【计算机网络】物理层

物理层

模拟信号就是连续变化的，数字信号就是取值离散的

调制：数字转为模拟，解调：模拟转为数字

数据通信系统可以分为：信源、信道、信宿

数据传输方式：串行、并行（多个比特，多条信道）

通信模式：单工（只有一个方向的通信）、半双工（双方都可以发送信息，但不能同时发送）、全双工

通信方式：同步（两端时钟频率相同）、异步

信道不等同于通信电路，一条可双向同学的电路包含发送和接收信道。信道传输的信号有基带信号和带宽信号之分。基带信号是将1、0用不同的电压表示，然后传送到数字信道上。宽带信号是将基带信号调制后复用模拟信号，然后送到模拟信道上。

在带宽为W Hz的理想低通信道下的最高码元传输速率玩：Vm = 2W（Baud）

在带宽为W Hz的带通信道下的最高码元传输速率玩：Vm = W（Baud）

Baud是波特，一个码元携带n bit的信息量，则M Baud的码元对应的信息传输速率就是M * n b/s

编码与调制

模拟数据编码：发送端将数字转为模拟，接收端反之。最基本的调制方法：

(1) 振幅键控（ASK）：改变载波信号的振幅来表示1和0

(2) 移频键控（FSK）：改变载波信号的频率来表示1和0

(3) 移相监控（PSK）：改变载波信号的相位值来表示1和0，进一步分为绝对PSK和相对PSK

数字信道编码：基本不改变数字信号频率的前提下，直接传输数字信号。基本的数字编码方法：

(1) 非归零码：低电平表示0，高电平表示1，缺点是无法判断一个码元的开始和结束

(2) 曼彻斯特编码：每个码元分为两个相等的间隔，前面一个间隔为高电平而后一个为低的表示1，0正好相反。中间跳变，作为同步信号

(3) 差分曼彻斯特：若码元为1，则前半个码元的电平与上一个码元的后半个一样，若为0，则相反

脉冲编码调制（PCM），将模拟数据进行数字信号编码：采样、量化、编码。

电路交换、报文交换与分组交换

电路交换：两个站点间有专用的通信通路，面向连接、独占、传输效率低

分组交换：存储转发：无连接、基于标记（头部标记）、仅当有分组经过时才占用该部分链路

报文交换：存储转发，与分组交换的差别在于，报文交换的时延较长，且数据长度可变

数据报和虚电路

分组交换有两种方式，

(1) 数据报，无连接、不可靠、每个分组独立选择路由，最大努力交付，拥塞时丢弃分组

(2) 虚电路，面向连接，目的地址只在建立阶段使用，按序到达目的站

传输介质

传输介质分为两大类：

(1) 导向传输介质，双绞线，同轴电缆，光纤

(2) 非导向传输介质，无线传输介质，短波、微波、红外线、可见光

物理层设备

(1) 中继器，信号放大，不能链接两个具有不同链路层协议的局域网

(2) 集线器，对接收到信号再生、整型、放大，相当于一个多口中继器