• 计算机网络学习心得(三)----物理层


    物理层的主要任务描述为确定于传输媒体的接口的一些特性,即:机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。

    物理层不是指物理设备或物理介质,而是有关物理设备通过物理传输介质进行互连的描述与规定。

    物理层的功能是什么?功能一:为相邻节点设备提供传送数据的通路(信道)功能二:为相邻节点设备提供透明、可靠的比特流传输。

    能力目标:1.这是什么样的信道?2.这样的信道有什么传输性能?3.如何选择和应用这样的信道。

    ISO将OSI的物理层功能划分为四类要素:机械要素,电气要素,功能要素和过程(规程)要素。

    ISO将OSI的四个功能要素的某种协议/规范为特性:机械特性、电气特性、功能特性、过程(规程)特性

    机械特性:指明接线接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。



    电气特性:指明连接线缆的各通信线上出现的信号类型、编码方式等。(语法)



    功能特性:指明某通信线上出现的某一信号状态的意义。(语义)


    过程特性:指明针对每个功能的可能事件序列及其相关信令的出现顺序(同步/时序)

    物理层的PDU是:位(Bits)串/流,数据链路层:帧,网络层:包。传输层:段。


    引脚是什么样的,怎么排列的,用几个,每一个引脚上的信号是什么意思,信号的格式是什么样的,整个的事件通信的序列过程,这都是物理层的工作。

    查询USB接口的机械、电气和功能特性能用USB接口连接两个PC吗?不能。

    数据通信的基本知识:

    数据通信系统的模型---------物理信道模型

    数据通信系统模型:


    分为广义信道和狭义信道。


    信道:发送点向接收点传输物理信号的通道。


    例一:基于电话网的数据通信广义信道


    例二:基于一段网线的数据通信狭义信道


    数据通信的基本概念:

    数据:承载消息的实体(某种符号系统)

    信号:数据的电气的或电磁的表现形式。

    模拟信号:信号参数的取值是连续的。

    数字信号:信号参数的取值是离散的。



    承载数据的基本信号单位成为信号码元,简称码元。

    用基于时域的波形表示数字信号时,单位时域中可代表不同离散数值的基本波形成为基本码元,不同的信号编码形式,基本码元数不同。

    1码元可以携带n bit的信息量。

    下图发现经过不同的调制之后,数字信号在模拟信道中的传输情况。


    下面这个右面的图形是两位bit表示一个码元。

    信道的基本概念:

    按信道属性分类信道:

    1.与传输的信号方向有关的信道类型

    单向----单工信道  (喇叭)   交错双向-----半双工信道 (对讲机)            同时双向信道--------全双工信道(手机,电话)

    2.与传输的信号类型有关的信道类型

    基带信号         数字信号->编码解码->编码信道            

    模拟信号          宽带信号 ->调制解调->调制信道

    基带信号:(基本频带信号)来自信源的原本信号。

    数字基带信号:未经调制的数字信号。


    带通信号(宽带信号):把基带信号(有效)频率范围搬移到一个较高的频率范围后的信号。该信号在规定的信号频段(某带通信道)可与其他信号频段中的带通信号在同一媒体中传输。


    信号1,2,3的频率是相同的,将他们调制到不同的频率上,就可以实现在同一媒体中传输相同频率的信号。

    在信道频带宽度已确定的,信噪比必能在提高,码元传输速率也达到了上限值,编码技术可让每一个码元携带更多比特。

    调制就是用一种信号(如:基带信号)来控制(调)另一种信号(载波---便于在某种信道传输的信号)的定式变化(制)。

    带通信号传输系统:经载波调制后支持多个不同频段信道的传输系统。

    带通信号信道(调制信道):宽带信号传输系统为发送点与接收点提供的传输物理信号的某一频段资源。

    为共享信道资源或提供传输质量(如:有些信道不适宜传输低频分量或直流分量)需要对基带信号进行调制后传输。

    3.与传输信号的传输媒体有关的信道类型 

    有线信道    无线信道

    比特:一个二进制位称一个比特。字节(Byte)

    码元:时间轴上的一个编码单位称为码元。

    波特率:(Baud)(码元速率)单位时间内传输码元的个数。

    比特率:(信息速率)单位时间内传输二进制的个数。

    看传输图形的时候,就是看有几个离散值,假如说有1 2 3 4 5 6 7 8个离散值,那么你想要表示一个信号需要三位,所以,3个比特来表示一个信号,所以比特率就是波特率的三倍。一个以m波特传送信号的线路,其传送二进制数据的速率不一定是m比特/秒,因为每个信号可以运载几个比特,例如,若使用0、1、2、3、4、5、6、7共8个电平级,则需要2^3,即3个比特来表示一个信号值,因而这种条件下比特率将是波特率的3倍。

    波特和比特的关系:

    1Baud=log 2 M(以2为底M的对数)(bit/s)(M表示编码级数)

    波特率和比特率的关系:

    R(Baud)=R*log 2 M(以2为底M的对数)(bit/s)(M表示编码级数)



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