计网(物理层)

发布时间 2023-09-01 18:58:45作者: G2\
  1. 物理层的基本概念
  • 物理层考虑的是怎样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
  1. 物理层下面的传输媒体
  • 引导型传输媒体
    1.同轴电缆 2.双绞线 3.光纤 4.电力线
  • 非引导线型传输媒体
    1.无线电波 2.微波 3.红外线 4.可见光
  1. 传输方式

    4.编码与调制
  • 码元:在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。
  • 常用编码:

    5.信道的极限容量
  • 奈氏准则:在假定的理想条件下,为了避免码间串扰,码元传输速率是有上限的。
    理想低通信道的最高码元传输速率=2W Baud =2W 码元/秒
    理想带通信道的最高码元传输速率=W Baud = W 码元/秒
    W:信道带宽(单位为HZ)
    Baud:波特,即码元/秒
    • 码元传输速率又称为波特率,调制速率,波形速率或者符号速率,它与比特率有一定的关系:
      • 当一个码元只携带一比特的信息量时,则波特率与比特率是相等的
      • 当一个码元携带n比特的信息量时,则波特率转化为比特率时,数据要乘以n
    • 要提高信息传输速率(比特率),就必须设法使每个码元能携带更多个比特的信息量,这必须采取多元值
    • 实际的信道能传输的最高码元速率,要明显低于奈氏准则给出的上限值
  • 香农公式
  • 在信道带宽一定的情况下,根据奈氏准则和香农公式,想要提高信息的传输速率就必须采用多元制(更好的调制方式)和努力提高信道中的信噪比。
  • 自从香农公式发表后,各种新的信号处理和调制方式不断出现,其目的都是为了尽可能接近香农公式给出的传输速率极限。
  1. 信道复用技术
  • 信道复用技术的基本原理
    • 复用就是在一条传输媒体上同时传输多路用户的信号
    • 当一条传输媒体的传输容量大于多条信道传输的总容量时,就可以通过复用技术,在这条传输媒体上建立多条通信信道,以便充分利用传输媒体的带宽。
    • 尽管实现信道复用会增加成本(需要复用器、分用器以及费用较高的大容量共享信道),但如果复用的信道数量较大,还是比较划算的
  • 常见的信道复用技术
    • 频分复用FDM
    • 时分复用TDM
    • 波分复用WDM
    • 码分复用CDM
      • CDMA将每个比特时间划分为m个更短的时间片,称为码片。m的取值通常为64或128。
      • CDMA中的每个站点都被指派一个唯一的m比特码片序列
        • 某个站要发送比特1,则发送它自己的m比特码片序列
        • 某个站要发送比特0,则发送它自己的m比特码片序列的反码