计算机网络-2物理层-学习笔记

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
  • 信道
  • 信宿
  • 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

集线器

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