计算机网络(2):物理层-考研笔记

2.0 重点

概念

• 基带传输：不调制直接传输
• 频带传输：对特定频带进行数字调制后传输
• 宽带传输：多频带一起传输

2.1 通信基础

基本概念

• 数据
• 信号
• 码元
• 信源：发出者
• 信道：发送通路
• 信宿：接受者
• 码元传输速率：波特（Baud）为单位
• 信息传输速率：比特/秒 为单位
• 基带传输：不经过调制直接传输

奈奎斯特定理（Nyquist）

• 无噪声带宽有限情况下，极限数据传输率 = \(2Wlog_2V\)，单位 b/s
  • W 是理想低通带宽
  • V 表示码元取值空间大小

香农定理（Shannon）

• 有噪声情况下，信道极限数据传输率 = \(Wlog_2(1+S/N)\)，单位 b/s
  • W 为信道带宽
  • S 为信号平均功率
  • N 为高斯噪声功率

信噪比

• \(10log_{10}(S/N)\)

编码与调制

• 数字数据编码为数字信号
  • RZ:归零编码
  • NRZ:非归零编码
  • NRZI(Non Return Zero Inverted):反向非归零编码
  • Manchester Encoding:曼彻斯特编码
  • 查分曼彻斯特编码
  • 4B/5B 编码
• 数字信号调制为模拟信号
  • ASK(Amplitude Shift Keying):调幅
  • FSK(Frequency Shift Keying):调频
  • PSK(Phase Shift Keying):调相
  • QAM(Quadrature Amplitude Modulation):正交振幅调制：结合 ASK 和 PSK
• 模拟数据编码为数字信号
  • 采样
    • 采样频率需大于等于原始信号最大频率的两倍
  • 量化
  • 编码

交换方式

• 电路交换
  • 阶段：连接建立、数据传输、连接释放
• 报文交换
• 分组交换
  • 数据报：无连接
  • 虚电路：有连接

2.2 传输介质

常用传输介质

• 双绞线
• 同轴电缆
• 光纤
• 无线传输介质
  • 无线电波
  • 微波
  • 红外线
  • 激光

物理接口特性内容

• 机械特性
• 电气特性
• 功能特性
• 规程特性（过程特性）

常用接口标准

• EIA RS-232-C
• ADSL
• SONET/SDH

2.3 物理层设备

中继器（转发器）

• 隔开网段
• 5-4-3 规则

集线器

• 多端口的中继器