计算机网络笔记-第二章物理层

第二章物理层

1.基本概念

2.数据通信的基本知识

2.1生活中的例子

2.2相关术语

2.3三种通信方式

名称	英文	定义	需要信道条数
单工通信	simplex	只能一个发一个收	1
半双工通信	half-duplex	都可以发，但是同一时刻只能一个发一个收。	2
全双工通讯	duplex	都可以同时收发数据。	2

2.4两种数据传输方式

传输方式	特点
串行传输	速度慢，省钱，适合远距离
并行传输	书读快，费钱，适合近距离

2.5码元

定义：码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表离散数值的基本波形。当有多个离散状态时，成为M进制码元
一个码元可以携带多个比特的信息

注：

一个信号（信号波形变化）表示一个码元，有几种不同状态就是几进制码元
码元宽度：表示在一种信号（信号波形）的时长
一个码元可以携带多个比特的信息量，例如四进制码元可以是 00 01 10 11 每个码元包含两个比特，

2.6 速率

速率也叫数据率，是数据的传输速率（发送速率），表示单位时间传输的数据量。分为码元传输速率和信息传输速率，

传输速率是指把数据从主机发送到链路上这一过程的速率，

传播速率，在整个信道上的传输速率

码元传输速率别名 调制速率，波形速率码元速率单位时间内数字通信系统传输的码元个数（脉冲个数或信号变化量）单位是波特
信息传输速率别名信息速率比特率 表示单位时间内通讯系统创术二进制码元的个数（比特数），单位是比特/秒（b/s）就是网速
- 码元可以理解为几个比特的集合，所以信息传输速率（网速）=码元传输速率x码元所带信息量（多少比特）
- 码元所带信息量（比特数）=log2（码元进制数）

2.7波特

单位时间传输的码元个数（脉冲个数或信号变化量）

2.8带宽

最高通信速率单位是比特/s

2.9奈式准则

2.10香农定理

2.11 奈氏准则香农定理的选择

nice 无噪声侧重码元传输速率（码元传输速率的上限 2W）
香农有噪声侧重比特传输速率（数据率）
题目多是求数据极限传输速率看条件选择使用若两种都可以用则分别计算取较小的的极限传输速率

2.12基带信号和宽带/带宽信号

2.13编码和调制

2.13.1编码

将数据转化为数字信号

非归零编码（NRZ）

高1低0，编码容易实现，但没有检错功能，且无法判断一个码元的开始和结束，以至于收发双方难以保持同步。
曼彻斯特编码

（位于时钟周期向下跳表示1，向上跳表示0）将一个码元分成两个相等的间隔,前一个间隔为低电平后一个间隔为高电平表示码元1;码元o则正好相反。也可以采用相反的规定。该编码的特点是在每一个码元的中间出现电平跳变，位中间的跳变既作时钟信号（可用于同步),又作数据信号，但它所占的频带宽度是原始的基带宽度的两倍。每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2.
差分曼彻斯特编码

同1异0，常用于局域网传输，其规则是:若码元为1，则前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相同，若为o，则相反。该编码的特点是，在每个码元的中间,都有一次电平的跳转，可以实现自同步，且抗干扰性强于曼彻斯特编码。
归零编码（RZ）

信号电平在一个码元之内都要恢复到零的编码方式
反响不归零编码(NRZI)

信号电平翻转表示0，信号电平不翻转表示1.（开始不计）
4B/5B编码

比特流中插入额外的比特以打破一连串的O或1，就是用5个比特来编码4个比特的数据，之后再传给接收方，因此称为4B/5B。编码效率为80%。只采用16种对应16种不同的4位码,其他的16种作为控制码（帧的开始和结束，线路的状态信息等)或保留。