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1.1物理层引入的目的
屏蔽掉传输介质的多样性#xff0c;导致数据传输方式的不同#xff1b;物理层的引入使得高层看到的数据都是统一的0,1构成的比特流
1.2.物理层如何实现屏蔽
物理层靠定义的不同的通信协议#xff08;一般称通信规程#xff09;
这些协议…一、概述
1.1物理层引入的目的
屏蔽掉传输介质的多样性导致数据传输方式的不同物理层的引入使得高层看到的数据都是统一的0,1构成的比特流
1.2.物理层如何实现屏蔽
物理层靠定义的不同的通信协议一般称通信规程
这些协议的主要特征表现物理层标准机械特性管脚多少大小形状电气特性电压高低功能特性过程特性做出什么相应
1.3物理层下的传输媒体 引导型传输媒体有线非引导型传输媒体无线 重点双绞线的绞合目的抵御部分来自外界的电磁波干扰和减少相邻导线的电磁干扰。光纤分为多模光纤和单模光纤。 1导向性 能够将数字信号按固定方向传导的 铜介质金属铜材料构成的 同轴电缆双绞线虽然带宽低编码的方式提升了比特的传输速率 塑料介质 光纤导线 要求掌握不同传输介质的传输特性各种介质优缺点 2非导向性不能控制数据信号传输方向 无线 红外线遥控器功耗小微波传输卫星空间站 Wi-Fi 蓝牙 1.4通信模型中相关术语 1信息 通讯的目的是传输信息 2数据数据是信息的载体 3信号数据的外在表现形式 信号分为连续变化的模拟信号正弦波离散变化的数据信号脉冲 4信号的变换信号由一种形式变化成另一种形式 调制 数字信号---》数字信号 编码 数字信号---》模拟形式 调制 5常见的编码技术 6常见的调制技术 1.5传输方式
★串行/并行传输 串行传输是指数据是1个比特1个比特依次发送的发送端与接收端之间只用1条数据传输线即可并行传输是指一次发送n个比特而不是一个比特在发送端和接收端之间要有n条传输线路 在计算机网络中数据在传输线路上的传输时串行传输而计算机内部(如CPU和内存)多使用并行传输
★同步传输 数据块以稳定的比特流形式传输字节之间没有间隔。接收端在每个比特信号的中间时刻(有区分0,1的标志)进行检测以判别接收到的是比特0还是1 由于不同设备的时钟频率存在一定差异不可能完全相同在传输大量数据的过程中所产生的判别时刻的累计误差会导致接收端对比特信号的判别错位。因此需要采取方法使双方的时钟保持同步 收发双方时钟同步方法 外同步在收发双方之间加一条单独的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(如曼彻斯特编码) ★异步传输 以字节为独立的传输单位字节间的时间间隔不是固定的接收端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步为此通常传送前要在每个字节前后加上起始位和结束位。 异步是指字节之间异步(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/半双工/全双工 单工通信通信双方只有一个数据传输方向(无线电广播)半双工通信通信双方可以相互传输数据但不能同时进行(对讲机)全双工通信通信双方可以同时发送和接收消息(电话) 单工需要一条信道其他的需要两条(一个方向一条) 1.6编码与调制 消息需要计算机帮助用户处理和传输的文字、图片、音频、视频等。 数据运送消息的实体。计算机只能处理二进制数据。 信号数据的电磁表现。 基带信号由信源发出的原始电信号。基带信号又可分为两类 数字基带信号模拟基带信号 信道可分为数字信道和模拟信道两种。信号需要在信道中进行传输 常用编码 ①不归零编码 正电平代表比特1负电平代表比特0。在整个码元时间内电平不会出现零电平 这种编码方式如何区分连续几个相同电平呢 这要求发送方发送和接收方接收严格同步这就需要额外一根传输线来传输时钟信号。接收方按照时钟节拍逐个接收码元。但是对于计算机网络多的线不如拿来传输数据因此由于存在同步问题计算机中的数据传输不使用不归零编码 ②归零编码 每个码元传输结束后信号都要归零所以接收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。 实际上归零编码相当于把时钟信号用归零方式编码在了数据之内这称为自同步信号 归零编码中的大部分数据带宽都用来传输归零而浪费掉了(编码效率低) ③曼彻斯特编码 码元的中间时刻既表示时钟又表示数据。根据正负跳变来区分比特 具体如何根据跳变实现同步 第一次数据跳变的时间记录下来【即半个码元的时间】此后每过一个码元的时间就进行检测根据跳变方向决定数据为0还是1。 ④差分曼彻斯特编码 ①跳变仅表示时钟 ②码元开始处电平是否发生变化表示数据。比曼彻斯特变化少更适合较高的传输速率 基本调制方法 1.7信道的极限容量 通信质量较差的信道在传输信号的过程中会发生严重失真(无法识别原信号)【码间串扰】 失真因素
码元传输速率信号传输距离噪声干扰传输媒体质量 奈氏准则
信道传输容量 信号不能无限制的传输速率 在低通信情况下无噪声带宽受限码元传输速率是有影响的 2W 香农公式
信道无差别传输速率
按香农定理指导一定有一种方法保证数据能以这样的速率无差错的进行传输 1.8信道的复用技术
1目的
提供传输介质的利用率
信道是信号传输通路信道的载体是具体的传输介质
2方法
频带细分时间细分编码细分
频分多路复用技术将传输介质的同频带进行划分划分出不同的子频带然后让每一路信号在不同子频带上传输从而让多路信号同时进行传输
3具体实现
1.频分多路复用技术
2.时分多路复用技术
3.波分多路复用技术
4.码分多路复用技术
