第二章 物理层
物理层: 定义网络设备接口标准、电压标准;如何在物理链路上传输更快。物理层用于解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。
2.2.2 有关信道的几个概念
三种基本的通信双方信息交互方式: (1) 单向通信(单工通信),只能有一个方向的通信 (2) 双向交替通信(半双工通信),通信双方可以互相交互但不能同时进行 (3) 双向同时通信(全双工通信),通信双方可同时发送和接受信息
常用的编码方式:
- 不归零制:正电平为1,负为0
- 归零制:正为0,负为1
- 曼彻斯特编码:周期中心向上跳变为0,向下为1
- 差分曼彻斯特编码:每一周期中心都有跳变。周期开始处有跳变为0,没有跳变为1
2.2.3 信道的极限容量
码元:代表不同离散数值的基本波形就称为码元。例如,使用二进制编码时只有两种码元,一种代表状态0另一种代表1状态。
限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个:
-
信道能够通过的频率范围 奈氏准则: 在任何信道中,传输速率超过码元传输速率的上限,就会产生严重的码间串扰问题,使接收端对码元的识别变得不可能。 -
信噪比 常记为S/N,若以db作为单位则信噪比(db)=10 lg(S/N)。香农公式指出:信道的极限信息传输速率C=W log2(1+S/N),单位bit/s,其中W为信道宽度(Hz),S为信道内信号的平均功率,N为信道内噪声的功率。当频带宽度确定,信噪比不变,码元传输速率也达到上限时,可以通过让每一个码元携带更多比特的信息量。
2.3 物理层下的传输媒体
传输媒体可分为两类:导引型和非导引型传输媒体
非导引型传输媒体:自由空间
2.4 信道复用技术
频分复用(FDM): 所有用户在同样的时间内占用不同的带宽资源
时分复用(TDM): 所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度
统计时分复用(STDM): STDM帧不是固定分配时隙而是按需动态分配。在每个时隙中还必须有用户的地址信息。
波分复用(WDM): 就是光的频分复用
2.4.3 码分复用(CDM)
人们更加常用的名称是码分多址(CDMA),这种体制下每个站分配的码片序列不仅各不相同还互相正交。发送比特1时则发送自己的码片,而发送比特0时发送码片的反码。按照惯例,码片中的0可写为-1而1可写为1。
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