物理层
物理层是为了解决传输比特的问题。
四个任务
机械特性:指明所有接线器的尺寸、形状、排列、引脚数目、安装位置。
电器特性:指明接口电缆的各条线上出现的电压范围。
功能特性:指明某条线上出现某一电平的表示意义。
过程特性:指明对于不同功能的各种事件的出现顺序。
传输
传输媒体分类:引导型(电缆、光纤等)和非引导型(无线电波、红外线等)
传输方式
串行:数据是一个比特一个比特的依次发送,只需要一条传输线路。
并行:一次发送多个比特。需要多条传输线路。
同步:数据块是以比特流的形式传输。一个字节一个字节的发送
异步:以字节为单位的发送,字节间存在不固定的间隔,每个字节带有起始位和结束位。
通信方式
单工通信:通信双方只有一个发送方向。
半双工通信:通信双方可以相互发送数据,但发送数据不可同时进行。
全双工通信:通信双方可以相互发送数据,可以同时收发双方数据。
基本概念与定理
码元:设定好的基本波形,可以表示比特信息。
编码:将数据转换为数字信号。
调制:将数据转换成模拟信号。
信号失真: 在传输过程中受到影响,导致信号的波形失去了码元间的清晰界限(码间串扰)。
奈氏准则
1、理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud 2、理想带通信道的最高码元传输速率 = W Baud
W:信号带通(Hz) Baud;波特,即码元/秒。
该准则是在理想条件下推导,没有考虑传输距离和噪声干扰等
做题时:没特定指明信道则为低通信道,指明信道频率上下限,属于带通信道。
香农公式
考虑噪声干扰的情况。
c:信道的极限信息速率(b/s) w:信道贷款(Hz) s:信道内传输信号的平均功率 n:信道内的高斯噪声功率 S/N:信噪比,$ dB= 10 log_{10} (\frac{S}{N})$
集线器
集线器是运作于物理层,视为多端口的中继器。
网络带宽是平均分配到每个端口。