批量查询网站是否正常,wordpress中调整图片尺寸,北京大型商场一览表,域名维护一个年多少钱文章目录 通信的基础概念信源、信宿、信号、信道码元、速率、波特带宽#xff08;Hz#xff09; 奈奎斯特采样定律和香农采样定律编码解码#xff0c;调制解调常用的编码方法常用的调制方法 传输介质1. 导向型传输介质2. 非导向型传输介质物理层接口的特性 物理层… 文章目录 通信的基础概念信源、信宿、信号、信道码元、速率、波特带宽Hz 奈奎斯特采样定律和香农采样定律编码解码调制解调常用的编码方法常用的调制方法 传输介质1. 导向型传输介质2. 非导向型传输介质物理层接口的特性 物理层设备继电器Repeater集线器Hub一些特性 通信的基础概念
信源、信宿、信号、信道
在通信系统中这些概念定义了信息的传输过程 信源信源是通信系统中信息的起点或来源。它可以是人、计算机、传感器等。 信宿信宿是信息传递的目的地接收来自信源的信息。 信号信号是指信息的物理表现形式能够在信道中进行传输。它可以是模拟信号如声音波形或数字信号如二进制数据。 信道信道是指信号在信源和信宿之间传输的媒介。它可以是有线媒介如同轴电缆、光纤或无线媒介如无线电波、微波。
码元、速率、波特
这些概念涉及信号的传输速率和表示 码元码元是信号传输的最小单元。每个码元可以代表一个或多个比特具体取决于信号的调制方式。例如在二进制系统中一个码元通常表示一个比特而在更复杂的调制方案中一个码元可能表示多于一个比特。 速率速率是指信息的传输速度以比特率bps, bits per second为单位表示每秒传输的比特数。 波特Baud波特表示每秒传输的符号或码元数。符号速率和比特率之间的关系取决于每个符号能够携带的比特数。例如如果每个符号携带2比特那么1波特等于2 bps。
带宽Hz
带宽带宽是指信道能够传输的频率范围通常用赫兹Hz表示。它是信道容量的重要指标决定了信号在信道中传输时能够承载的最高数据速率。带宽越大信道的容量也就越大能够传输更多的数据。例如光纤具有很高的带宽因此可以支持高速的数据传输。
奈奎斯特采样定律和香农采样定律 编码解码调制解调
编码与解码编码是将信息从一种形式转换为另一种形式以便传输或存储。解码是编码的逆过程将接收到的编码信号转换回原始信息。例如在数字通信中信号从二进制数据转换为电压信号是编码而接收端将电压信号还原为数据是解码。例如ADC和DAC调制与解调调制是将信号嵌入到载波中以便通过信道传输调节信号的一个或多个属性如幅度、频率或相位。解调则是接收端恢复出嵌入在载波中的信息。
常用的编码方法 不可归零编码NRZ 这种编码方法中信号在整个比特周期内保持恒定状态不归零。1 和 0 分别用两个不同的电压电平表示。优点是实现简单但长时间连续 1 或 0 时可能导致同步问题。需要添加时钟线 归零编码RZ 在归零编码中每个比特周期会中途归零即每个比特信号在半个周期后回到零电平。虽然有助于同步但信号频谱带宽增大。 反向非归零编码NRZI 是一种改进的NRZ编码通过改变电平来表示 1而保持电平不变表示 0。这可以减轻同步问题因为 1 的表示中总有电平跳变。 曼彻斯特编码 每个比特周期都有一次电平转换1 用高到低的转换表示0 用低到高的转换表示。这种编码天然具有同步性但需要的带宽较宽。 差分曼彻斯特编码 是曼彻斯特编码的变种通过电平转换来决定数据位。1 表示比特周期内无电平变化0 表示有电平变化。提高了对噪声的抗干扰性。
常用的调制方法 调幅AM, Amplitude Modulation 通过改变载波信号的幅度来传递信息。适合声音和视频信号传输但易受噪声干扰。 调频FM, Frequency Modulation 通过改变载波信号的频率来传递信息。对噪声有较好的抗干扰性常用于广播通信。 调相PM, Phase Modulation 通过改变载波信号的相位来传递信息。PM调制在数字通信中被广泛使用能提供较高的数据传输速率。 正交幅度调制QAM, Quadrature Amplitude Modulation 是调幅和调相的结合通过同时改变信号的幅度和相位来传递信息。QAM在现代通信中很常见能够支持更高的数据传输速率。
传输介质
1. 导向型传输介质
定义指信号在物理介质中传输信号有固定的传播路径。特点 信号沿特定路径传输受到外部环境干扰较少。适用于点到点的通信。 常见类型 双绞线由两根互相缠绕的绝缘铜线组成用于减少电磁干扰。广泛应用于电话线和以太网电缆如CAT 5e、CAT 6。同轴电缆由铜芯、绝缘层、编织屏蔽层和外层组成能更好地屏蔽电磁干扰。常用于有线电视和数据传输。光纤通过光信号传输数据具有极高的带宽和极低的损耗。适用于高速和长距离的数据通信。 以太网对有线传输介质的命名规则,曼彻斯特编码 速度Base介质信息 10Base510Mbps同轴电缆500m 1000BaseT1,1000Mbps双绞线500m
2. 非导向型传输介质
定义信号通过自由空间或空气传播没有固定的物理传输路径。特点 信号朝四面八方传播容易受到外界干扰如天气、障碍物。适用于广域的广播通信和移动通信。 常见类型 无线传输介质利用无线电波、微波、红外线等形式进行数据传输。例如Wi-Fi、卫星通信和移动网络。波长越短越适合指向性
物理层接口的特性
物理层接口指的是在网络通信模型如OSI模型中的最底层负责传输比特流的介质和设备的物理连接。特性 传输速率衡量数据传输速度的速率如每秒传输的比特数bps。带宽表示通信介质能够支持的频率范围决定了信号的最大传输速率。衰减随着距离增加信号强度会降低传输介质的衰减特性影响通信质量。干扰外界电磁波或其他信号可能会对传输信号造成干扰影响数据传输的可靠性。
物理层设备
继电器Repeater 基本功能继电器通常具有两个端口通过接收信号、整形、再生和放大等处理将信号从一个端口转发至另一个端口。继电器的作用是弥补信号传输过程中的衰减和失真确保信号能够正确地到达远端设备。由于继电器只是简单的信号传递它会产生一些时延这是因为信号需要经过处理和再生的过程。 半双工通信继电器工作时采用半双工通信模式即同一时间只能有一方设备发送信号。 网段划分这也意味着继电器的作用是将两个不同网段的通信连接起来促进数据在它们之间的传输。继电器本身并不改变数据内容而是简单地放大和传递信号。
集线器Hub 工作原理集线器是一种多端口的继电器它的工作原理与继电器类似但在一个集线器中有多个端口可供设备连接。当集线器的某个端口接收到信号时它会将该信号整形再生后转发到所有其他端口而不仅仅是一个目标端口。这使得集线器成为连接多个网络设备的常见设备。 冲突问题集线器的各个端口无法同时发送数据。当多个设备试图在同一时间发送数据时容易发生数据冲突Collision即信号互相干扰导致通信失败。这个问题在集线器连接的网络中尤为突出需要通过“信道争用”如CSMA/CD协议来解决。 冲突域与网段集线器连接的每个端口通常对应一个独立的“冲突域”。冲突域是指在该域内如果两个设备同时发送信号就会发生冲突。集线器内的所有设备共享带宽因此当多个设备同时传输数据时会导致带宽的竞争并且通信性能可能大幅下降。
一些特性 共享带宽集线器连接的所有设备共享带宽这意味着所有设备的通信速率受到带宽的限制。即使某个设备不在使用带宽其他设备也会受到影响导致网络整体性能下降。 连接不同传输介质集线器具有一定的灵活性它可以连接不同传输介质的设备允许不同的物理层协议进行连接。例如一个端口可以连接同轴电缆另一个端口连接光纤集线器都可以进行适配。 速率兼容性当集线器连接的设备速率不同它会采取“速率向下兼容”的方式。也就是说集线器会将速率较高的网段的速率降到较低速率的网段速率以确保通信的兼容性和稳定性。 无法无限串联集线器和继电器都存在一定的限制尤其是在连接多个设备时。它们无法像交换机那样进行智能路由和隔离网络流量。随着网络规模的增大集线器和继电器可能会导致网络性能显著下降尤其是碰撞和带宽争用会越来越严重。 物理层拓扑的限制集线器和继电器通常只能支持简单的网络拓扑例如星形拓扑集线器和点对点拓扑继电器。这使得它们不适合大型复杂网络的部署。 集线器和继电器不能连接物理层协议不同的网段也不能连接速率不同的网段。教科书上的和网上的有点不一样。 物理层协议集线器和继电器只能在物理层协议相同的网段之间进行工作。即如果两个网段使用不同的传输介质如光纤与铜缆或不同的协议如以太网与Wi-Fi它们不能直接通过集线器或继电器连接必须通过网关或其他设备进行协议转换。
