计算机网络_物理层

物理层的基本概念

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流
物理层为数据链路层屏蔽了个证传输媒体的差异,使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务,而不必考虑网络具体的传输媒体是什么.
导引型传输媒体
双绞线
同轴电缆
光纤
非导引型传输媒体
微波通信 (WIFI)

物理层协议的主要任务
机械特性 : 指明接口所用接线器的形状和尺寸引脚数目和排列,固定和锁定装置
电气特性 : 指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围
功能特性 : 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义
过程特性 : 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

传输方式

串行传输 : 一个比特一个比特的传输
并行传输 : n个比特n个比特的传输(成本高)
远距离传输都是串行传输
cpu和内存这种静距离是并行传输

同步传输 : 时钟误差累积
外同步 : 在收发双方之间添加一条单独时钟信号线
内同步 : 发送端将时钟同步信号编码到发送数据中一起传输
异步传输 : 字节之间的时间间隔不是固定的,接收端仅在每个字的其实处对字节内的比特实现同步
字节之间异步(字节之间的时间间隔不固定)
字节中的每个比特仍然要同步(各比特的持续时间是相同的)

单工通信 : 无线电
双向交替通信 : 对讲机
双向同时通信 : 手机的打电话

编码与调制

信道极限容量

理想低通道的最高码元传输速率 = 2W Baud = 2W 码元/秒
理想带通信道的最高码元传输速率 = W Baud = W码元/秒
W : 信道带宽 (单位为HZ)
Baud : 波特,即码元/秒
码元传输速率又称波特率 调制速率 波形速率或符号速率.它与比特率有一定关系
当1各码元只能携带1比特的信息时,则波特率在数值上市相等的
当1各码元携带n比特信息量时,则波特率转换成比特率,数值要乘以n.
要提高信息传输速率时,就必须设法使每一个码元能携带更多个比特的信息量,这需要采用多元制
实际的信道所能传输的最高码元速率,要明显低于奈氏准则给出的这个上限数值.