物理层的基本概念:
物理层解决如何在链接各种计算机的传输媒体上的传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。
物理层主要的任务:
确定与传输媒体接口有关的一些特性————>定义标准

1.机械特性:定义物理连接的特性,规定物理连接时所采用的规格,接口形状,引线数目,引脚数量和排列情况。

2.点气特性:规定传输二进制位时,线路上信号的电压范围,阻抗匹配,传输速率和距离限制等。

3.功能特性:指明某条线上出现某一电平表示何种意义,接口部件的信号线用途。

4.规程特性:(过程特性)定义各条物理线路的工作规程和时序关系。

数据通信模型:

典型的数据通信模型:

数据通信相关术语:

通信的目的是传输消息

数据:传送信息的实体,通常是有意义的符号序列

信号:数据的电气/电磁表现,是数据在传输过程中的存在形式。
数字信号:代表消息的参数,取值是离散的。
模拟信号:代表消息的参数取值是连续的。

信源:产生和发送数据的源头

信宿:接收数据的终点

信道:信号的传输媒介。一般来表示向某一个方向传送信息的介质,因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。

三种通信方式:

从通信交互方式来看,三种基本方式为:
1.单工通信:只有一个方向的通信而没有反方向的交互,仅需要一条信道
2.半双工通信:通信双方都可以发送或者接收信息,但任何一方都不能同时发送和接收,需要两条信道
3.全双工通信:通信双方可以同时发送和接收,也需要两条信道

两种数据的传输方式:

色图分割线

码元

码元实质用一个固定时长的信号波形(数字脉冲),代表不同离散数值的基本波形,是数字通信中数字信号的计量单位,这个时长内的信号称为k进制码元,而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时(M>2),此时码元为M进制码元。

一个码元可以携带多个比特的信息量。

速率,波特,带宽

速率也叫数据率,是指数据的传输速率,表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示。

1.码元传输速率:别名码元速率,波形速率,调制速率,符号速率等,他表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数(也可称为脉冲个数或信号变化次数),单位是波特(Baud)。一波特表示数字通信系统每秒传输一个码元,这里的码元可以是多进制,也可以是二进制,但是码元速率与进制数无关。

2.信息传输速率:别名信息速率,比特率等,表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数(即比特数)单位是比特/秒(b/s)。

关系:若一个码元携带n比特信息量,则M baud的码元传输速率所对应的信息传输速率为M*n bit/s。

带宽:表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率,常用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力,单位是b/s。

习题rush:

色图分割线

失真

失真的一种现象 -- 码间串扰

奈氏准则(奈奎斯特定理)

奈氏准则:在理想低通(无噪声,带宽受限)条件下,为了避免码间串扰,极限码元传输速率为2W Baud,W是信道带宽,单位是Hz。

极限数据率:

香农定理

噪声存在与所有的电子设备和通信信道中。由于噪声随机产生,他的瞬时值有时会很大,因此噪声会使接收端对码元的判断产生错误。但是噪声的影响是相对的,若信号较强,那么噪声的影响相对较小。因此,信噪比就很重要

信噪比 = 信号的平均功率/噪声的平均功率,常记S/N,并用分贝(dB)多为度量单位

香农定理:在带宽受限且有噪声的信道中,为不产生误差,信息的数据传输速率有上限值。

信道的极限数据传输速率: Wlog2(1+S/N)(b/s)

推论:

区别香农和奈斯奎特定理

真的老讨厌这类课了 一堆看不见摸不着的概念


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