导图社区 计算机网络 第2章 物理层
计算机网络 408课程 第二章 物理层
计算机网络课程的第三章数据链路层的思维导图，基于王道408课程
王道408课程之计算机网络第五章 传输层
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JW/第2章 物理层
主要任务
确定与传输媒体接口有关的一些特性（定义了一些标准）
传输方式的转换
特性
机械特性
规格、接口形状、引线数目、引脚的数量和排列情况
电气特性
线路上信号的电压高低、阻抗匹配、传输速度、距离限制
功能特性
指明某条线上的某一电平表示何种意义，接口部件的信号线的用途
规程特性
工作规程和时序关系
数据通信基础知识
基本概念
数据
传送信息的实体。通常是二进制序列
信号
概念：是数据的电气或电磁表现，传说过程中的存在形式
数字信号：离散
模拟信号：连续
码元
一个固定时长的信号波形。
信源：产生和发送数据的源头
信宿：接收数据的终点
信道：信道的传输媒介
分类
按信号形式
模拟信道
数字信道
按传输介质
无线信道
有线信道
数据通信方式
单工通信：单向、一条信 道。eg：广播
半双工通信：双方都可,不能同时。两条信道。eg:对讲机
全双工通信：双方都可且能同时。两条信道。eg：电话
数据传输方式
串行传输
并行传输
实现同步的传输方式
同步传输
异步传输
速率、波特、带宽
传输速率
码元传输速率：1s内传输多少个码元
信息传输速率：1s内传输多少个比特=M个码元 * n bit信息量
数据失真
影响因素
码元传输速率
信道传输距离
噪声干扰
传输媒体质量
码间串扰：接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰界限的现象
奈氏准则：理想低通信道下的极限传输速率=2Wlog2V b/s
香农定理：带宽受限且有噪声的信道极限数据传输率 =Wlog2（1+S/N） b/s
信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比(S/N)
编码与调制
基带传输：基带信号将数字信号0和1直接用两种不用的电压表示，然后送到数字信道上传输。 距离近时使用 宽带传输：将基带信号进行调制后形成频分复用模拟信号，然后传送到模拟信道上传输 距离远时使用
调制：数据变换为模拟信号的过程 编码：数据变换为数字信号的过程
数字数据编码为数字信号
非归零编码NRZ
曼彻斯特编码 以太网使用
差分曼彻斯特编码 用于局域网传输
模拟数据编码为数字信号
典型例子：对音频信号进行编码的脉码调制PCM
采样：使用采样定理采样 f采样频率>=2f信号最高频率
量化
编码
数字数据调制为模拟信号
调幅ASK 调频FSK 调相PSK 调幅+调相QAM
模拟数据调制为模拟信号
数据交换方式
原理、阶段、特点、优缺点
电路交换
报文交换
子主题
分组交换
数据报
虚电路
传输介质
传输介质（媒体）并不是物理层
导向性传输介质
双绞线
局域网和传统电话中普遍使用，模拟传输和数字传输都可
屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线
同轴电缆
基带同轴电缆，局域网应用广泛
宽带同轴电缆，用于有线电视系统
光纤
光纤通信的传输媒体，传递光脉冲
带宽范围极大
非导向性传输介质
无线电波
较强穿透力、距离长、所有方向散播、eg：无线手机通信、WLAN
微波
地面微博微波接力通信
卫星通信
优缺点
通信容量大、距离远、覆盖广
传播时延长
红外线、激光
微波、红外线、激光的方向性强，直线传播，统称为视线介质
物理层设备
中继器（转发器）
功能：将信号整形并放大再转发出去
原理：再生数字信号
中继器的两端
5-4-3规则：不超过5个网段 ，4个中继器，3个计算机
集线器Hub
实质：多端口的中继器
功能：将信号整形放大，转发
非定向传送，属于共享式设备
星形拓扑，构建共享式网络
存储转发式
VS:同轴电缆抗干扰性更强，传输距离更远，价格贵
