计算机网络2:物理层

发布时间 2023-04-12 15:24:49作者: Zhennyu

物理层

1.数据通信系统模型

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通信

  • 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。
  • 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(当然也就不能同时接收)。
  • 双向同时通信 (全双工通信):通信的双方可以同时发送和接收信息。

调制和编码

计算机网络:编码和调制

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信源发出的信号称为基带信号,基带信号可分为:数字基带信号(如CPU与内存之间的信号)和模拟基带信号(如麦克风收到音频后产生的信号)。

信号需要在信道上传输,信道分为数字信道和模拟信道两种:

  • 在不改变信号性质的前提下,仅对数字基带信号的波形进行变换,称为编码,编码后产生的信号仍为数字信号,可以在数字信道中传输(如曼彻斯特编码);
  • 将数字基带信号的范围搬移到较高频段,并转换为模拟信号,称为调制,调制后产生的信号是模拟信号,模拟信号可以在模拟信道中传输(如WiFi);
  • 对模拟基带信号也有编码和调制。

码元:使用时间域的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形。

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调制方式

  • 带通调制

    使用载波进行调制,把基带信号的频率范围搬移到较高的频段,并转换为模拟信号,这样就能够更好地在模拟信道中传输。

    • 二元调制方法
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    • 多元调制方法

编码方式

曼彻斯特编码:位周期中心的向上跳变代表0,位周期中心的向下跳变代表1。

一篇文章让你读懂-曼彻斯特编码

差分曼彻斯特编码:在每一位的中心处始终跳变。位开始边界有跳变代表0,位开始边界没有跳变代表1。

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奈奎斯特定理和香农定理

2.传输媒介

导引式媒介

电磁波被导引沿着固体媒体(铜线或光纤)传播。

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  • 双绞线

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    屏蔽与非屏蔽双绞线有什么区别?

  • 同轴电缆

    同轴电缆具有很好的抗干扰特性,广泛用于传输较高速率的数据。

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    50 Ω 同轴电缆LAN /数字传输常用
    75 Ω 同轴电缆有线电视 / 模拟传输常用

  • 光缆

    当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时,其折射角将大于入射角。因此,如果入射角足够大,就会出现全反射,光也就沿着光纤传输下去。

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非导引式媒介:

在非导引型传输媒体中,电磁波的传输常称为无线传输。

3.信道复用

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频分复用FDM

所有的用户在同样的时间占用不同的带宽(频率带宽而不是数据的发送速率)资源。

时分复用TDM

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

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统计时分复用STDM

不是固定的分配时隙,而是按需动态地分配时隙,STDM可以提高线路的利用率。

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波分复用WDM

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码分复用CDM