部分图片参考地址 : https://github.com/CyC2018/CS-Notes
物理层
物理层的主要任务是描述为确定与传输媒介的接口有关的一些特性
机械特性 : 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数和排列、固定和锁定装置等。
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意义。
过程特性 : 指明不同功能的各种可能事件的出现顺序。
数据在通信线路上一般是串行,而在计算机内部一般是并行。
数据通信系统可划分为三大部分 :
源系统(发送方) :包括源点、发送器。
传输系统(传输网络)
目的系统(接收方):包括接收器、终点。
模拟信号 (连续信号):代表消息的参数取值是连续的。
数字信号 (离散信号):代表消息的参数取值是离散的。
信道的基本概念
信道 : 表示向某一个方向发送消息的媒体。
通信电路 :往往包含一条发送信道和一条接收信道。
单向通信(单工通信) :单向交互。
双向交替通信(半双工通信) :双向交替交互。
基带信号 : 来自信源的信号。
基带调制(编码) :将数字信号转换为另一种形式的数字信号。
常用编码方式:
不归零制 :正电平代表1,负电平代表0。
归零制 :正脉冲代表1 , 负脉冲代表0。
曼彻斯特编码 : 位周期中心的向上跳变代表 0 ,位周期中心的向下跳变代表1。(也可反过来)
差分曼彻斯特编码 : 在每一位的中心处始终有跳变。位于开始边界有跳变代表0,没有跳变代表1。
带通调制 :使用载波进行调制,将基带信号的频段范围移到较高的频段,并转换为模拟信号。
常用的带通调制:
调幅 :载波的振幅随着基带数字信号而变化。
调频 : 载波的频率随基带数字信号而变化。
调相 : 载波的初始相位随数字信号而变化。
信道的极限容量
奈氏准则 : 在带宽为W的低通信道中,若不考虑噪声的影响,则码元传输的最高速率是2W。传输速率超过此上限就会出现严重的码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(识别)成为不可能。
信噪比 : 信号的平均功率和噪声的平均功率之比。
香农公式 :信道的带宽或信道中的信噪比越大,信息的极限传输速率就越高。
传输媒体
导引型传输媒体
双绞线、同轴电缆、光缆。
非导引型传输媒体
无线电通信
信道复用技术
1. 频分复用
频分复用的所有主机在相同的时间占用不同的频率带宽资源。
2. 时分复用
时分复用的所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源。
使用频分复用和时分复用进行通信,在通信的过程中主机会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质,通信过程没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用,因此这两种方式对信道的利用率都不高。
3. 统计时分复用
是对时分复用的一种改进,不固定每个用户在时分复用帧中的位置,只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。
4. 波分复用
光的频分复用。由于光的频率很高,因此习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。
5. 码分复用
每一个用户可以在同样时间内使用同样的频带进行通信。各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会干扰。
例 : 一个使用码分复用的站被分配了一个唯一的m bit码片序列 (假如为00011001) 那么它要发送1 则发送自己的m bit码片序列(00011001),如果它要发送0 则发送自己m bit码片序列的反码 (11100110)
这里需要注意的是 码分多址(CDMA)系统分配的每一个码片序列都是相互正交的
X接收站持有S发送站的码片序列
利用上面的特性可以筛选出X接收站需要的S站发出的码片序列,因为其他站发出的码片序列会和X接收站持有的S站的码片序列规格化内积为0 ,而S站发出的码片序列和本身的内积为1,与其反码的规格化内积为-1 。
宽带接入技术
ADSL 技术(非对称数字用户线技术)
该技术是利用数字技术对原有的模拟电话的用户线进行改造,利用电话信号未用到用户线高端频段作为用户上网的频段。
这里的非对称是指:上行带宽和下行带宽的不对称,一般是上行小于下行。
变型 :
SDSL (对称数字用户线技术):该技术将上行与下行的带宽进行了平均分配的改进。
VDSL(甚高速数字用户线技术) : 将下行和上行速率都进行了提升。
光纤同轴混合网(HCF网)
将原有的有线电视网中的同轴电缆部分更换为光纤,光纤从头端连接到光纤节点,在光纤节点将光信号转换为电信号,再由同轴电缆接入到用户家中。
FTTx技术
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