计算机网络 第二章 物理层

一、通信基础

1、基本概念

         数据是指传送信息的实体。信号时指数据的电气或电磁表现,是数据在传输过程中的存在形式。数据和信号都可以用模拟或数字来修饰。连续变化的数据(或信号)称为模拟数据(或模拟信号);取值仅允许为有限的几个离散数值的数据(或信号)称为数字数据(或数字信号)

        数据的传输方式可分为串行传输和并行传输。串行传输是指一个一个的比特按照时间顺序传输,处于经济上的考虑,远距离通信常采用串行传输;并行传输是指多个比特通过多条通信信道同时传输。

         码元是指用一个固定时长的信号波形表示一位k进制数字,代表不同离散数值的基本波形,是数字通信中数字信号的计量单位,这个时长内的信号称为k进制单元,而该时长称为码元宽度。1码元可以携带多个比特的信息量。           

        数据通信是指数字计算机或其他数字终端之间的通信。一个通信系统主要划分为信源、信道 和 信宿 三个部分;信源是产生和发送数据的源头;信宿是接收数据的终点。信道按传输信号形式的不同可分为传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两类;信道按传输介质的不同可分为无线信道和有线信道。信道上传送的信号有基带信号和宽带信号之分。基带信号将数字信号1和0直接用两种不同的电压表示,然后送到数字信道上传输,称为基带传输;宽带信号将基带信号进行调制后形成频分复用模拟信号,然后传送到模拟信道上去传输,称为宽带传输

        从通信双方信息的交互方式看,可以分为三种基本方式:单工通信:只有一个方向的通信而没有反方向的交互,仅需要一条信道。半双工通信:通信的双方都可以发送或接收信息,但任何一方都不能同时发送和接收信息,此时需要两条信道。全双工通信:通信双方可以同时发送和接收消息,也需要两条信道。

         信道的极限容量是指信道的最高码元传输速率或信道的极限信息传输速率。

2、奈奎斯特定理 与 香农定理

3、编码与调制

        数据无论是数字的还是模拟的,为了传输的目的都必须转变成信号。把数据变换为模拟信号的过程称为调制;把数据变换为数字信号的过程称为编码

         信号传输,也可以通过调制器转换成模拟信号传输;同样的模拟数据可以通过PCM编码器转换为数字信号传输,也可以通过放大器调制器转换成模拟信号传输;这样就形成了4种编码方式:

        1)数字数据编码为数字信号

        编码的规则有多种,只要能有效地把1和0区分开即可,常用的编码方式有以下几种:

常见的数字编码方式

        2)数字数据调制为模拟信号

        3)模拟数据编码为数字信号

        4)模拟数据调制为模拟信号

4、电路交换、同轴电缆 与 分组转换

5、数据报 与 虚电路

二、传输介质

1、双绞线、同轴电缆、光纤 与 无线传输介质

2、物理层接口的特性

三、物理层设备

1、中继器

2、集线器

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