计算机网络-物理层

物理层是 OSI 参考模型中最低的一层

物理层

功能

提供透明的比特流传输

tips: 物理层的传输，不关心比特流所传递的信息，只专注于当一个比特流的搬运工

特性

1. 机械特性 —> 指出接口所有接线器的 形状，尺寸，引脚数和排列等
2. 电气特性 —> 指明接口电缆各条线出现的 电压的范围
3. 功能特性 —> 指明某条线出现的 某电平电压表示的意义
4. 规程特性 —> 指明不同功能的各种可能 事件的出现顺序，类似于协议

最大传输速率 (数字带宽)

奈奎斯特定理：

在无噪声信道中，物理带宽为 B Hz
信号离散等级为 V
则数字带宽为 C

香农定理：

在噪声信道中，物理带宽为 B Hz
信噪比为 S/N，
数字带宽为 C

dB 换算 bps：

传输介质

物理层传输介质有两种:

• 有线传输介质 如光纤，铜缆
• 无线传输介质 如无线电，卫星

• 同轴电缆
  • 基带同轴电缆 50Ω，用于数字传输
  • 宽带同轴电缆 75Ω，用于模拟传输

结构

• 双绞线 —> 两根具有绝缘层的铜导线，逆时针绞合而成，能消除近端串扰
  • 屏蔽双绞线 简称 STP，绞合的铜导线加了屏蔽层，共四条，再外加屏蔽层包裹住四条铜线
    • 抗 EMI/RFI 干扰
    • 成本高
  • 非屏蔽双绞线 简称 UTP，传输距离 100m，广泛用于局域网传
    • 成本低，尺寸小，易安装
    • 易受干扰，传输距离受绞距影响
  • 网屏双绞线 简称 ScTP，STP 和 UTP 的折中，跟 STP 相比，只有最外层的屏蔽层
• 光纤 —> 利用了光的全反射
  • 重量轻，损耗低
  • 不受电磁干扰
  • 传输带宽，通信容量大
  • 成本高，易断裂