性相适应，变换后的信号仍是基带信号

带通调制：使用载波进行调制，把基带信号的频率范围移到较高频段，并转换为模拟信号，变换后的信号称为带通信号

数据交换

选择交换

数据报方式

虚电路方式

设备

复用方式

信道复用技术
*4.1频分复用、时分复用、统计时分复用

复用：允许用户使用一个共享的信道进行通信，降低成本，提高利用率

频分复用：

原理：用户在分配到一定频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带

特点：所有用户在同样的时间占用不同的频率带宽

时分复用：

原理：将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧)，每个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙

特点：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度

统计时分复用：

原理：使用STDM帧来传送复用的数据，每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数；各用户有数据就发往集中器的输入缓存，集中器按顺序依次扫描输入缓存，把缓存中的输入数据放入STDM帧中，没有数据的缓存就跳过，当一个帧放满即发送，因此STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态分配时隙

          某用户占用的时隙不是周期性出现的，因此统计时分复用又称为异步时分复用；而时分复用又称为同步时分复用

4.2波分复用

波分复用：

原理：就是光的频分复用，使用同一根光纤同时传输多个光载波信号

4.3码分复用

码分复用(码分多址)：

原理：各个用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会互相干扰

码片：每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片

工作方式：

    每个站被指派一个唯一的mbit码片，若发送1，则发送自己的m bit码片

                                                           若发送0，则发送该码片的二进制反码

码片实现扩频：由于一个比特可转换成m个比特的码片，因此实际发送数据率提高了m倍

重要特点：每个站的码片必须各不相同，并相互正交

码片正交关系：不同码片正交，就是向量S和T的规格化内积为0，（规格化内积即对应为相乘）

    正交关系的重要特征：任何码片与自己的规格化内积为1，与自己反码的规格化内积为-1