【计算机网络】物理层-湖南科技大学《计算机网络微课堂》笔记二

物理层

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文章目录

• 物理层
• 一、物理层的基本概念
• 二、 物理层下面的传输媒体
• • 2.1 导引型传输媒体
  • • 1.同轴电缆
    • 2.双绞线
    • 3 光纤
    • 4 电力线
  • 2.2 非导引型传输媒体
  • • 1 无线电波
    • 2 微波
    • 3 红外线
    • 4 可见光
• 三 传输方式
• • 3.1 串行传输
  • 3.2 并行传输
  • 3.3 同步传输
  • 3.4 异步传输
  • 3.5 单向通信（单工）
  • 3.6 双向交替通信（半双工）
  • 3.7 双向同时通信（全双工）
• 四、编码与调制
• • 4. 1 常见的编码
  • 4.2 习题
  • 4.3 基本调制方法
• 五、信道极限容量
• 总结
• 习题

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一、物理层的基本概念

物理层的主要任务就是处理传输比特0与1的问题 所以要知道通信原理的一些知识 理解起来更好一些

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二、 物理层下面的传输媒体

传输媒体（不属于计算机网络体系结构的任何一层）

2.1 导引型传输媒体

1.同轴电缆

2.双绞线

3 光纤

多模光纤：光在纤芯中的传输方式是不断地全反射
只适合近距离传输（建筑物内）
单模光纤 光在纤芯中一直向前传播而不发生全反射
没有模式色散 适合长距离传输

4 电力线

猫

2.2 非导引型传输媒体

1 无线电波

2 微波

3 红外线

4 可见光

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三 传输方式

3.1 串行传输

（如用于计算机和远程计算机的传输）

3.2 并行传输

（ 如用于计算机内部的传输）

3.3 同步传输

数据块以稳定的比特流传输，字节之间没有间隔，接收端在比特信号的中间时刻进行检测，以判断是0 还是1

3.4 异步传输

每个字节前后分别加上起始位

3.5 单向通信（单工）

例如无线电广播

3.6 双向交替通信（半双工）

对讲机 无法同时

3.7 双向同时通信（全双工）

电话

四、编码与调制

传输媒体与信道不能画等号；对于单工传输中只有一个单工信道
双工传输中两个信道 常见的是将数字基带信号通过编码或调制的方法在相应信道进行传输

4. 1 常见的编码

不归零编码：就是指在整个码元时间内，电平不会出现零电平。
需要额外一根传输线来传输时钟信号，宁愿利用这根传输线传输数据信号，而不是传输时钟信号。
不归零编码存在同步问题
归零编码 ：每个码元传输结束后信号都要归零。所以接受方只要在信号归零后进行采样即可，不需要单独的时钟信号。归零编码相当于把始终信号用“归零”方式编码在了数据之内，这称为“自同步”信号。这时候大部分的数据带宽都用来传输“归零”而浪费掉了。
曼特斯特编码 ： 码元中间时刻的跳变既表示时钟，也表示数据。

差分曼彻斯特编码：

与曼彻斯特编码不同的是：跳变只表示时钟，用码元开始处电平是否发生变化来表示数据

4.2 习题

10BaseT中的10表示带宽为10Mb/s Base表示基带传输，T表示双绞线

4.3 基本调制方法

基本调制方法只有两种码元 0 和1

混合调制

混合调制–正交振幅调制QAM 可以调制出16个不同的码元 每个码元可以携带4比特的信息量

五、信道极限容量

调制速度就是码元传输速度

自由空间：3 * 10 ^8 m/s
铜线：2.3 * 10 ^8 m/s
光纤：2.0 * 10 ^8 m/s

总结

双绞线 目的
光纤 那两类 多模 单模
微波的直线传播特性：可以穿越电离层 及应用
串行那俩
同步那俩
编码
调制

码元

习题